World is threatened by global warming resulting in elevated incidence of drought, the primary cause of yield loss in wheat. Domestication of wheat species, followed by years of breeding for maximum yield, has eradicated genetic diversity in the long run and leading to the loss of valuable alleles for drought stress tolerance in today's elite cultivars. Cellular responses to stress conditions usually involve intermingled, complex networks of gene interactions. Therefore, understanding the molecular basis of stress responses in wheat and related species is highly challenging but also, crucial. In the first project, we introgressed drought-related genomic regions to elite germplasm, providing potentially high drought tolerant bread wheat. Although the capacity of plants to tolerate drought is largely coded in their genomes, it is of equal importance to understand the efficient activation of drought response mechanisms by elaborating regulation of a complex network of gene interactions. Integral to these stress responses are, undoubtedly, microRNAs, which act as post-transcriptional regulators of gene expression. In the second project, we identified and investigated microRNAs and their target genes in wheat and related species and further characterized their responses to drought. Comparative analyses of microRNA repertoires and microRNA target functions across several wheat species indicate conserved or unique patterns of drought tolerance mechanisms. microRNA repertoires reported here will be convenient for further studies expanding our understanding of gene regulation across wheat and related species and the role of microRNAs in drought tolerance.

Dünya genelinde buğday verim kaybının en önemli nedeni olan kuraklık, son yıllarda küresel ısınma ile büyük oranda artmıştır. Buğday türlerinin ehlileştirilmesini takiben yüksek verime yönelik ıslah çalışmaları, uzun vadede gen çeşitliliğini önemli ölçüde daraltmış, günümüzde kullanılmakta olan elit buğday çeşitlerinde, kuraklık direnci açısından önemli alellerin kaybına neden olmuştur. Bitkilerde, stres koşullarına hücresel yanıtlar çoğunlukla karmaşık gen etkileşim ağları ile sağlanır. Bu nedenle buğday ve ilgili türlerde stres moleküler mekanizmalarının aydınlatılması oldukça zor, ancak bir o kadar da önemlidir. Bu projede ilk olarak, kuraklığa ilişkin önemli genomik bölgeleri elit türlere aktararak, potansiyel olarak kuraklığa dirençli ekmeklik buğday geliştirdik. Kuraklığa direnç kapasitesi, büyük ölçüde bitkinin genomu tarafından belirlense de, karmaşık gen etkileşim ağlarının regülasyonu incelemek, kuraklık mekanizmalarının etkili bir şekilde aktivasyonunu anlamak açısından genom bazında yapılan çalışmalar kadar önemlidir. Bu bağlamda, gen ekspresyonunun post-transkripsiyonel olarak regülasyonunda görev alan mikroRNA adlı moleküllerin incelenmesi büyük önem taşımaktadır. Projenin ikinci kısmında, buğday ve ilgili türlerde bulunan mikroRNAları ve bu moleküllerin hedef genlerini saptadık ve kuraklığa ilişkin olarak karakterize ettik. mikroRNA repertuarlarının ve fonksiyonlarının karşılaştırmalı analizi, korunmuş veya türe özgü kuraklık direnç mekanizmalarına işaret etmektedir. Bu çalışmada saptanan mikroRNAlar, buğday ve ilgili türlerde gen regülasyonunun ve mikroRNAların kuraklık direncindeki rolünün aydınlatılması kapsamında ileri çalışmalar açısından önem taşımaktadır.