بیوانفورماتیک
محمدامین باقری؛ سید کمال کاظمی تبار؛ علی دهستانی؛ پویان مهربان جوبنی؛ حمید نجفی زرینی
چکیده
کنجد (Sesamum indicum L.) یک گیاه زراعی دانه روغنی مهم از نظر تغذیه‌ای و دارویی می‌باشد که تنش‌های محیطی ظرفیت عملکرد آن را محدود می‌کند. عامل پاسخ دهنده به اتیلن (ERF) یکی از بزرگترین خانواده‌های عوامل رونویسی می‌باشد که در تنظیم پاسخ گیاه به تنش‌های غیر زنده نقش کلیدی ایفا می‌کند. در مطالعه حاضر، در مجموع 113 ژن ERF از ژنوم کنجد شناسایی شد، ...
بیشتر
کنجد (Sesamum indicum L.) یک گیاه زراعی دانه روغنی مهم از نظر تغذیه‌ای و دارویی می‌باشد که تنش‌های محیطی ظرفیت عملکرد آن را محدود می‌کند. عامل پاسخ دهنده به اتیلن (ERF) یکی از بزرگترین خانواده‌های عوامل رونویسی می‌باشد که در تنظیم پاسخ گیاه به تنش‌های غیر زنده نقش کلیدی ایفا می‌کند. در مطالعه حاضر، در مجموع 113 ژن ERF از ژنوم کنجد شناسایی شد، که آنها خود به دو زیرخانواده شامل 46 عضو متصل به عناصر پاسخ دهنده به پسابیدگی (DREB) و 67 عضو ERF تقسیم شدند. روابط فیلوژنتیکی، خصوصیات فیزیکوشیمیایی پروتئینها، ساختارهای ژنی و موتیف‌های آمینو اسیدی حفاظت شده در خانواده ERF کنجد مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در ادامه پروفایل بیانی ژنهای ERF کنجد در بافت‌های مختلف و همچنین تحت تنش‌های محیطی بررسی گردید. به‌طور کلی ژنهای متعدد از خانواده ERF در بافت‌های مختلف کنجد به‌ویژه در ریشه، کپسول و گل از بیان قابل ملاحظه‌ای برخوردار بودند. همچنین پروفایل‌های بیانی نشان داد ژنهای RAP2.2L، PTI6، ERF017L و ERF096 به‌ترتیب تحت تنش‌های خشکی، اسمزی، شوری و غرقاب بشدت القا شدند. افزون بر این، نتایج qPCR نشان داد که بیان نسبی ژن ERF061L در ژنوتیپ متحمل کنجد در مقایسه با حساس تحت شرایط خشکی بیشتر می‌باشد. این مطالعه داده‌های مهمی را برای درک تکامل و عملکرد خانواده ERF در کنجد فراهم نموده است که میتواند در برنامه‌های اصلاحی آینده برای تحمل تنش‌های غیر زنده مورد استفاده قرار گیرد.
بیوانفورماتیک
مژده عرب؛ حمید نجفی زرینی؛ قربانعلی نعمت زاده؛ سید حمیدرضا هاشمی پطرودی
چکیده
پروتئین‌های شبه‌کالسینئورین B (CBL) یکی از اجزای کلیدی حسگرهای کلسیم بوده که در فرایندهای مختلف رشد و نموی و همچنین تنش‌های محیطی مشارکت دارند. در این تحقیق به دلیل نقش و کارکرد ژنهای CBL در هدایت پیام در تنش‌های غیرزیستی و زیستی، شناسایی عناصر سیس این خانواده ژنی در گیاهان Oryza sativa (OsCBL)، Arabidopsis thaliana (AtCBL) و A. littoralis (AlCBL) مدنظر قرار گرفت. ...
