Ceviz çeşitlerinin tuza tolerans durumlarının belirlenmesi ve cevizde tuz stresi ile ilgili genlerin RNA sekanslaması ile ortaya çıkarılması
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bahçe Bitkileri, Türkiye
Tez Danışmanı: Salih Kafkas
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:
Ceviz (Juglans regia L.), toprak ve sulama suyundaki tuzluluğa karşı yüksek düzeyde duyarlılık gösteren bir türdür. Bu çalışma, ceviz genotiplerinin tuz stresine karşı morfolojik, fizyolojik ve moleküler düzeydeki tepkilerini iki yıl boyunca (2021–2022) değerlendirmek amacıyla yürütülmüştür. İlk yıl, 21 genotip dört farklı NaCl konsantrasyonuna (75, 150, 225 ve 300 mM) maruz bırakılmıştır. Artan tuz konsantrasyonları bitkisel gelişim parametrelerinde genel bir azalmaya yol açmış; ancak bu azalmaların genotipe özgü farklılıklar taşıdığı belirlenmiştir. 'Serr' çeşidi, tüm uygulamalarda yüksek bitki boyu, yaprak sayısı, yaprak oransal su içeriği (RWC) ve kök kuru madde miktarı ile ön plana çıkarken; 'Sölez-1' çeşidi yüksek SPAD değeri ve %100 canlılık oranıyla dikkat çekmiştir. Buna karşın, 'Fernor' çeşidi, artan tuz düzeylerinde yüksek yaprak sıcaklığı, düşük SPAD ve RWC değerleri ve %41'e kadar gerileyen canlılık oranı ile en hassas genotip olarak tanımlanmıştır. Bu bulgular doğrultusunda, 'Serr', 'Sölez-1' ve 'Maraş-18' çeşitleri toleranslı; 'Fernor', 'Chandler' ve 'Hartley' ise duyarlı olarak sınıflandırılmıştır. İkinci yılda, bu altı çeşit 150 mM NaCl konsantrasyonu altında morfolojik, fizyolojik ve iyonik yönleriyle incelenmiştir. 'Serr' çeşidi, yüksek RWC, geniş yaprak alanı, daha az negatif ozmotik potansiyel, yüksek prolin düzeyi ve sınırlı Na⁺–Cl⁻ birikimi ile birlikte yüksek K⁺–Ca²⁺ düzeylerini koruyarak güçlü bir iyonik denge sağlamıştır. Buna karşın, 'Fernor' genotipi, iyon dengesizliği ve su ilişkilerindeki bozulma ile yüksek düzeyde stres duyarlılığı göstermiştir. Tuz stresine karşı genetik yanıtları ortaya koymak amacıyla, toleranslı 'Serr' ve hassas 'Fernor' ceviz çeşitleri kullanılarak RNA-Seq analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu analizler sonucunda toplam 14.153 yeni transkript tanımlanmış ve 150 mM NaCl uygulaması altında diferansiyel olarak ifade edilen 161 aday gen tespit edilmiştir. Gen Ontology (GO) sınıflandırması doğrultusunda bu genlerin iyon taşınımı, ozmotik denge, oksidatif stres yanıtı ve sinyal iletimi gibi önemli biyolojik süreçlerde görev aldığı belirlenmiştir. RNA-Seq bulgularının doğrulanması amacıyla biyolojik işlev açısından öne çıkan 12 aday gen seçilmiş, bu genlere yönelik 14 spesifik primer çifti tasarlanarak kantitatif gerçek zamanlı PCR (qPCR) analizleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan qPCR analizleri sonucunda, yedi genin ifade düzeyleri RNA-Seq verileri ile yüksek oranda uyum göstermiştir. Özellikle, prolin biyosentezinde görev alan LOC108990701 geninin tuz stresi altında anlamlı şekilde yukarı regüle olduğu ve bu durumun ozmotik adaptasyonda önemli rol oynadığı belirlenmiştir. Ayrıca, iyon taşınımı ve stomatal hareketlerin düzenlenmesinde görevli LOC108995962 geninin ifadesinde artış gözlenmiş ve bu genin iyonik dengeyi korumada etkili olduğu düşünülmüştür. Oksidatif stresle ilişkili LOC108990546 ile hücresel redoks homeostazında görev alan lipoksigenaz kodlayan LOC109012163 genleri de diferansiyel olarak ifade edilmiş ve bu genlerin qPCR ile doğrulanan ifadeleri, RNA-Seq sonuçlarıyla güçlü bir paralellik sergilemiştir. Sonuç olarak, bu çalışma cevizde tuzluluk stresine karşı gelişen çok düzeyli adaptif yanıtları ortaya koymakta ve moleküler ıslah çalışmalarında değerlendirilebilecek önemli aday genleri tanımlamaktadır.