Arpa Nikotinamin Sentaz1 (HvNAS1) Genini Yüksek Seviyede İfade Eden Arabidopsis thaliana Bitkileri Demir Eksikliğine Dayanıklılık Gösterir

Özet

Demir (Fe) bitki gelişimi için önemli bir eser element olup, Fe eksikliğinde yetişen bitkilerde gelişen kloroza bağlı olarak verim kayıpları yaşanır. Bu kayıpların en aza indirilebilmesi için alınabilecek agronomik önlemlere ilaveten genetik mühendisliği aracılığıyla bitkilerin özellikleri etkin bir şekilde geliştirilebilir. Rizosferde yüksek miktarda bulunan demiri köklerine alabilmek için Arabidopsis thaliana gibi dikotlar indirgenme temelli bir stratejiyi kullanırlarken, arpanın (Hordeum vulgare) da yer aldığı graminelerde şelasyon stratejisi evrimleşmiştir. Bu çalışmada, arpada bulunan ve demir ile kompleks oluşturabildiği bilinen nikotinaminin üretiminden sorumlu NİKOTİNAMİN SENTAZ1 (HvNAS1) geni klonlanarak, Arabidopsis bitkilerinde konstitütif olarak yüksek seviyede ifade edilmiştir. Elde edilen T3 Arabidopsis bitkilerinde HvNAS1 ile birlikte demir alımından sorumlu yolakta yer alan Arabidopsis genlerinin de ifade seviyelerinin arttığı belirlenmiştir. Buna bağlı olarak, bitkilerin kök uzunluklarının, kök ve gövde yaş ağırlıklarının, ferrik şelat redüktaz enzim aktivitelerinin de arttığı belirlenmiştir. Ayrıca, transgenik Arabidopsis bitkilerinin kök ve gövdelerinde biriken demir ve çinko seviyelerinde önemli artışlar belirlenmiştir. Sonuç olarak, arpa HvNAS1 genini yüksek seviyede ifade eden trangenik Arabidopsis bitkilerinin rizosferden daha fazla demir alabildiği ve bu demiri daha fazla gövdeye taşıyabildiği gösterilmiştir. Bu sayede genetik mühendisliği kullanılarak HvNAS1 genini yüksek seviyede ifade eden ve demir eksikliğine dayanıklı Arabidopsis bitkileri geliştirilmiştir.