بیشتر
پروتئین‌های شبه‌کالسینئورین B (CBL) یکی از اجزای کلیدی حسگرهای کلسیم بوده که در فرایندهای مختلف رشد و نموی و همچنین تنش‌های محیطی مشارکت دارند. در این تحقیق به دلیل نقش و کارکرد ژنهای CBL در هدایت پیام در تنش‌های غیرزیستی و زیستی، شناسایی عناصر سیس این خانواده ژنی در گیاهان Oryza sativa (OsCBL)، Arabidopsis thaliana (AtCBL) و A. littoralis (AlCBL) مدنظر قرار گرفت. در مکان‌یابی ده ژن AtCBL، ده ژن OsCBL و شش ژن AlCBL، پروتئین‌های AtCBL4، AtCBL10، AlCBL4.2، AlCBL4.3 و AlCBL10 در غشای پلاسمایی قرار گرفتند. بر اساس درخت فیلوژنتیکی، 26 ژن CBL مورد بررسی به دو گروه اصلی تقسیم شدند به نحوی‌که تقریبا همه CBLها در مجاورت با ژنهای ارتولوگشان طبقه‌بندی شدند. در بررسی مقایسهای ساختار ژنی خانواده ژنی CBLها مشاهده گردید که حدود 66 درصد ژنهای AlCBL، 60 درصد ژنهای AtCBL و 80 درصد ژنهای OsCBL دارای هشت اگزون و هفت اینترون بودند. شناسایی و طبقه‌بندی عناصر تنظیمی سیس در هشت گروه مختلف صورت گرفت که از مهمترین عناصر سیس مرتبط به تنش می‌توان به موتیف‌های ABRE، ARE، موتیف-GC،MBS ، DRE، STRE و LTR اشاره نمود. تنوع مشاهده شده در بیان اعضای خانواده ژنی به‌دلیل وجود مکانیسمهای تنظیمی متفاوت در تنظیمات بیان این ژن‌ها بوده که به دلیل وجود عناصر تنظیمی اختصاصی بافت و اختصاصی تنش در پروموتر اعضای این خانواده است. بررسی عملکردی ژن AlCBL4.2 به دلیل دارا بودن شش موتیف as-1 با توجه به ماهیت بیان اختصاصی و بیان افزاینده این موتیف میتواند اطلاعات با اهمیتی را در خصوص فرایندهای تنظیمی این ژن ارائه نماید.
بیوانفورماتیک
مژده عرب؛ حمید نجفی زرینی؛ قربانعلی نعمت زاده؛ سید حمیدرضا هاشمی پطرودی
چکیده
پروتئین کیناز وابسته به کلسیم (CPK) به عنوان عضوی از ابرخانواده کینازهای Ser/Thr، نقشی حیاتی در پاسخ و سازگاری به تنش دارد. گیاه هالوفیت، Aeluropus littoralis، به عنوان یک مدل ارزشمند برای بهبود منابع ژنتیکی گیاهان زراعی و تحقیقات ژنومیکس تنش مورد توجه می‌باشد. به منظور شناسایی خانواده ژنی CPK در گیاه آلوروپوس لیتورالیس (AlCPK)، از داده‌های ژنومی ...
بیشتر
پروتئین کیناز وابسته به کلسیم (CPK) به عنوان عضوی از ابرخانواده کینازهای Ser/Thr، نقشی حیاتی در پاسخ و سازگاری به تنش دارد. گیاه هالوفیت، Aeluropus littoralis، به عنوان یک مدل ارزشمند برای بهبود منابع ژنتیکی گیاهان زراعی و تحقیقات ژنومیکس تنش مورد توجه می‌باشد. به منظور شناسایی خانواده ژنی CPK در گیاه آلوروپوس لیتورالیس (AlCPK)، از داده‌های ژنومی برای تجزیه و تحلیل روابط فیلوژنتیک، ساختار اگزون/ اینترون، سازماندهی موتیف‌ها/ دامنه‌ها و پیش‌بینی شبکه‌های برهم‌کنش پروتئین- پروتئین استفاده شد. 14 ژن AlCPK در این گیاه شناسایی شد که از همولوژی بالایی با نه ژن آرابیدوپسیس تالیانا برخوردار بودند. بررسی اعضای خانواده ژنی AlCPK در پایگاه‌های اختصاصی دمین نشان داد که