Apomikt ve seksüel boechera türlerinde SWI1/DYAD geni ve ifadesinin moleküler karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, apomikt (Boechera gunnisoniana, B. holboelii) ve seksüel (B. stricta) bitkilerinde SWI1/DYAD geni ortoloğu yapısı ve ifadesinin moleküler karakterizasyonu ortaya çıkarılmıştır. Boechera türlerine ait çiçek tomurcuklarından SWI1/DYAD cDNA'sı RT-PCR aracılığı ile elde edilmiştir. Ayrıca B. gunnisoniana, B. stricta ve B. divaricarpa türlerinde SWITCH1/DYAD geni genomik DNA'dan da çoğaltılmıştır. SWITCH1/DYAD geni ilk olarak bir model organizma olan Arabidopsis thaliana türünden izole edilmiş ve kardeş kromatid kohezyonu, mayotik kromozom organizasyonundan sorumlu bir gen olarak tanımlanmıştır. Ayrıca diploid gametlerin oluşumuna yol açması sebebi ile apomiksi sürecinde etkili bir gen olduğu düşünülmektedir. Apomiksi, bazı Angiosperm bitki türlerinde genetik olarak birbirinin aynı, anasal kopyalardan oluşan nesillerin oluşumuna yol açan eşeysiz üreme biçimidir. Apomiksinin kültürbitkilerine aktarılması bitki yetiştiriciliğinde heterozigotluğun sabitlenmesi, hibrit özelliklerinin korunması ve hibritlerin nesiller boyunca çoğaltılabilmesine olanak tanıyacak olması nedeni ile gelecek vaat eden bir konudur. Apomiksi; yumurta hücresinin partenogenetik bir gelişimle embriyoyu oluşturması ve bunu takiben fonksiyonel bir endosperm gelişimi ile ana bitkinin genotipini taşıyan diploid bireylerin oluşumudur. Apomiksinin altında yatan moleküler süreçlertam olarak bilinmiyor olsa da DYAD geni üzerinde yapılan çalışmalar bu gendeki mutasyonların apomiksinin önemli bir aşaması olan apomayoza yol açabildiğini göstermiştir. Bu çalışma ile doğal apomikt bir tür olan B. gunnisoniana türünde elde edilen 1243 b.ç, B. holboellii türünde elde edilen 650 bp. ve B. stricta türünden elde edilen 684 bp. transkript Arabidopsis SWITCH1/DYAD geni ile yüksek oranda benzerlik göstermektedir.Anahtar sözcükler: Apomiksi, Apomayoz, SWITCH1, DYAD

In this research, the molecular structure and expression patterns of SWI1/DYAD ortholog gene is characterized in apomictic (B. gunnisoniana, B. holboelii) and sexual (B. stricta) Boechera speices. The SWI1/DYAD (AT5G51330) cDNAs were obtained from flower buds of Boechera spp. by RT-PCR. and also SWITCH1/DYAD gene is amplified from genomic DNA in B. gunnisoniana, B. stricta and B. divaricarpa speices. SWITCH1/DYAD gene was first isolated from a model organism; Arabidopsis thaliana determined as to be in charge of sister chromatid cohesion and chromosom organisation in meiosis and also gave rise to diploid gamet formation. Thus, AT5G51330 thought to be effective gene in apomixis process. Apomixis is a reproduction way of some species of Angiosperm which creates genetically identical seeds with the maternal plant and it will enable the clonal reproduction of hybrids when it is achieved in culture plants. Apomixis is formaition of diploid individulas having same genotype with maternal plant and embriyo formation with parthenogenic development of egg cell followed by functional endosperm development. Althought molecular base of apomixis has not found out yet, it is set out that DYAD gene mutation led to apomeiosis; an impotant level of apomixis. In this work, we isolated a partial cDNA from Boechera species (apomictic B. gunnisoniana, B. holboellii and sexual B. stricta) that are shows high similarity with AT5G511330. Furthermore, AT5G51330 homolog gene regions were characterized from genomic DNA templates of B. gunnisoniana, B. stricta and B. divaricarpa speices for the first time.Keywords: Apomixis, apomeiosis, DYAD, SWITCH.?