Development of transgenic sugar beet (Beta vulgaris L.) plants via chloroplast transformation technology

Kloroplast transformasyon bitki biyoteknolojisinde güçlü bir araçtır ve genetik mühendislik için genetik stabilite, yüksek düzeyde gen ekspresyonu ve maternal miras gibi özelliklerle önemli avantajlar sunar. Bu çalışmada, amacımız pExpPN-phaA-SB vektörünü kullanarak transplastomik şeker pancarı bitkisi geliştirmekti. Bu vektör, phaA, adaA ve ampR genlerini içerecek şekilde tasarlanmış ve trnA ve trnI dizileri homolog rekombinasyon bölgeleri olarak kullanılmıştır. Atmış altı bağımsız transformasyon deneyi, pExpPN-phaA-SB vektörünün eklenmesi için biyolistik bombardıman yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Potansiyel transplastomik eksplantlar, başlangıçta 0,5 mg/L BAP, 0,1 mg/L NAA ve 50 mg/L spektinomisin ile içeren MS besin ortamı üzerinde seçilime tabi tutulmuştur. İndüklenen kalluslar daha sonra gelişim için 1 mg/L BAP ve 0,5 mg/L ABA içeren MS ortamına aktarılmıştır. Rejenerasyon sonucu elde edilen bitkiler, 0,25 mg/L KIN içeren MS ortamına ekilmiştir. Uzun süreli antibiyotik uygulamalarının hem kallus oluşumu hem de rejenerasyon verimliliği üzerinde olumsuz bir etkisi olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, 0,25 mg/L KIN içeren MS ortamının, şeker pancarı doku kültürü çalışmalarında sıklıkla karşılaşılan camlaşma sorununu azaltmada etkili olduğu gözlemlenmiştir. 5846 eksplantın biyolistik bombardımanı sonrası, 516 potansiyel transplastomik bitki başarılı bir şekilde rejenerasyonu sağlanmıştır. Bu bitkilerden genomik DNA izole edilerek yapılan PCR analizleri, pExpPN-phaA-SB vektörünün kısmi entegrasyonunu doğrulamış ve 10 transplastomik bitki elde edilmiştir. Bu sonuçlar, şeker pancarı gibi zorlu türlerde kloroplast transformasyonu için önemli bir referans noktası sağlamaktadır. Ayrıca, bu projeden elde edilen veriler, şeker pancarı bitkilerinde ve gelecekteki projelerde kullanılabilecek gelecek nesil genom düzenleme çalışmalarında önemli bilgiler ve deneyimler sunmaktadır.