Investigate of the genetic processes that control the adventitious rooting of olive (Olea europaea L.) cuttings

Abstract

Ekonomik olarak önemli bir tarım ürünü olan zeytin (Olea europaea L.), seksüel ve aseksüel yöntemlerle çoğaltılmıştır. Günümüzde zetyin genellikle çelik ile üretilmektedir ancak bu yöntemin başarısı micro-çeliklerin adventif kök oluşturma kapasitesine bağlıdır. Adventif kök (AR) oluşumu çelikle vejetatif üremede önemli bir yere sahiptir. AR, gövdeler, yapraklar ve hatta kotiledonlar gibi çeşitli kök dışı dokulardan yeni kök oluşumunu içermektedir. Farklı zeytin çeşitleri, vejetatif çoğaltmada farklı derecelerde köklenme yetisine sahip olabilir. Domat gibi ekonomik önemi olan bazı çeşitler köklenme oranlarının düşük olması sebebiyle çelik ile üretilmemektedir. Bu nedenle bu çalışmada zeytinin çelikle üretiminde standart olarak kullanılan oksin uygulamasına zeytin çeşitlerinin neden farklı cevaplar verdiği ile ilgili genlerden bazıları araştırılmıştır. Bu amaçla, kolay köklenen Gemlik ve zor köklenen Domat çeşitlerinde adventif kök oluşumunda görev alan bazı genlerin (AOX2, IBR1, IBR3, IBR10 ve PtAIL1) karakterizasyonu, IBA, NAA ve IBA+NAA uygulanmış mikro çeliklerinde gen anlatım çalışmaları yapılmış ve transkript dizileri biyoinformatik olarak karşılaştırılmıştır. Çalışmada A. thaliana türünden alınan referans protein dizileri, gen ortologlarını tanımlamak için kullanılmıştır. Protein dizileri TAIR veri tabanından indirilerek Geneious yazılımında zeytin protein veri tabanına karşı Blastp analizinde kullanılmıştır. Blast analizi sonucunda elde edilen diziler Geneious yazılımında hizalanmış ve filogenetik ağaçlar oluşturulmuştur. hormon uygulaması sonrasında kolay köklenen ve zor köklenen zeytin çeşitlerinde farklı gen anlatım profilleri gözlemlenmiştir. Çalışmada elde edilen sonuçlar her iki çeşitte de IBA uygulaması sonucu OeIBR10 geninin anlatımının ilk 24 saate arttığını gösterirken, 15. günde kolay köklenen çeşitle gen anlatımının durduğunu göstermiştir. NAA uygulamasının OeIBR10, OeIBR1 ve OePTAIL genlerinin anlatımını baskıladığı gözlemlenmiştir. Elde ettiğimiz bulgular zeytin çeşitlerinde köklenme sürecinin anlaşılmasında önemli veriler ortaya çıkarmıştır.

This ancient and valuable crop, known as the Olive (Olea europaea L.), has been reproduced both sexually and asexually. Olive (Olea europaea L.) is one of the species routinely propagated by cuttings and the success of this method depends on the ability of microcuttings to form adventitious roots. Adventitious rooting is the ability to produce trueto-type clones in large quantities through rapid and effective vegetative propagation. Through this process, roots are created from a variety of non-root tissues, including stems, leaves, and even cotyledons. Different olive cuttings may have various degrees of rooting effectiveness depending on the propagation cultivars employed. Some economically significant types, such as Domat, cannot be generated from cuttings due to their low rooting capacities. For this reason, in this research, it has been investigated why olive varieties give different responses to the hormone treatment such as IBA, NAA and the combination of IBA and NAA. In this study, gene expression levels were assessed in IBA, NAA and IBA+NAAtreated micro cuttings, and transcript sequence analyses were compared bioinformatically to identify some genes (AOX2, IBR1, IBR3, IBR10, and PtAIL1) that are responsible for adventitious rooting in the Gemlik (easy to root) and Domat (hard to root) olive cultivars. The reference protein sequences from the A. thaliana species were used to identify gene. Protein sequences were downloaded from TAIR database and used in Blastp analysis against olive protein database in Geneious software. It was noted that different gene expression profiles were observed in the easy-root and hard-root olive cultivars after the hormone treatment. The results showed that the expression of the OeIBR10 gene increased during the 24 hours in both cultivars as a result of IBA treatment. On the 15th day after IBA treatment, gene expression stopped in the easy-to-root olive cultivar (Gemlik). OeIBR10, OeIBR1 and OePTAIL genes expressions were suppressed after NAA treatment. The study's findings produced significant information that can be used to comprehend how olive variaties root.