بیوانفورماتیک
ابوذر سورنی؛ سپهر مرآتیان اصفهانی؛ بدرالدین ابراهیم سید طباطبایی
چکیده
امروزه گیاهان دارویی به دلیل دارا بودن متابولیت‌های مؤثر، در درمان بسیاری از بیماری‌ها مورد توجه و استفاده همگان قرار گرفته‌اند. یکی از این گیاهان آویشن است که حاوی گستره وسیعی از متابولیت‌های ثانویه مانند ترپن‌ها می‌باشد. روش‌های مختلفی برای افزایش این مواد ابداع شده است. در روش‌های کلاسیک از تغییر عوامل محیطی جهت افزایش ...
بیشتر
امروزه گیاهان دارویی به دلیل دارا بودن متابولیت‌های مؤثر، در درمان بسیاری از بیماری‌ها مورد توجه و استفاده همگان قرار گرفته‌اند. یکی از این گیاهان آویشن است که حاوی گستره وسیعی از متابولیت‌های ثانویه مانند ترپن‌ها می‌باشد. روش‌های مختلفی برای افزایش این مواد ابداع شده است. در روش‌های کلاسیک از تغییر عوامل محیطی جهت افزایش تولید ماده مؤثره استفاده می‌گردد. در حالی که در روش‌های نوین از دست‌ورزی‌های ژنتیکی که بازده بالاتری نیز دارند بهره گرفته می‌شود. از جمله این رویکرد‌ها استفاده از نقش و عملکرد miRNAs می‌باشد. این RNAs بیان ژن را پس از رونویسی از طریق تجزیه mRNAs یا مهار ترجمه آن‌ها کنترل کرده و نقش‌های متنوعی را در فرآیندهای بیولوژیکی و متابولیکی در گیاهان و جانوران بازی می‌کنند. روش‌های متعددی برای شناسایی miRNAs موجود می‌باشد که یکی از ساده‌ترین و کم‌هزینه‌ترین آن‌ها، استفاده از ابزارها و روش‌های بیوانفورماتیکی است. لذا به منظور شناسایی miRNAs متمایز در گونه‌های مختلف آویشن، مطالعه‌ای مبتنی بر جستجوی همولوژی با استفاده از اطلاعات ترانسکریپتومی گیاه آویشن انجام گرفت. ابتدا این اطلاعات پالایش و سپس همردیفی در برابر تمام miRNAs شناخته‌شده موجود در بانک اطلاعاتی miRBase انجام شد. بعد از غربالگری نتایج بر اساس شاخص‌هایی همچون طول و سطح e-value ساختار ثانویه miRNAs با ابزار UNAfold مورد بررسی قرار گرفت. شناسایی ژن‌های هدف با استفاده از ابزار psRNATARGET و بررسی روابط فیلوژنتیکی به روش حداکثر احتمال و ابزار RaxML انجام شد. در مجموع ۶۴ miRNAs کاندید متمایز در گونه‌های مختلف آویشن شناسایی شدند که از این تعداد ۱۴ عدد در مسیر سنتز ترپن‌ها قرار داشتند. از مهم‌ترین این miRNAs می‌توان به miR172 و miR396 اشاره کرد که در مطالعات پیشین نقش آن‌ها در مسیر سنتز ترپنوئیدها به اثبات رسیده است. درخت فیلوژنتیک توانست ارتباط میان miRNAs در گونه‌های مختلف را به خوبی نشان دهد.
بیوانفورماتیک
ابوذر سورنی؛ پرنیان کریم زاده؛ سمیرا دهقانی
چکیده
گونه‌های آویشن به دلیل تولید متابولیت‌های ثانویه‌ای مانند ترپنوئیدها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند. از آنجایی که شناسایی ژن‌های کلیدی مانند ژن‌های مسیر بیوسنتر ترپنوئیدها می‌تواند نقش موثری در برنامه‌های اصلاحی گیاهان به ویژه گونه‌های آویشن داشته باشد، این مطالعه با هدف بررسی ترنسکریپتوم گونه‌های T. lancifolius، T. persicus، T. pubescens، ...
