CRISPR/Cas9 sistemi kullanılarak solanum lycopersıcum'da yağ asidi sentez yolağında yer alan genlerin susturulması

Domates (Solanum lycopersicum) dünya çapında en çok üretilen ve tüketilen gıda maddeleri arasında yer almaktadır. Domatesin sağlık yönünden zengin besin içeriğine sahip olması tüketicilerin ilgisini çeken bir gıda maddesi olmasını sağlamaktadır. Çeşitli genom düzenleme sistemleri kullanılarak gıda maddelerinin besin içeriğinin arttırılması, raf ömrünün uzatılması, biyotik/abiyotik stres faktörlerine dayanıklılığın arttırılması gibi pek çok çalışma yapılmaktadır. Hem sağlık hem de ekonomik yönden önemli bir gıda maddesi olan domates dikotil bitkiler arasında genom düzenleme çalışmalarının model organizması olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada domates bitkisinde yağ asidi sentez yolağında yer alan genlerin CRISPR/Cas9 sistemi ile susturulması ve bu sayede de bu genlerin domates bitkisindeki önemini belirlemek hedeflenmiştir. Fatty acyl-ACP thioesterase B (FATB) ve Palmitoyl-Acyl Carrier Protein Thioesterase (Solyc12g006930 ve Solyc03g097390) genleri yağ asidi sentezi sırasında zincir uzunluğunun belirlenmesinde ve bitkilerde iki lipid biyosentez yolu arasındaki karbon akışında önemli rol oynamaktadırlar. Hedef genlerdeki mutasyon için Cas9 ve gRNA'ları taşıyan vektör (pHSE401) Agrobacterium tumefacience bakterisi aracılığı ile domates bitkisine atılmıştır. Elde edilen mutant domates bitkilerinin yaprakları elektron mikroskobu ile incelendiğinde geliştirilen transgenik domatesin trikom sayısı yabani tipe göre azalmış olduğu görülmüştür. Elektron mikroskobunda incelenen kesitlerde yabani tipe oranla mutant hatlarda 9.7 mm'lik bir yaprak kesitinde 300 kat büyütmede hat 6 da %62.5, hat 8 de %66.7, hat 11 de %70.8'lik bir oranında azalma kaydedilmiştir, ayrıca kütikula yapısı da incelendiğinde yabani tipe göre kütin matrisinin üst yüzeyinde yapısal bozukluk şeklinde farklılaşma meydana geldiği gözlenmiştir. Mutant bitkiler bir domates zararlısı olan Tuta absoluta tarafından enfekte olmuşlar ve yabani tip bitkilere kıyasla daha fazla hassasiyet göstermişlerdir. Tüm bu sonuçlar göz önünde bulundurulduğunda, domates bitkisinde Fatty acyl-ACP thioesterase B (FATB) ve Palmitoyl-Acyl Carrier Protein Thioesterase genlerinde meydana getirilen mutasyonların verdiği çıktılara bakarak biyotik stres koşullarında bitkinin daha hassas olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Bu farklılıklar sayesinde söz konusu domatesin, biyotik faktörlere daha hassas hale gelmesi ve dolayısıyla biyotik strese toleranslı bitkilerin geliştirilmesinde model olarak kullanılabileceği öngörülmektedir.