Melatonin Uygulanan Fasulye Genotiplerinde Kuraklık ve Tuz Stresleri Altında Sabath Gen Ailesinin Karakterizasyonu ve Genom Çaplı Analizi

Abstract

Fasulye günümüzde insan beslenmesinde doğrudan kullanılan bir baklagil bitkisidir. Bitkiler sesil organizmalar olmaları dolayısı ile yaşadıkları çevrede birtakım zorluklarla mücadele etmek zorundadır. Bitkilerin karşı kaldığı bu tür durumlara stres denilmektedir. Bitki yaşamında tuz ve kuraklık stresi bu stres koşullarından en önemli iki problemdir. Küresel iklim değişikliği göz önüne alındığında bu iki stres etmenine maruz kalan bitkilerde verimde azalmalar dolayısı ile bitkisel üretimde de azalmalar meydana gelmektedir. Çalışmanın amacı fasulye genotiplerinde kuraklık ve tuz stresi ve bu streslere karşı koruyucu olarak uygulanan melatoninin SABATH gen ailesi üyelerinin genom çaplı analizi ve gen ifade seviyelerinin belirlenmesi ve karakterize edilmesidir. Yapılan bu çalışmada çeşitli in siliko yöntemler kullanılması sonucunda fasulye genomunda 18 SABATH gen ailesi tespit edilmiştir. Bu gen ailesi 30,12 ile 42,73 kDa ağırlığına sahip olup, 268-387 arasında değişen aminoasitten oluşmuştur. Pvul-SABATH genleri arasında belirlenen ekzonların sayısı en düşük 3, en yüksek 4 olarak tespit edilmiştir. Filogenetik analizler sonucunda Pvul-SABATH gen ailesi 3 ana grupta kümelenmiştir. Pvul-SABATH genlerinin ifade seviyeleri farklı dokularda ifade edildiğini ve bitkinin abiyotik streslere karşı tepkide çeşitli fizyolojik roller alabildiklerini göstermiştir. Fasulye bitkisinde SABATH gen ailesi üyelerinin kromozomal lokasyonları, akraba genomlarla olan filogenetik ilişkileri, cis-acting element analizleri in siliko olarak tespit edilmiştir. Bu çalışmanın sonuçları tuz ve kuraklık koşulları altında fasulye bitkisinin ıslahına yardım edebilir.

Common bean is a legume plant used directly in human nutrition today. Since plants are sessile organisms, they have to struggle with a number of difficulties in their environment. These kinds of situations that the plants face are called stress. Salt and drought stresses are the two most important problems in plant life among these stress conditions. Considering the global climate change, decreases in plant yield due to these two stress factors are commonly observed. The aim of this study was to determine and characterize the genome-wide analysis and gene expression levels of the members of the SABATH gene family of drought and salt stress in common bean genotypes and melatonin applied as a protector against these stresses. Using various in silico methods, 18 SABATH gene families were identified in the common bean genome. The molecular weights of proteins involved in this family ranged from 30.12 kDa to 42.73 kDa and the predicted proteins varied from 268 to 387 amino acids. The lowest and the highest of the estimated number of exons for the Pvul-SABATH genes were 3 and 4, respectively. The result of phylogenetic analysis showed that Pvul-SABATH were clustered into 3 main groups. Expression levels of Pvul-SABATH genes were found to be increased in leaf tissues and these genes had function in a variety of physiological processes during plant response to abiotic stresses. In the common bean, phylogenetic relationships, cis-acting elements, and chromosomal locations of SABATH genes was identified using in silico analysis. The results of this study may help breeding of common bean under salt and drought stress conditions.