NRAMP ve ZIP genlerinin Brassicaceae'de in silico analizi ve Brassica rapa ile Brassica juncea'da çinko yanıtlı gen ekspresyonu

Çinko (Zn), bitkilerde elzem ancak yüksek dozlarda toksik bir elementtir. Dünya genelinde ve Türkiye'de Zn eksikliği yaygın bir sorun iken, bazı bölgelerde tarımsal kirlilikten kaynaklanan Zn toksisitesi de önemli bir risk oluşturmaktadır. Bu tezde, Brassica juncea (S-9) ve Brassica rapa türlerinde Zn stresine verilen yanıt, deneysel ve in silico yaklaşımlar birleştirilerek çok katmanlı biçimde incelenmiştir. Çalışmanın odağında Zn ile ilişkili taşıyıcı gen aileleri NRAMP ve ZIP yer almış, bu ailelerin in silico karakterizasyonu ile NRAMP4 ve ZIP4 genlerinin farklı Zn düzeylerine karşı organa ve türe özgü ifade dinamiklerinin qRT-PCR ile çözülmesi hedeflenmiştir. Fideler vermikülitte 45 gün boyunca 3 tekrarlı olarak yetiştirilmiş; deney sonunda ICP-OES ile kök ve yapraklarda Zn birikimi, morfolojik gözlemler ve qRT-PCR ile NRAMP4 ve ZIP4'ün ifade profilleri değerlendirilmiştir. Fizyolojik bulgular düşük-orta Zn dozlarında canlılığın korunduğunu, yüksek dozlarda (500–1000 µM) toksisite belirtilerinin ortaya çıktığını göstermiştir. ICP-OES analizinde Zn birikiminin doza bağlı olarak arttığı, B. juncea'nın kökte, B. rapa'nın ise yaprakta daha yüksek akümülasyon eğilimi gösterdiği belirlenmiştir. qRT-PCR sonuçlarında NRAMP4 ifadesi B. juncea'da köklerde orta Zn düzeylerinde artış göstermiş, B. rapa'da ise yapraklarda güçlü ve doza bağlı bir indüksiyon ile 1000 µM'de ~7 kat artışa ulaşmıştır. ZIP4 ifadesi B. juncea köklerinde sınırlı, B. rapa yapraklarında ise 500–1000 µM'de 10–27 kat artış göstermiştir. İn silico analizlerde NRAMP ve ZIP/IRT ailelerine ait filogenetik ağaçlarda yüksek bootstrap destekleri elde edilmiş; BLAST sonuçları güvenilir ortolog eşleşmeler sağlamış, Brassicaceae familyasından Arabidopsis temelli qRT-PCR primer setleri tasarlanmış ve 3B modellemelerle transmembran topolojiler görselleştirilmiştir. Sonuç olarak, tez Zn stresi koşullarında organ-doz-tür etkileşimini, NRAMP4-ZIP4 eksenindeki ifade dinamiklerini ve NRAMP/ZIP gen ailelerinin in silico portresini birleştirerek Brassica türlerinde Zn homeostazına ilişkin güçlü bir çerçeve sunmakta; Zn eksikliği ve toksisitesine yönelik biyoteknolojik ve fitoremediasyon uygulamaları açısından aday genler sağlamaktadır.