Tez No İndirme Tez Künye Durumu
201833
Transformation of Nicotiana tabacum plants with Na+/H+ antiporter (AtNHX1) gene isolated from Arabidopsis thaliana for evaluation of salt tolerance / Arabidopsis thaliana bitkisinden izole edilen Na+/H+ antiporter (AtNHX1) geninin Nicotiana tabacum bitkisine aktarılarak tuz direncinin değerlendirilmesi
Yazar:FERHUNDE AYSİN
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN AVNİ ÖKTEM ; YRD. DOÇ. DR. A. ELİF ERSON
Yer Bilgisi: Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Konu:Biyoloji = Biology ; Botanik = Botany ; Genetik = Genetics
Dizin:Tuz stresi = Salt stress 		Onaylandı
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
86 s.
Bitki hücreleri sahip oldukları büyük ve kendisini çevreleyen zarıyla bağlantılı kofulları sayesinde iyonların buralarda toplanmasına yapısal olarak oldukça uygundurlar. Bazı bitkiler kofullarında bulunan iyon pompaları sayesinde kolaylastırılmıs difüzyonla protonları dısarı vererek sodyum iyonlarının aktif olarak koful içine alınımını kolaylastırır. Bu sekilde bitki sodyum iyonlarının zararlı etkilerinden korunmus olur. Bir Na+/H+ iyon pompası kodlayarak bitkilere tuz direnci kazandıran AtNHX1 geninin tanımlanmasıyla bitkilerdeki tuz toleransı mekanizmaları anlasılmaya baslamıstır. Bu çalısmanın amacı Arabidopsis thaliana bitkisinde bulunan AtNHX1 geninin izole edilip klonlandıktan sonra Agrobacterium tumefaciens aracılığıyla gen aktarım yöntemi kullanılarak Nicotiana tabacum bitkisine vii aktarılmasıdır. Bu amaçla Arabidopsis bitkisinden RNA izolasyonu yapılmıs ve bitkiye ait cDNA sentezlenmistir. AtNHX1 (1614bp) cDNA sekansına uygun olarak dizayn edilmis primerler yardımıyla amplifiye edilmis ve gen diziliminin doğruluğu sekans analizi yapılarak belirlenmistir. XbaI ve BamHI restriksiyon enzimleri kullanılarak yapılan kesim isleminin ardından gen bitki transformasyon vektörüne (pCVB1) klonlanmıs ve Agrobacterium tumefaciens gen aktarım yöntemi kullanılarak 10 adet transgenik adayı bitki elde edilmistir. Bu bitkilerden 8 tanesinin toprakta büyütülmesiyle elde edilen tohumların farklı tuz konsantrasyonuna (0, 50, 100, 150, 200, 250 mM NaCl) sahip ortamda çimlendirilmesinin ardından T1 bitkilerinin tuza karsı direnç gelistirdikleri saptanmıstır. 150 mM NaCl ve 200 mM NaCl içeren ortamda çimlendirilen transgenik tohumların sırasıyla ortalama %82`si % 60`ı çimlenmesine rağmen gen aktarılmamıs kontrol bitkilerinin tohumlarının çimlenme oranı ise sırasıyla ortalama %39 ve %21`dir. T1 tohumlarının farklı tuz konsantrasyonlarında çimlenme miktarlarının istatistiksel olarak analiz edilmesiyle transgenik adayı bitki tohumlarının kontrol bitkilerinin tohumlarına göre daha iyi çimlendiği bulunmustur (p=0.001). Elde edilen bulgular bir bütün olarak değerlendirildiğinde, transgenik bitkilerin kontrol bitkilerine oranla özellikle de yüksek tuz konsantrasyonuna sahip ortamda daha iyi çimlenebilme ve gelisebilme özelliği gösterdiği sonucuna ulasılmıstır. Anahtar Kelimeler: Tuz stresi, AtNHX1, Arabidopsis thaliana, Nicotiana tabacum, Na+/H+ iyon pompası
Large, membrane-bound vacuoles of plant cells are suitable organelles for the compartmentation of ions. These vacuoles contain Na+/H+ antiporters for movement of Na+ within the organelle in exchange for H+. They provide an efficient mechanism to prevent the occurance of detrimental outcomes of Na+ accumulation in the cytosol. Identification of AtNHX1 gene that confers resistance to salinity by expressing a Na+/H+ antiport pump facilitates the understanding of the salt stress tolerance mechanisms of plants. The aim of the present study was to isolate and clone the Arabidopsis thaliana AtNHX1 coding sequence for transformation of Nicotiana tabacum plants via Agrobacterium tumefaciens mediated gene transfer. For this purpose, total RNA was isolated from Arabidopsis thaliana plants and cDNA synthesis was performed. AtNHX1 (1614bp) was amplified by using cDNA of Arabidopsis via specific primers. The amplified PCR product was verified by v sequencing. AtNHX1 coding sequence was cloned into the plant transformation vector pCVB1 and 10 independent putative transgenic tobacco plants were obtained via Agrobacterium tumefaciens mediated gene transfer sysytem. Transfer of selected 8 putative transgenic plants to soil provided the regeneration of T1 seeds. Germination of the seeds under different salt treatments (0, 50, 100, 150, 200, 250 mM NaCl) was observed for evaluating the salt tolerance of transformed plants. The 82% and 60% of the transgenic T1 seeds were germinated on 150 mM NaCl and 200 mM NaCl containing media, respectively. In contrast the germination percentage of wild type tobacco seeds under 150 mM NaCl and 200 mM NaCl concentrations were 39% and 21%, respectively. The germination rate of the transgenic T1 seeds were significantly higher (p=0,001) when compared to the control seeds especially under high salt stress conditions (150 and 200 mM NaCl). Taken all together, our results demonstrated that the germination efficiencies and growth of the plants transformed with AtNHX1 were higher than the wild type tobacco plants under high salt concentrations. Key words: Salt Stress, AtNHX1, Arabidopsis thaliana, Nicotiana tabacum, Na+/H+ (pump) antiporter