همه ژنهای مورد بررسی (به‌جز AlCPK29.2) با توجه به دارا بودن چند دمین EF-hand و Kinase به خانواده ژنی CPK تعلق دارند. پروتئین AlCPK29.2 دارای کمترین وزن مولکولی و شاخص آلیفاتیک، بیشترین شاخص ناپایداری و هیدروپاتی در بین پروتئین‌های مورد بررسی بوده است. تجزیه و تحلیل ساختار ژنی نشان داد که بیشتر AlCPKها ( 8/69 %) بیش از هفت اگزون برخوردارند. پروتئین AlCPK8 دارای دو موتیف میریستویلاسیون و دو موتیف پالمیتوئیلاسیون بود، پروتئین CPK34.1 فاقد موتیف میریستویلاسیون و پالمیتوئیلاسیون و پروتئین AlCPK5.1 دارای سه موتیف پالمیتوئیلاسیون می‌باشد. بیان مقایسهای 34 عضو خانواده ژنی AtCPK در پنج تنش غیرزنده نشان داد که اعضای خانواده ژنی در سطوح مختلف کنترل و تنش از بیان متفاوتی برخوردار بودند که میتواند دلیلی بر بیان بافت- اختصاصی و البته تنش- اختصاصی اعضای این خانواده باشد. ژن ABF4 به عنوان یکی از اجزای پیام‌رسان ABA، در بررسی تعاملات پروتئین-پروتئین اعضای خانواده AlCPK شناسایی گردید. نتایج این تحقیق میتواند در مطالعات بیان ژنهای AlCIPK تحت تنش‌های غیرزیستی مختلف به منظور شناسایی عملکردها و سازکارهای پاسخ به تنش سودمند باشد.
بیوانفورماتیک
مژده عرب؛ حمید نجفی زرینی؛ قربانعلی نعمت زاده؛ سید حمیدرضا هاشمی پطرودی
چکیده
پروتئین‌های شبه‌کالسینئورین B (CBLs) به‌عنوان یک مولکول پیام‌رسان ثانویه زیرخانواده گروه حسگرهای کلسیم بوده، و در تنظیم فرآیندهای فیزیولوژیکی و رشد و نمو گیاهان نقش مهمی دارند. در این مطالعه به منظور بررسی این‌سیلیکو و مقایسه خصوصیات پروتئین‌های دخیل در پیام رسانی کلسیم در گیاهان شورپسند و شیرین‌پسند، اعضای زیرخانواده ژنی CBL ...
بیشتر
پروتئین‌های شبه‌کالسینئورین B (CBLs) به‌عنوان یک مولکول پیام‌رسان ثانویه زیرخانواده گروه حسگرهای کلسیم بوده، و در تنظیم فرآیندهای فیزیولوژیکی و رشد و نمو گیاهان نقش مهمی دارند. در این مطالعه به منظور بررسی این‌سیلیکو و مقایسه خصوصیات پروتئین‌های دخیل در پیام رسانی کلسیم در گیاهان شورپسند و شیرین‌پسند، اعضای زیرخانواده ژنی CBL در دو گیاه آلوروپوس لیتورالیس و آرابیدوپسیس تالیانا مورد مطالعه قرار گرفت. بر اساس همولوژی توالی و روابط اورتولوژی با ژنهای آرابیدوپسیس، شش ژن شناسایی شده در ژنوم آلوروپوس در قالب سه گروه پروتئینی AlCBL4، AlCBL2 وAlCBL10 دسته‌بندی شدند. بررسی خانواده ژنی AlCBL بر مبنای همردیفی چندگانه در گیاه آلوروپوس لیتورالیس موید حضور چهار دمین EF-hand در تمام این ژن‌ها بوده که ساختاری را برای اتصال یون کلسیم فراهم می‌نماید. شباهت بالای خصوصیات فیزیکوشیمیایی اکثر پروتئین‌های آلوروپوس به آرابیدوپسیس و داشتن رابطه قوی اورتولوژی با یکدیگر ممکن است دلالت بر محفوظ ماندن کارکرد و عملکرد این ژن‌ها در فرایند تکاملی بوده باشد. تجزیه و تحلیل الگوهای بیانی AtCBLs در اندام‌های مختلف و تحت تنش‌های غیر زنده مختلف نشان داد به دلیل انشقاق عملکردی و ساختاری، این ژن‌ها از الگوی بیان منحصربفردی برخوردارند. الگوی بیانی متفاوت در داده‌های ترانسکریپتوم AlCBLs نیز دلیلی بر الگوی عملکردی متفاوت این ژن‌هاست. نتایج بدست آمده در این تحقیق میتواند اطلاعات ارزشمندی در مورد نقش این خانواده ژنی و سازوکار‌های عملکردی آنها در تحمل به تنش‌های غیر زیستی برای مطالعات آتی مهیا سازد.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
