Tuz stresi altında taze fasulye bitkisinin transkriptom analizi ve tuza cevap veren genlerin işlevsel analizleri

Tuzluluk, taze fasülye gibi ekonomik önemi olan bitkilerin fizyolojilerine ve verimliliklerine zarar veren başlıca abiyotik stres faktörlerinden birisidir. Taze fasülye, gelişmekte olan ülkelerin protein ihtiyacının %30'unu karşılayan önemli bir baklagil türüdür. Birçok taze fasülye genotipi, tuzluluğa verdikleri cevaba göre fenotipik olarak sınıflandırılmıştır. Tuza dayanıklılık açısından zıt özellikler taşıyan iki taze fasülye çeşidinin su kültürü ortamında ve tuz stresi altında, yaprak ve kök dokularından kapsamlı yüksek-çıktılı transkriptom analizi yapılmıştır. Transkriptom analizinden önce fizyolojik ölçümler yapılarak dayanıklı Ispir ve duyarlı TR43477 genotiplerinin strese giriş zamanı 125 mM tuz uygulamasının 3. gününden sonrası olarak belirlenmiştir. Transkriptom analizi sonucunda elde edilen 255 milyon yüksek kalite okuma, ortalama uzunlukları 930 baz çifti uzunluğunda 73762 transkriptte birleştirilmiştir. Bu transkriptlerin %75'i (55433) Nr protein veribankasındaki proteinler ile eşleşmiştir. Toplamda, anlatımı değişen 12001 gen tespit edilmiştir. Transkriptomdan elde edilen gen anlatım düzeyleri, qRT-PZR analizi ile doğrulanmıştır. Farklı doku ve genotiplerdeki anlatım seviyelerine bakılarak seçilen fasülye aday genlerinden 5'i (Unc2, Unc4, TT12, CPRD2 ve β-Glu) klonlanabilmiş ve Arabidopsis Col-0 bitkisine aktarılarak homozigot transgenik hatlar elde edilmiştir. Bu hatlarda yapılan fizyolojik ölçümlere ve tuz stresinde anlatımı artan genlerin ve bu genleri regüle eden transkripsiyon faktörlerinin anlatımlarındaki etkilerine bakılarak yapılan işlevsel çalışmalar TT12 ve CPRD2 genlerinin tuza dayanıklılıkta düzenleyici roller olabileceğini ortaya koymuştur. Bu genlerin başlıca katkılarının, hücre duvarının güçlendirilmesi, oksidan zararlarının minimize edilmesi, ozmolitlerin sentezi, biriktirilmesi ve depolanması sayesinde ozmotik ve iyonik dengenin sağlanması olduğu düşünülmektedir. Bulgularımız, DREB2A ve MYB2 transkripsiyon faktörlerinin ve regüle ettikleri P5CS1 ve RD29B genlerinin ABA-bağımlı ve ABA-bağımsız anlatımlarınının rollerine de işaret etmektedir.