
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 626 |
تعداد مقالات | 6,517 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,746,426 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,317,276 |
آنالیز گسترده ژنوم، تفسیر و بررسی بیان ژنهای VDAC در گل رز چینی | ||
پژوهشهای تولید گیاهی | ||
دوره 29، شماره 1، فروردین 1401، صفحه 111-132 اصل مقاله (1.41 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jopp.2021.18859.2782 | ||
نویسندگان | ||
گل محمد اشرفی1؛ مصطفی خوشحال سرمست* 2؛ جین لیو3 | ||
1دانشجوی کارشناسیارشد گروه علوم باغبانی و فضای سبز، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. | ||
2نویسنده مسئول، دانشیار گروه علوم باغبانی و فضای سبز، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. | ||
3استادیار گروه علوم باغبانی، دانشگاه کشاورزی نانجینگ، جیانگسو، چین | ||
چکیده | ||
چکیده سابقه و هدف گل رز چینی با نام علمی Rosa chinensis جزو گیاهان همیشه گلدار، دیپلوئید و بومی چین است. دیپلوئید بودن این گونه گیاهی انجام کارهای بهنژادی روی این گیاه را تسهیل نموده است. هدف این تحقیق ارزیابی فیلوژنی، آنالیز راهانداز، پیشبینی ساختار پروتئین، پیشبینی پروتئینهای برهمکنش دهنده و آنالیز داده RNAseq در 7 ژن VDAC در گل رز چینی است. مواد و روشها در این مطالعه ابتدا با استفاده از جستجویBLAST ، همولوگهای ژن VDAC از پایگاه داده مربوط به گل رز چینی دریافت شد و یک جفت آغازگر اختصاصی برای آن طراحی گردید. قطعه تکثیر شده از روی cDNA به کمک واکنش زنجیرهای پلیمراز با استفاده از حامل همسانهسازی PENTER ، جداسازی و در باکتری E-Coli تکثیر و سپس توالییابی شد. از همان پایگاه داده، 1500 جفت باز از راهانداز 7 ژن VDAC گل رز چینی برای آنالیز جدا شد و شناسایی نواحی اتصال عوامل رونویسی با استفاده از سایت PlantCARE انجام شد. آنالیز درخت فیلوژنی به وسیله نرم افزار OMEGA7 انجام شد و دادههای اولیه از NCBI و Tair حاصل شدند. برهمکنش پروتئینها به کمک پایگاه داده STRING انجام شد. پیشبینی ساختار سوم پروتئین با استفاده از نرم افزار Pymol و آنالیز RNA seq با استفاده از Mev انجام شد. یافتهها نتایج جداسازی و توالییابی ناحیه کد کننده دو ژن VDAC1 و VDAC2 نشان از شباهت 100 درصدی ژنهای جدا شده و تطابق آن با پایگاه داده گل رز چینی دارد. بررسیهای صورت گرفته روی 7 ژن VDAC در گل رز چینی با دیگر ژنهای VDAC موجود در گونههای تکلپه و دولپه با وجود تایید محافظت شده بودن این ژن در گل رز چینی و دیگر گونهها، نشان از تغییرات در توالی ژن دارد که باعث خوشهبندی ژنهای گل رز چینی حتی در تیرههای دیگر شد. آنالیز راه انداز 7 ژن VDAC نشان داد که نواحی Cis-element متفاوتی مانند عناصر پاسخ دهنده به نور، هورمونها و تنشهای غیرزیستی بر روی راه انداز این ژنها وجود دارد. حضور نواحی زیاد مربوط به محل اتصال عوامل رونویسی MYB و MYC و همچنین نواحی پاسخ دهنده به هورمونهایی مانند اسید جاسمونیک، اسید آبسزیک، اکسین و جیبرلین و حتی سرما و خشکی تاکید بر نقش این ژن در تنش-های غیر زیستی دارد. این موضوع به وسیله آنالیز ترانسکریپتوم در شرایط تنش غیرزیستی و حتی زیستی در رابطه با ژنهای RcVDA2 و RcVDAC5 قابل تایید است. نتیجهگیری در مجموع آنالیز دادههای ترانسکریپتوم، آنالیز راه انداز، پیشبینی ساختار 7 پروتئین RcVDAC و بررسی روابط فیلوژنتیک، شواهد آشکاری در رابطه با وجود اورتولوگهای مختلف RcVDAC در گل رز چینی با تفاوت در ساختار سهبعدی پروتئین و تفاوت در میزان بیان و نقش بیولوژیک در تنشهای مختلف محیطی دارد. | ||
کلیدواژهها | ||
آنالیز ترانسکریپتوم؛ بلاست؛ DNA تکمیلی؛ آنالیز پرموتر؛ وکتور | ||
مراجع | ||
1.Wang, G. 2007. A study on the history of Chinese roses from ancient works and images. Acta Hort. 751: 347-356.