بهناز دولت آبادی؛ غلامعلی رنجبر؛ حمید نجفی زرینی؛ سید حمیدرضا هاشمی پطرودی
چکیده
دهیدرینها (DHNs) متعلق به گروه دوم پروتئین‌های LEA می‌باشند که اعضای آن در اواخر دوره جنینزایی در بذر و در پاسخ به تنش‌های غیرزیستی مانند شوری، خشکی و سرما در بافت رویشی تجمع مییابند. این پروتئینها بر اساس توالی و تعداد قطعات K (لیزین)، S (سرین) و Y (تیروزین) به پنج زیرگروه SKn، YnSKn، KnS، Kn و YnKn طبقه‌بندی میشوند. در این مطالعه، 5 ژن کدکننده ...
بیشتر
دهیدرینها (DHNs) متعلق به گروه دوم پروتئین‌های LEA می‌باشند که اعضای آن در اواخر دوره جنینزایی در بذر و در پاسخ به تنش‌های غیرزیستی مانند شوری، خشکی و سرما در بافت رویشی تجمع مییابند. این پروتئینها بر اساس توالی و تعداد قطعات K (لیزین)، S (سرین) و Y (تیروزین) به پنج زیرگروه SKn، YnSKn، KnS، Kn و YnKn طبقه‌بندی میشوند. در این مطالعه، 5 ژن کدکننده پروتئین دهیدرین (DHN) در ژنوم آلوروپوس لیتورالیس (Aeluropus littoralis) به‌عنوان یک گیاه هالوفیت متعلق به خانواده گندمیان شناسایی و خصوصیات فیزیکوشیمیایی، جایگاه سلولی، موتیف‌های حفاظت‌شده و ساختار ژنی آنها تعیین و روابط تکاملی بین این پروتئینها در سایر گونه‌ها نیز مدنظر قرار گرفت. پروتئین‌های AlDHN بر اساس دامنه‌های بسیار حفاظت‌شده K، S و Y در زیرگروه YnSKn قرار گرفتند. الگوی بیان ژن AlDHN.5 به‌عنوان همولوگ ژن RAB18 ارابیدوپسیس (AT5G66400) در دو بافت برگ و ریشه تحت تنش‌های شوری، خشکی، سرما و تیمار آبسیزیک اسید، مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز الگوی بیان این ژن در دو بافت برگ و ریشه نشان داد که این ژن در تنش‌های شوری، خشکی، سرما و هورمون ABA در بافت برگ در مقایسه با ریشه بیشتر بیان میشود. این نتایج، نشان‌دهنده نقش مهم دهیدرینها، در پاسخ به تنش‌های غیر زیستی می‌باشد. این مطالعه پایه و اساس مطالعات بیشتر در مورد تنظیم بیان این ژن‌ها در شرایط مختلف محیطی می‌باشد.
بیوتکنولوژی میکروبی در گیاهان زراعی
محمد ضرابیان؛ غلامعلی رنجبر؛ سید کمال کاظمی تبار؛ حمید نجفی زرینی
چکیده
همزیستی بین گیاه و باکتری با تشکیل گره و تثبیت نیتروژن بر کمیت محصول و همچنین محتوای پروتئین گیاه دارای اهمیت بسیار زیادی می‌باشد. در این پژوهش جهت شناسایی ژنهای باکتریایی مرتبط با تولید گره، تعداد 194 سویه باکتری Rizobium leguminosarum نیمه همزیست با گیاه لوتوس بورتیایی مورد استفاده قرار گرفت. صفات مرتبط با گره‌زایی (تعداد گره سفید، تعداد ...
