AtNHX1 VE SOS-1 genlerinin eş zamanlı ifadesi ile Arabidopsis Thaliana'da tuz stresi toleransının arttırılması

Abstract

Topraktaki tuz yoğunluğu dünya genelinde tarımsal üretimi kısıtlayan temel faktörlerden biridir. İklimsel değişimler ve insan popülasyonundaki aşırı artış tuz stresi problemini daha önemli hale getirmektedir. Bitkilerde tuza tolerans sağlayacak yaklaşımlardan biri aşırı Na iyonlarını hücrenin vakuollerinde biriktirmek, bir diğeri ise; bu iyonları sitoplazmadan alıp plazma zarı üzerinden apoplastik alana göndermektir. AtNHX1 ve SOS-1 genleri ayrı ayrı ifade ettirildiğinde bu yaklaşımların 200 mM NaCl'ye kadar tolerans sağlayarak başarıya ulaştığı birçok bitkide gösterilmiştir. Mevcut çalışmada, her iki gen, tek bir vektör üzerinde organize edilip Agrobacterium tumefaciens aracılı transformasyon ile Arabidopsis thaliana'ya aktarılarak, ilk kez eş zamanlı ifade ettirildi. Oluşan transgenik bitkiler, 250 mM NaCl varlığında 3 hafta büyütüldüklerinde, biyokütle, meyve (silikva), tohum verimi ve çimlenme oranında artış saptandı. Sözkonusu bitkilerde NaCl stresi 300 mM'a çıkarıldığında ise; kontrol bitkilerine oranla klorofil yıkımının daha az oranda gerçekleştiği gözlendi. Ayrıca; 150 mM tuz stresinin, 28°C orta derecedeki sıcaklık stresi ile kombine edildiği durumda, bitkiler kök ve gövde uzunluğu bakımından kontrol gruplarına göre daha iyi bir gelişim performansı sergiledi. Bu çalışmada, tuz stresi koşullarında AtNHX1 ve SOS-1 genlerini ifade eden transgeniklerin, yabani tip bitkilere ve tek gen transgeniklerine nazaran iyileşmiş özellikler sergilemesi yüksek ihtimalle bu bitkilerde köklerden su ve K+ alınımının, fotosentetik performansın ve azot asimilasyon oranının artmış olması sebebiyledir.