Tuz, kuraklık ve mekanik yaralanma stresinin Brachypodium distachyon' un gen ekspresyonu ve hormon profilleri üzerindeki etkisi

Artan dünya nüfusu ile birlikte azalan ekilebilir alanlar ve küresel ısınmanın şiddetli etkisi tahıl veriminde artış gerektirmektedir. Diğer taraftan tuzluluk, kuraklık ve mekanik yaralanma gibi abiyotik stres koşulları da tarımsal verimi ciddi bir şekilde düşürmektedir. Çeşitli çevresel streslere dayanıklı tahılların geliştirilmesi daha yüksek verim elde etmenin anahtarıdır. Bitki hormonları ve onların birbirleri ile etkileşimi birçok fizyolojik ve moleküler mekanizmayı ve stres genlerinin aktivasyonu ile stres cevaplarının oluşturulmasını kontrol eder. Strese cevap veren genlerin ve bitki hormon sinyallerinin aydınlatılması, stres altındaki bitkilerin karmaşık cevap mekanizmalarındaki rollerinin ve birbirleriyle olan ilişkilerinin derinlemesine anlaşılmasını sağlayacaktır. Bu çalışmada, güçlü bir monokot bitki modeli olan Brachypodium distachyon (Bd21 hattı)'nda birden çok strese cevap veren gen ifadelerinin gerçek zamanlı kantitatif polimeraz zincir reaksiyonu (qRT-PCR) kullanılarak ve hormonal değişimlerin gözlemlenmesi için yüksek performanslı likit kromatografisi (HPLC) analizi yapılarak tuzluluk, kuraklık ve zamana bağlı mekanik yaralama stres cevaplarının (lokal ve sistemik cevaplar dahil) araştırılması amaçlanmıştır. Farklı gen ailelerinden çoklu strese cevap veren 58 aday gen, ortoloji analizi ile literatüre de uyumlu olarak belirlenmiştir. Bunlardan 8 tanesi gen ekspresyon çalışması için kullanılmıştır. EXPA2, GF14d, LOX3, P5CS1, PP2CA6 ve WRKY36 genleri tüm stresler altında upregüle olmuştur. Tuzluluk stresi tüm genlerin upregülasyonuna sebep olurken, kuraklıkta ERF1 ve SUT2 dışındaki genler upregüle olmuştur. Yaralanma stresi cevabında, gen ekspresyonundaki en yüksek kat değişimi 0. ve 6. saate kıyasla 24. saatte gözlemlenmiştir. Bunun yanı sıra, genel olarak yaralı bölgelerdeki ekspresyon seviyeleri yaralı bölgelere komşu dokulardakine göre daha yüksek bulunmuştur. Kuraklık ve yaralama stresi altında salisilik asit (SA) ve tuzluluk stresi altında absisik asit (ABA) seviyeleri artış trendi göstermiştir. İndol asetik asit (IAA) seviyeleri tüm stresler altında istatistiksel olarak anlamlı oranda azalmıştır. Belirlenen genlerin karakterizasyonu ve gen ifadelerinin arttırılması, çoklu strese toleranslı tahılların üretimine katkı sağlayacaktır.