Absisik asitin tuz stresi altındaki Arabidopsis thaliana sos5 mutantı üzerindeki fizyolojik, biyokimyasal ve moleküler etkilerinin araştırılması

Abstract

Çalışmamızda, Arabidopsis thaliana bitkilerinde SOS5, ROS ve ABA metabolizması arasındaki olası ilişkiyi aydınlatmak için tuz stresi altında dıştan ABA muamelesi ile lipid peroksidasyonu, prolin ve hidrojen peroksit (H2O2) miktarları belirlendi. Ayrıca, süperoksit dismütaz (SOD), katalaz (CAT), askorbat peroksidaz (APX) ve guaikol peroksidaz (GPX) gibi antioksidan enzimlerinin aktiviteleri belirlendi. Tuz stresi altında SOS5'in ABA'ya cevapta rol alan genetik regülatörlerle ilişkisini tespit etmek için çift mutantlar elde edildi. SOS5'in abiyotik streslere cevapta uyarılan genler ile ilişkisini aydınlatmak için bazı genlerin ifade düzeylerine bakıldı. Tuz stresi koşullarında ABA'nın, sos5'in tuza hassas kök fenotipini tamamen baskıladığı ve tohum çimlenme oranlarının mutant bitkide yabani tipe oranla daha yüksek olduğu bulundu. Diğer taraftan, tuz stresi koşullarında mutant bitkilerde içsel H2O2 miktarının arttığı belirlendi. Stres altında ABA uygulaması ile prolin içeriğinde, APX, CAT ve GPX aktivitelerinde artış, SOD aktivitesinde köklerde azalma kaydedildi. Tuz stresi koşullarında sos5 kök fenotipinin abi4-1 mutasyonu ile arttığı ancak cpl1-1 ve sad1-1 ile baskılandığı tespit edildi. Tuz stresine maruz bırakılan sos5 mutantının gen ifadelerinde azalma olduğu bulundu. Elde edilen bulgulara göre, tuz stresi altında SOS5 geninin köklerde ABI4 geni ile aynı yönlü ve CPL1, SAD1 genleri ile antagonist olarak, çeşitli tolerans mekanizmalarını uyararak ABA'nın pozitif bir regülatörü gibi hareket ettiği sonucuna varıldı. Anahtar Kelimeler: Arabidopsis thaliana; sos5 mutantı, ABA sinyalizasyonu, antioksidan sistem, tuz stresi, gen ifadesi

In our study, to shed light on the potential relationship with SOS5, ROS and ABA metabolism in Arabidopsis thaliana, lipid peroxidation, prolin and hydrogen peroxide (H2O2) contents were determined. Furthermore, antioxidant enzyme activities such as superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX) and guaiacol peroxidase (GPX) were determined with ABA treatment under salt stress. Under salt stress to establish the relationship of SOS5 with genetic regulators which have a role in ABA response, double mutants were obtained. To enlighten the SOS5 relationships with some genes that induced in response to abiotic stresses, expression level of genes were checked. It was found that ABA fully suppressed salt overly sensitive root phenotype of sos5 under salt stress conditions and sos5 seed germination rates were higher compared to the wild type. On the other hand, it was found that under salt stress conditions endogenous H2O2 content increased in mutant plants. With the application of ABA under salt stress while raises in prolin content, APX, CAT and GPX activities were observed, SOD activity and in particular MDA content reduction at mutant roots were recorded. Under salt stress conditions it was found that sos5 root phenotype was enhanced by abi4-1 mutations but suppressed by cpl1-1 and sad1-1. In sos5 mutant that exposed to salt stress, decrease in expression were found in genes. According to the findings, under salt stress SOS5 gene acts synergistic with ABI4 gene and antagonistic with CPL1, SAD1 genes in roots. In conclusion, this suggests that SOS5 gene acts as a positive regulator of ABA and stimulate some tolerance mechanisms. Key Words: Arabidopsis thaliana; sos5 mutant, ABA signalization, antioxidant system, salt stress, gene expression