2.Robert, N., d’Erfurth, I., Marmagne, A., Erhardt, M., Allot, M., Boivin, K., Gissot, L., Monachello, D., Michaud, M., Duchêne, A.M., Barbier-Brygoo, H., Maréchal-Drouard, L., Ephritikhine, G. and Filleur, S. 2012. Voltage-dependent-anion-channels (VDACs) in Arabidopsis have a dual localization in the cell but show a distinct role in mitochondria.,” Plant molecule. Biology, 78: 431-46.
3.Nybom, H. and Werlemark, G. 2017. Realizing the potential of health-promoting rosehips from dogroses (Rosa sect. Caninae). Curr. Bioac. Compd. 13: 3-17. 4.Saint-Oyant, L.H. and Ruttink, T., et al. 2018. A high-quality genome sequence of Rosa chinensis to elucidate ornamental traits. Nature, 4: 473-484.
5.Taiz, L., Zeiger, E., Moller, I.M. and Murphy, A. 2015. Plant physiology and development. Sixth edition. Sinauer Associates. 761p.
6.Tateda, C., Watanabe, K., Kusano, T. and Takahashi, Y. 2011. “Molecular and genetic characterization of the gene family encoding the voltage-dependent anion channel in Arabidopsis. J. Exp. Bot. 62: 4773-85.
7.Lee, S.M., Hoang, H., Han, H.J.,Kim, H.S., Lee, K., Kim, K.E., Kim, D.H., Lee S.Y. and Chung, W.S. 2009. Pathogen inducible Voltage-Dependent Anion Channel (AtVDAC) isoforms are localized to mitochondria membrane in Arabidopsis. Mol. Cells, 27: 321-327.
8.Sievers, F. and Higgins, D.G. 2018. Clustal Omega for making accurate alignments of many protein sequences. Protein Science, 27: 135-145.
9.Kumar, S., Stecher, G. and Tamura, K. 2016. MEGA7: molecular evolutionary genetics analysis version 7.0 for bigger datasets. Mol. Biol. Evol. 33: 1870-1874.
10.Lescot, M., Dehais, P., Thijs, G., Marchal, K., Moreau, Y., van de Peer, Y., Rouze, P. and Rombauts, S. 2002. PlantCARE, a database of plantcis-acting regulatory elements and a portal to tools for in silico analysis of promoter sequences. Nucleic Acids Res. 30: 325-327.
11.Szklarczyk, D., Franceschini, A., Wyder, S., Forslund, K., Heller, D., Huerta-Cepas, J., Simonovic, M., Roth, A., Santos, A., Tsafou, K.P., Kuhn, M., Bork, P., Jensen, L.J. and von Mering, C. 2015. STRING v10: protein–protein interaction networks, integrated over the tree of life. Nucleic Acids Research,43: 447-452. doi: 10.1093/nar/gku1003.
12.Dubois, A., Carrere, S. and Raymond, O. et al. 2012. Transcriptome database resource and gene expression atlas for the rose. BMC Genomics, 13: 638.
13.Xu, X., Tan, Y.P., Cheng, G., Liu, X.Q., Xia, C.J., Luo, Y.F. and Wang, C.T. 2015. Genomic survey and gene expression analysis of the VDAC gene family in rice. Genet. Mol. Res. 14: 15683-15696. 14.Bay, D.C., Hafez, M., Young, M.J.and Court, D.A. 2012. Phylogeneticand coevolutionary analysis of theβ-barrel protein family comprised of mitochondrial porin (VDAC) and Tom40. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes, 1818: 1502-1519.
15.Colombini, M.A. 1979. Candidate forthe permeability pathway of theouter mitochondrial membrane. Nature,279: 643-645.
16.Kinnally, K.W., Peixoto, P.M., Ryu, S.Y. and Dejean, L.M. 2010. IsmPTP the gatekeeper for necrosis, apoptosis, or both? Biochim. Biophys. Acta. 1813: 616–622.