بیشتر
همزیستی بین گیاه و باکتری با تشکیل گره و تثبیت نیتروژن بر کمیت محصول و همچنین محتوای پروتئین گیاه دارای اهمیت بسیار زیادی می‌باشد. در این پژوهش جهت شناسایی ژنهای باکتریایی مرتبط با تولید گره، تعداد 194 سویه باکتری Rizobium leguminosarum نیمه همزیست با گیاه لوتوس بورتیایی مورد استفاده قرار گرفت. صفات مرتبط با گره‌زایی (تعداد گره سفید، تعداد گره قرمز و تعداد کل گره) در 7، 14، 21 و 28 روز بعد از تلقیح اندازهگیری شد. نتایج حاصل از تجزیه به مولفههای اصلی، حاکی از تفکیک کامل بین سویهها با ژنومهایA ، C و D بود. علاوه بر آن، نتایج مطالعه سرتاسری ژنوم (GWAS) نشان داد که اپرون با فعالیت فاکتور ترشحی در القای مقاومت بر صفت گره قرمز موثر می‌باشد. یاد آور می شود که به دلیل برخورد بسیار مختصر با چکیده مقاله این چکیده مقاله از تعداد دویست کلمه مجاز در این قسمت بسیار بسیار کمتر شده است که به این وسیله برای رسانده به تعداد دویست کلمه در این قسمت این توضیحات را نوشته ام که بتوانم مجوز ورود به مرحله بعد را دریافت نمایم. از این که مجبور به ارائه توضیح در این قسمت شدم عذرخواه هستم و لذا شایسته است عذر نویسنده مسئول را با بزرگواری خود بپذیرید.
بیوانفورماتیک
محمدامین باقری؛ حمید نجفی زرینی
دوره 5، شماره 11 ، آذر 1394، ، صفحه 38-49
چکیده
شناسایی و کمیتسنجی پروتئینها و ژنهای بیان شده در شرایط تنش شوری میتواند منجر به درک هرچه بهتر مکانیسمهای پاسخی شود. بدین منظور در این تحقیق از روش پروتئومیکس مقایسهای iTRAQ جهت بررسی تغییرات پروتئینی در شرایط تنش شوری و کمیتسنجی آنها استفاده شد. سپس جهت بررسیهای بیشتر پیرامون عملکرد ژنهای شناسایی شده از اطلاعات بیان ژن و همبیانی در ...
بیشتر
شناسایی و کمیتسنجی پروتئینها و ژنهای بیان شده در شرایط تنش شوری میتواند منجر به درک هرچه بهتر مکانیسمهای پاسخی شود. بدین منظور در این تحقیق از روش پروتئومیکس مقایسهای iTRAQ جهت بررسی تغییرات پروتئینی در شرایط تنش شوری و کمیتسنجی آنها استفاده شد. سپس جهت بررسیهای بیشتر پیرامون عملکرد ژنهای شناسایی شده از اطلاعات بیان ژن و همبیانی در پایگاهداده و آنالیز توالیهای مربوطه استفاده شد. با توجه به نتایج بهدست آمده از iTRAQ-2DLC-MS/MS مجموعهای از پروتئینها از جمله P5CS1، KIN1، KIN2، ERD10، ERD14 و COR47 شناسایی شد. نتایج بیان ژنهای مربوطه نشان داد که بیان این ژن‌ها تنها به تنش شوری محدود نمیشود و در پاسخ به سایر تنش‌های اسمزی نیز دخالت دارند. شبکهی ژنی پروتئین‌های شناسایی شده با نرمافزار String بررسی گردید. بر اساس نتایج بهدست آمده در طی بیان این ژن‌ها ترکیبات محافظ از جمله مواد محلول سازگار، پروتئین‌های دهایدرین و غیره در سلول تولید میشود که حضور آنها منجر به القای مکانیسمهای مقاومت و تحمل در گیاه در برابر تنش‌های اسمزی از جمله شوری می شود.
