Investigation of the Phytol Kinase Gene Expression in Bread Wheat (triticum Aestivum L.)

Abstract

Buğdayın çimi yüksek oranda antioksidan özelliğe, klorofil moleküllerine ve bazı vitaminlere (özellikle E ve C vitaminleri) sahip olduğundan dolayı oldukça popüler olmuştur. E vitamini sentezinde önemli bir role sahip fitolkinaz enzimi vitamin E 5 (VTE5) geni tarafından üretilmektedir. Bu yolakta yapılan çalışmalar buğdayda E vitamini sentezinin anlaşılması için önemlidir. Bu çalışmanın temel amacı, VTE5 geni karakterize edildikten sonraerken gelişim aşamasında ekmeklik buğdayda (Triticumaestivum L.) gen ekspresyon seviyelerinin veE vitamini içeriklerinin belirlenmesidir. Bunun yanında, bazı pigmentlerin ve C vitamini içeriklerinin araştırılması dahedeflendi. Bu amaç doğrultusunda, bitkiler su kültürü kullanılarak 7, 10 ve 14 gün büyütüldüler. VTE5 geninin 2A, 2B ve 2D kromozomlarında lokalize olduğu belirlendi. Klorofil a, klorofil b, toplam klorofil ve karotenoid içeriğinin 14 gün büyütülen bitkilerde 7 gün büyütülenlere göre anlamlı olarak daha fazla olduğu bulundu.14 günlük gövde ve kök dokularında VTE5 ekspresyonunun 7 günlüklere göre arttığı belirlendi. Gövdelerin köklerden daha yüksek E vitamini içeriğine sahip olmasının yanında, 14 günlük gövdelerin en yüksek E vitamini içeriğinesahip olduğu bulundu. C vitamini içeriğine göre, 7 günlük gövdelerin 10 ve 14 günlük gövdelere göre daha yüksek olduğu belirlendi. E vitamini sentezinde görevli diğer bazı genlerin çalışılması, bu genlerin mutantları veya gen susturma teknolojileri ile fonksiyonu değiştirilmiş genlerin çalışılması ileri çalışmalar olarak düşünülebilir.

Wheatgrass has become very popular because it has high antioxidant properties, chlorophyll molecules and some vitamins (especially vitamins E and C). Phytol kinase enzyme having an important role in synthesis of vitamin E (Vit-E) is produced by vitamin-E-5 (VTE5) gene. Studies in this pathway are important for understanding Vit-E synthesis in wheat. The main purpose of this study was to determine gene expression levels and Vit-E contents in bread wheat (Triticum aestivum L.) at the early development stage after the VTE5 gene was characterized. In addition, it was aimed to investigate some pigments and vitamin C contents. For this purpose, plants were grown for 7, 10 and 14 days using hydroponic culture. It was determined that the VTE5 gene was localized on chromosomes 2A, 2B and 2D. Chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll and carotenoid contents were found to be significantly higher in plants grown for 14 days than in plants grown for 7 days. It was determined that the expression of VTE5 in 14-day-old shoot and root tissues increased compared to 7th day-olds. Besides the shoots having a higher Vit-E content than the roots, it was found that 14-day-old shoots had the highest Vit-E content. According to the vitamin C content results, it was determined that 7-day shoots were higher than 10- and 14-day shoots. The study of some other genes involved in Vit-E synthesis and mutants of these genes or studies of genes of which functions have been altered by gene silencing technologies can be considered as further studies.