Yabani zeytin (Olea europaea L. var. oleaster) bitkisi genomunda MADS-box transkripsiyon faktörü ailesi tanımlanması ve qRT- PZR ile ifade analizi

Abstract

Zeytin ağacı, Akdeniz bölgesinde yetişen meyvesinden elde edilen ürünlerle ticari öneme sahip bir bitkidir. Zeytinin ülke ekonomisi ve insan sağlığı üzerine olumlu etkileri önemini arttırmaktadır. Zeytinde büyüme ve gelişim için rol oynayan birçok gen bulunmaktadır. Bu genlerin aktivitesi de transkripsiyon faktörleri (TF) ile düzenlemektedir. Bu şekilde de organizmanın gelişimi, çoğalması, sinyal iletimi, stres cevabı gibi birçok biyolojik yolakta rol oynayan genlerin ifadesi ile düzenlenmektedir. MADS-Box transkripsiyon faktör ailesi ise, bitki gelişiminde, gametofit embriyo ve tohum gelişiminde, çiçek ve meyve gelişimi, kök ve yaprak morfolojisinin oluşmasında rol oynamaktadır. Bu tez çalışmasında, yabani zeytin genomunda bulunan MADS-Box TF ailesi karakterizasyonu, işlevsel atıflandırılması ve ifade analizi yapılmıştır. Uluslararası Zeytin Genom Konsorsiyumu (UZGK) tarafından elde edilen genom survey dizileme ve dokuya özgü yüksek hacimli transkriptom verileri ayrıntılı olarak analiz edilerek genom düzeyinde MADS-Box TF genlerinin ifade analizi ölçümü yapılmıştır. Çalışma sonucunda, zeytine ait 118 adet MADS-Box TF'nü kodlayan gen tespit edilmiştir. Bunlar ayrıca, 22 genin Mα, 5 genin Mβ, 25 genin Mγ ve 66 genin MIKC olarak sınıflandırılmıştır. Gen ontoloji sonuçlarında; gen ifadesi, üreme, gelişim ile ilişkili genlerin ön plana çıktığı belirlenmiştir. RNA-seq sonuçlarından elde edilen ısı grafiğinde hem dokular arasında hemde farklı aylara ait ifade seviyeleri belirlenmiştir. MADS-Box TF ailesine ait moleküler karakterizasyonun yanı sıra ifade seviyesi dokular arasında farklılık gösteren beş MADS-Box TF seçilerek qRT-PZR ile ifade seviyeleri ölçülmüştür. Bu genlerin dokular arasındaki ifade seviyeleri farkı analiz edilerek miRNA ve aday hedef genleri ile etkileşiminin incelenmesiyle MADS-Box TF genlerin zeytin çiçeği ve tohum gelişiminin yanı sıra vejetatif organ gelişiminde ve yağ biyosentezinde önemli rol oynayabileceği belirlenmiştir.

Olive tree that grown in Mediterranean region, is commercially important for its fruits. The positive impacts of olive on country economy and human health increases its importance. Several genes take place in olive for growth and developmental stages. The activities of these genes are regulated by transcription factors. In this way, the genes that functions in many biological pathways like development, reproduction, signal transduction and response to stress can be regulated. MADS-Box transcription factor family plays role in plant, gametophyte, embryo, flower and fruit development and as well as in morphological development of root and leaf tissues. In this study, the characterization, functional annotation and expression analysis of MADS-Box TFs was performed in wild type olive genome. The data obtained from Internatioal Olive Genome Consortium (IOGC) genome survey sequence and tissue specific deep RNA sequence (Seq) was analyzed in detail and genome-wide MADS-Box TF genes expressions were measured. 118 genes encoding MADS-Box TF were detected. These genes classified as Mα, Mβ, Mγ, MIKC and the number of genes was 22, 5, 25, and 66, respectively. Gene ontology analysis showed that gene expression, reproduction and development were significant processes for MADS-Box TFs in olive. RNA-Seq data were used to construct heat map displaying the gene expressions between tissues and seasons. Besides molecular characterization of MADS-Box TFs, five selected MADS-Box TF genes showing differentially expression between tissues were measured via qRT-PCR assays. Also the interaction of these genes with miRNAs and their targets were investigated and it was found that MADS-Box TF genes play active role in olive flower and seed development in addition, these genes might have a role in vegetative organ development and oil biosynthesis.