Development of broomrape (Orobanche spp., Phelipanche spp.)- resistant tomato (Solanum lycopersicum) using gene editing technology (CRISPR)

Abstract

Domates, dünyada yoğun bir şekilde üretimi ve tüketimi yapılan, ekonomik değeri olan başlıca kültür bitkilerdendir. Çevre koşulları, toprak yapısı, bitki besleme uygulamaları, sulama yöntemleri, patojenler gibi üretimi kısıtlayan ve verimi etkileyen etmenler, domates üretiminde de oldukça kısıtlayıcıdır. Dünyada ve ülkemizde domates yetiştiriciliğini kısıtlayan unsurlardan birisi de konukçusuna bağlı olarak hayatını sürdüren tam parazitik yabancı otlardan birisi olan "canavar otları"dır (Orobanche spp. / Phelipanche spp.). Uygun çevre şartlarında, karotenoid yolağı ile sentezlenen ve konukçu bitki köklerinden salgılanan bir bitki hormonu olan "strigolaktonlar" sayesinde çimlenen canavar otu tohumları domateste zarar meydana getirmektedir. Bu tezde domateste strigolakton üretiminde temel rol oynadıkları bilinen SlCCD7 ve / veya SlCCD8 (Carotenoid Cleavage Dioxygenase 7 ve 8) genleri CRISPR- Cas9 gen düzenleme teknolojisi ile manipüle edilmiştir. Bu yöntem dahilinde tasarlanan rehber RNA'lar ve Cas9, Agrobacterium-aracılı bitki transformasyonu yöntemi kullanılarak domatese aktarılmıştır. Elde edilen birçok slccd7, slccd8 ve slccd7-slccd8 mutantının arasında, özellikle SlCCD7 geninin ekson 1 bölgesinde Thr42-Val105 arasında meydana gelen büyük bir homozigot bialellik "in-frame" mutasyonu taşıyan T2 mutantlarında, büyük olasılıkla strigolakton yolağının negatif yönde etkilediği ve Orobanche / Phelipanche spp.'ye karşı bir dayanım sağladığı düşünülmektedir. Bu "in-frame" mutasyonunu taşıyan mutantlar, agronomik özellikleri ve -olası- canavar otu dayanımları bakımından önemli birer ıslah materyali olma potansiyeli taşımaktadırlar. Bu çalışmadaki yöntemlerin, bu konu dahilinde yapılacak olan diğer çalışmalara da yol gösterici olması ümit edilmektedir.