Hıyarda (Cucumis sativus L.) etilen reseptör genlerinin klonlanması ve karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, hıyar bitkisinde etilen alımında ve sinyal iletiminde rol alan 5 etilen reseptörünü kodlayan genlerin tam nükleotid sekansları izole edilerek karakterizasyonları yapılmıştır. Hazırlanan dejenere primerlerle yapılan PCR sonucunda elde edilen kısmi cDNA fragmanlarına 3' ve 5' RACE analizi uygulanarak CS-ETR1-1, CS-ETR1-2, CS-ERS1, CS-ETR2-1 ve CS-ETR2-2 şeklinde isimlendirilen tam uzunluktaki genler elde edilmiştir. Sekanslama sonucunda CS-ETR1-1, CS-ETR1-2, CS-ERS1, CS-ETR2-1,ve CS-ETR2-2 genlerinin sırasıyla 2936, 2894, 2271, 2857 ve 2904 bazdan oluştukları tespit edilmiştirBu genlerden CS-ETR1-1 ve CS-ETR1-2 genlerinin sırasıyla 2364 ve 2361 nükleotidin meydana getirdiği 787 ve 786 amino asitten oluşan proteinleri kodlayan birer ORF'ye sahip oldukları gözlenmiştir.CS-ERS1 olarak adlandırılan gen ise, 1701 nükleotidin meydana getirdiği 566 amino asidin oluşturduğu bir proteini kodlayan tahmini ORF'den meydana gelmiştir.İzole edilen iki ETR2 benzeri genlerden biri olan CS-ETR2-1 2136 nükleotidin oluşturduğu 711 amino asitlik bir proteini kodlayan ORF'den meydana gelmiştir. ETR2 benzeri diğer gen olan CS-ETR2-2 geni 2472 nükleotid tarafından kodlanan 823 adet amino asitten oluşan bir proteini kodlayan bir ORF içerdiği tespit edilmiştir.Tüm izole edilen genler diğer türlerden izole edilmiş olan ETR ve ERS genleriyle yüksek derecede benzerlik göstermişlerdir. Tam uzunluktaki amino asit sekansları göz önüne alındığında, CS-ETR1-1, CS-ETR1-2 ve CS-ERS1' in birbirlerine daha yakın olduğu ve alt aile I'de yer alabileceklerini, buna karşılık CS-ETR2-1 ile CS-ETR2-2'nin alt aile II'de yer alabilecekleri ortaya konulmuştur. İzole edilen genler, watersoking gibi etilenin neden olduğu fizyolojik bozukluklara karşı daha dayanıklı ve olgunlaşma bakımından değişiklik gösterebilen çeşitler geliştirmek amacıyla ıslah programlarında kullanılabilirler.

In the study, the full length nucleotide sequences encoding five ethylene receptor genes involved in ethylene perception and signal transduction were isolated and characterized from cucumber fruit. As a result of PCR amplification with degenerate primers prepared from conserved regions of previously isolated ETR genes of cDNAs obtained via RT-PCR of total RNA from cucumber fruit, five partial cDNAs were determined. After extension of their 3? and 5? ends via 3? and 5? RACE analysis, five full length genes called CS-ETR1-1, CS-ETR1-2, CS-ERS1, CS-ETR2-1 and CS-ETR2-2 were obtained. Upon cloning and sequencing, it was determined that CS-ETR1-2, CS-ERS1, CS-ETR2-1, and CS-ETR2-2 genes were 2936, 2894, 2271, 2857 and 2904 bases in length, respectively.Among those, the genes CS-ETR1-1 and CS-ETR1-2 contained a predicted open reading frame (ORF) formed from 2364 and 2361 nucleotides encoding proteins of 787 and 786 amino acids respectively.CS-ERS1 had a predicted ORF generated from 1701 nucleotides encoding a protein of 566 amino acids.One of the two isolated ETR2-like genes, CS-ETR2-1 contained an ORF encoding a protein formed from 2136 nucleotides and 711 amino acids. The other ETR2-like gene CS-ETR2-2 had an ORF of 2472 nucleotides in length encoding a protein of 823 amino acids.All isolated genes showed highly significant similarity to previously isolated ETR and ERS genes from other species. With respect to full length amino acid sequences, it seems that CS-ETR1-1, CS-ETR1-2 and CS-ERS1 are more close to each other and may be in subfamily I but CS-ETR2-1 and CS-ETR2-2?may be placed in subfamily II due to their close homology. The isolated genes could be used in breeding programs to develop cultivars with altered ripening behavior and more tolerant to ethylene related physiological disorders such as watersoaking.