17.Young, M.J., Bay, D.C., Hausner, G. and Court, D.A. 2007. The evolutionary history of mitochondrial porins. BMC Evol. Biol. 7: 31. https://doi.org/ 10. 1186/1471-2148-7-31
18.Adl, S.M., Simpson, A.G., armer, M.A., Andersen, R.A., Anderson, O.R., Barta, J.R., Bowser, S.S., Brugerolle, G., Fensome, R.A., Fredericq, S., James, T.Y., Karpov, S., Kugrens, P., Krug, JC., Lane, E., Lewis, L., Lodge, A.J., Lynn, D.H., Mann, D.G., McCourt, R.M., Mendoza, L., Moestrup, O. andMozley-Standridg, S.E. et al. 2005.The new higher level classification of eukaryoteswith emphasis on the taxonomy of protists. J. Eukaryot. Microbiol. 52: 399-451. 19.Kanwar, P., Samtani, H., Sanyal, S.K., Srivastava, A.K., Suprasanna, P. and Pandey, G.K. 2020. VDAC and its interacting partners in plant and animal systems: An overview. Crit. Rev. Biotechnol. 40: 715-732.
20.Dai, X., Xu, Y., Ma, Q., Xu, W., Wang, T., Xue, Y. and Chong, K. 2007. Overexpression of an R1R2R3 MYB Gene, OsMYB3R-2, increases tolerance to freezing, drought, and salt stressin transgenic Arabidopsis. Plant Phys.143: 1739-1751.
21.Li, J., Hun, G. and Sui, N. 2019. Research advances of MYB transcription factors in plant stress resistance and breeding. Plant Sig. Behav. 14: 1613131. https://doi.org/ 10.1080/15592324.2019.1613131
22.Menkens, A.E., Schindler, U. and Cashmore, A.R. 1995. The G-box: A ubiquitous regulatory DNA element in plants bound by the GBF family ofbZIP proteins. Trends Biochem. Sci.20: 506-510.
23.Arias, J.A., Dixon, R.A. and Lamb, C.J. 1993. Dissection of the functional architecture of a plant defense gene promoter using a homologous in vitro transcription initiation system. Plant Cell, 5: 485-496.
24.Deng, W., Ying, H., Helliwell, C.A., Taylor, J.M. and Peacock, W.J. 2011. FLOWERING LOCUS C (FLC) regulates development pathways throughout the life cycle of Arabidopsis. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 108: 6680-6685.
25.Yadav, A.K., Jha, S.K., Sanyal, S.K., Luan, S. and Pandey, G.K. 2018. Arabidopsis Calcineurin B-like proteins differentially regulate phosphorylation activity of CBL-interacting protein kinase 9. Biochem. J. 475: 2621-2636.
26.Cho, J.H., Choi, M.N., Yoon, K.H. and Kim, K.N. 2018. Ectopic expression of SjCBL1, Calcineurin B-Like1 gene from Sedirea japonica, rescues the salt and osmotic stress hypersensitivity in Arabidopsis cbl1 Mutant. Fron. Plant. Sci. 1181. 10.3389/fpls.2018.01188.
27.Fang, Q., Wang, Q., Mao, H., Xu, J., Wang, Y., Hu, H., He, S., Tu, J., Cheng, C., Tian, G., Wang, X., Liu, X., Zhang, C. and Luo, K. 2018. AtDIV2, an R-R-type MYB transcription factor of Arabidopsis, negatively regulates salt stress by modulating ABA signaling. Plant Cell Report, 37: 1499-1511.
28.Hill, K., Model, K., Ryan, M.T., Dietmeier, K., Martin, F., Wagner, R. and Pfanner, N. 1998. Tom40 forms the hydrophilic channel of the mitochondrial import pore for preproteins. Nature,395: 516-521.
29.Ujwal, R., Cascio, D., Colletier, J.P., Faham, S., Zhang, J., Toro, L., Ping, P. and Abramson, J. 2008. The crystal structure of mouse VDAC1 at 2.3 A resolution reveals mechanistic insights into metabolite gating. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 105: 17742-17747.
30.Noskov, S.Y., Rostovtseva, T.K. and Chamberlin, A.C. 2019. Current state of theoretical and experimental studies of the voltage-dependent anion channel (VDAC). Biochim Biophys Acta.1858: 1778-1790. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 2,415 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 327 |