Puccinellia distans (Jacq.) Parl.’da boron hiperakümülasyonu ve tolerans mekanizmalarının proteomiks yaklaşım kullanarak anlaşılması

Abstract

Bor hem yüksek hem düsük konsantrasyonlarında bitkilerde büyüme bozukluklarına ve verim kaybına neden olmaktadır. Yüksek bor konsantrasyonundan kaynaklanan problemlerin giderilmesi için gerçeklestirilen; topragın yıkanması, topragın çinko ile zenginlestirilmesi gibi yöntemlerin bu sorunun giderilmesinde yetersiz kaldıgı gözlemlenmistir. Dünya bor rezervlerinin %71,3?üne sahip olan Türkiye?de bor toksisitesi, önemli bir tarımsal sorundur ve ülkenin belirli bölgelerindeki birçok tarım bitkinin verimini azaltmakta ve kullanılabilir tarım alanlarını kısıtlamaktadır. Dayanıklı tür belirlemeye yönelik yapılan arastırmalar sonucunda Türkiye?de bor madenlerinin bulundugu arazilerde büyüyebilen ve yüksek bor toksisitesine tolerans gösteren Puccinellia distans (çorak çimi) tanımlanmıstır. Tarımsal olarak ekonomik bir degeri olmamasına ragmen, yakın zamanda gerçeklestirilen fizyolojik çalısmaların ısıgında bünyesinde yüksek miktarlarda bor biriktirebildigi bulunmustur. Bu bitki türü ile transkriptomik düzeyde çalısılmıstır fakat üzerinde daha önce proteomik düzeyde herhangi bir çalısma gerçeklestirilmemistir. Bu projede, Puccinelia distans bitkisindeki bor toksisitesine karsı toleransta rol oynayan mekanizmalar proteomik (proteinlerin farklı ekspresiyon profillerinin çıkarılması) yaklasımla incelenmistir. Puccinellia distans bitkisindeki bor toksisitesine dayanıklılık mekanizmalarını ortaya çıkarmak için bor stresine maruz bırakılmıs bitkiler ile normal sartlarda yetistirilmis bitkilerin kök ve yapraklarından izole edilen proteinler incelenmistir. Ifadelenmesi farklı bulunan proteinlerin tanımlanması için etiketsiz (label-free) kütle spektrometresi ile ölçümler yapılmıstır. Puccinelia distans transkriptomu, Arabidopsis thaliana ve Oryza sativa proteinleri ve de novo dizileme sonuçlarında olusan bir veritabanı kullanılarak kütle spektrometre verileri analiz edilmistir, peptitler ve dolayısıyla proteinler tanımlanmıstır. Çalısma sonucunda boron transportundan sorumlu aquaporin proteinleri, tonoplastlar tanımlanmıs ve karbohidrat, lipid, protein yıkım, oksidatif stres, hormonal sinyal transdüksiyonu gibi metabolik yolların stres kosullarından etkilendigi tespit edilmistir.