Characterization of Pollen-E1 Gene Might Play Role in Salt Tolerance in Beta Maritima

Abstract

Salinity stress has a negative impact on the growth of plants, which affects homeostasis and productivity. The uptake of non-essential salt ions change the osmotic balance of the cell and cause dehydration. Higher plants develop salt tolerance mechanisms to avoid dehydration. In this project, we isolated and characterized salt tolerance genes in Beta maritima plant. For this purpose, functional genomics technique was used by over expressing cDNAs in yeast and colonies can grow toxic salt media isolated and characterized. We found several colonies and we focused on uncharacterized Pollen-E1 gene with an unknown function. Pollen-E1 cDNA confers salt tolerance to yeast cells. Intracellular sodium measurements of Pollen-E1 overexpressed in yeast cells showed decreased salt levels as compared to wild type suggesting that sodium was transported out of the cell. Pollen-E1 protein localized in endomembrane systems in the yeast cells. In mRNA expression analysis, Pollen-E1 mRNA levels induced immediately in leaves and later stages in root systems under salt stress. Our results showed that is the uncharacterized and unknown function Pollen-E1 gene might have some role of regulating salt tolerance in Beta maritima.

Tuz stresi bitki büyümeseni etkileyen başlıca negative etkenlerdendir. Tuz stresi bitkide homeostasisi ve bitkinin gelişimini etkiler. Esansiyel olmayan iyonların hücre içine alımı ozmotik dengeyi değiştirir ve büyük oranda dehidrasyona sebep olur. Dehisrasyondan korunmak için gelişmiş bitkiler çeşitli tuz tolerans mekanizmaları geliştirmişlerdir. Bu projede, Beta maritima bitkisinden tuz tolerans genlerinin karakterizasyonu ve izolasyonu gerçekleştirildi. Bu amaçla, bitki cDNAları mayada ekspres edildi ve koloniler toksik tuzlu ortamda büyütüldü. Ardından karakterizasyon ve izolasyon çalışmaları fonksiyonel genomik teknikler kullanılarak gerçekleştirildi. Elde edilen bir çok koloniden fonksiyonu bilinmeyen Pollen-E1 genine odaklanıldı. Pollen-E1 cDNA maya hücrelerine tuz toleransı sağlamıştır. Pollen-E1’i aşırı ifade eden maya hücreleri yabani tip mayayla karşılaştırıldıklarında, tuz düzeyinde düşüş gösterdi ve Pollen-E1’in sodyumun dışarı taşınmasında rol oynadığı düşünülmektedir. Pollen-E1 proteinleri maya hücrelerinde endomembran sistemlerinde lokalize olmuştur. mRNA transkript analizlerinde, Pollen-E1 mRNA seviyeleri yaprakta ve kökte tuz stresi altında indüklenmiştir. Sonuçlarımız, karakterizasyonu ve fonksiyonu bilinmeyen Pollen-E1 genininin Beta maritima bitkisinde tuz toleransında rol oynadığını göstermiştir.