Morfin ve noskapin içeriği yüksek haşhaş (Papaver somniferum L.) genotiplerinde RNA kütüphanelerinden transkripsiyon faktörlerinin tespiti ve ifade analizi

Abstract

Haşhaş (Papaver somniferum L.), morfin, kodein, noskapin, papaverin ve sanguinarin gibi benzilizokinolin alkaloitlerini üreten değerli bir tıbbi bitkidir. Haşhaşta morfin ve noskapin biyosentezi oldukça karmaşık yolaklar olup, moleküler seviyede henüz tam olarak aydınlatılamamıştır. Bu çalışmanın amacı; transkripsiyon faktörlerinin, qRT-PCR yöntemi ile morfince ve noskapin içeriği yüksek haşhaş bitkilerindeki ifade seviyeleri ölçülerek, transkripsiyon faktörleri ile BIA biyosentez yolağı arasındaki ilişkinin aydınlatılmasıdır. Çalışmada morfin ve noskapin bakımından zengin haşhaş genotipinde fungal bir elisitör olan Metil Jasmonat (MeJa) ile 3 ve 9 saat süreyle muamele edilmiş, morfin ve noskapin bakımından zengin haşhaş bitkisinin kapsül dokusu kullanılmıştır. Biyosentezi indüklenmiş haşhaş kapsülünde sekonder metabolit sentezi ile ilişkili olduğu düşünülen WRKY transkripsiyon faktörleri seçilmiştir. Morfince ve noskapince zengin Papaver somniferum L. genotiplerinde biyotik ve abiyotik stres koşullarında etkili olduğu daha önceki çalışmalarla belirlenen WRKY16, WRKY17, WRKY24, WRKY59, WRKY61 ve WRKY82 transkripsiyon faktörlerinin 3. ve 9. saat MeJa uygulaması sonrasında ifade seviyeleri ortaya konmuştur. Morfince zengin bitkide, WRKY16, WRKY17, WRKY24, WRKY59 ve WRKY 61 genlerinin ifade seviyelerinde kontrol bitkisine göre 9. Saatde anlamlı derecede artış bulunmuştur. Noskapince zengin genotipte ise WRKY16, WRKY17 ve WRKY61 genleri, morfince zengin bitkiye oranla 3. saatde kontol bitkilerinde fazla, uygulama yapılmış bitkilerde ise daha az ifade olmuştur. WRKY genlerinin morfin ve noskapince zengin bitkilerde birbirinden farklı ifade olduğu belirlenmiştir.

Opium poppy (Papaver somniferum L.) is a valuable medicinal plant containing benzylisoquinoline alkaloids such as morphine, codeine, noscapine, papaverine and sanguinarine. In Opium poppy, morphine and noscapine biosynthesis pathways are more complicated and not yet been fully elucidated at the molecular level. The purpose of the study was to elucidate relationship between transcription factors and BIA biosynthesis pathway by measuring the expression levels of transcription factors in the genotypes containing rich morphine and noscapin. In this study, capsule tissues of Opium poppy genotypes containing rich morphine and noscapin were used and exposed to fungal elicitor Metil Jasmonat (MeJa) for 3 and 9 hours. In biosynthetically induced poppy capsule, WRKY transcription factors considered to be related with seconder metobolit synthesis were chosen. The expression levels of WRKY16, WRKY17, WRKY24, WRKY59, WRKY61 and WRKY82 transcription factors revealed to be effective under the biotic and abiotic stress conditions in earlier studies were determined after treatment of fungal elicitor MeJa for 3 and 9 hours. In morphine-rich genotype, the expression levels of WRKY16, WRKY17, WRKY24, WRKY59 and WRKY 61 genes were significantly increased compared to control plants at 9th hours. In noscapine rich genotype, WRKY 16, WRKY17 and WRKY61 genes, compared to plant including high morphine at 3th hours were more expressed at the control plants and showed less expression profile on the plants treated with MeJa. It's determined that WRKY genes were expressed at different levels on the genotypes containing rich morphine and noscapine.