بیشتر
گونه‌های آویشن به دلیل تولید متابولیت‌های ثانویه‌ای مانند ترپنوئیدها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند. از آنجایی که شناسایی ژن‌های کلیدی مانند ژن‌های مسیر بیوسنتر ترپنوئیدها می‌تواند نقش موثری در برنامه‌های اصلاحی گیاهان به ویژه گونه‌های آویشن داشته باشد، این مطالعه با هدف بررسی ترنسکریپتوم گونه‌های T. lancifolius، T. persicus، T. pubescens، T. vulgaris و T. daenensis به‌منظور شناسایی ژن‌های کلیدی بیوسنتز مونوترپن‌ها، توالی ژن‌های کلروپلاستی و بررسی تفاوت و تشابه میان گونه‌ها انجام گرفت. بدین منظور RNAهای کل استخراج‌شده از مرحله رویشی جهت توالی‌یابی با پلتفرم Illumina HiSeqTM 2500 به شرکت ماکروژن کره ارسال گردیدند. پس از سرهم‌بندی توالی‌ها با ابزارهای مختلف، بهترین نتیجه انتخاب و مستندسازی ترنسکریپت‌ها در پایگاه‌های اطلاعاتی انجام شد. در نهایت بر اساس نتایج مستندسازی، ژن‌های کلیدی مسیر سنتز ترپنوئیدها، و توالی‌های کلروپلاستی شناسایی شده و روابط فیلوژنتیکی میان گونه‌ها مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس شاخص‌های ارزیابی بهترین سرهم‌بندی محصول ابزار Binpacker بود. بر اساس نتایج حاصل توالی 10 ژن درگیر در مسیر سنتز ترپنوئیدها بدست آمد. از میان (TPSs) Terpene synthase شناسایی شده، بیشترین کانتیگ‌ها به ترتیب مربوط به ترپن‌های دسته TPSb و TPSa بود. از اطلاعات ترنسکریپتومی، توالی 73 ژن کلروپلاستی استخراج شدند. از اطلاعات کلروپلاستی بدست آمده، در مجموعbp 40070 در بررسی روابط فیلوژنتیکی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از بررسی روابط فیلوژنتیکی، ارتباط ژنتیکی نزدیک بین T. daenensis و T. vulgaris را نشان داد که می‌تواند معرف گونه T. daenensis به‌عنوان جایگزینی مناسب برای گونه رسمی و اروپایی T. vulgaris جهت مقاصد مختلف بالأخص کاربردهای دارویی باشد. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد به‌احتمال زیاد می‌توان Z. multiflora را به‌عنوان یکی از اجداد Thymus در نظر گرفت که به لحاظ ساختار ژنتیکی به خصوص ژن‌های کلیدی مسیر بیوسنتز ترپن‌ها تفاوت قابل توجهی با گونه‌های جنس آویشن دارد.
بیوتکنولوژی بیماریهای گیاهی
فاطمه محمدی؛ ابوذر سورنی؛ رحیم مهرابی
چکیده
کنه تارتن دولکه‌ای (Tetranychus urticae Koch) از مهم‌ترین آفات تخریب‌کننده لوبیا (Phaseolus vulgaris L.) است. به‌طور کلی شبکه‌های ژنی پیچیده‌ای در ایجاد حساسیت یا مقاومت در مقابل کنه تارتن دولکه‌ای دخیل هستند، بنابراین در این تحقیق از روش سامانه‌های زیستی به‌کار برده شد. برای این منظور از داده‌های RNA-Seq مربوط به تنش کنه تارتن روی گیاه لوبیا استفاده ...
بیشتر
کنه تارتن دولکه‌ای (Tetranychus urticae Koch) از مهم‌ترین آفات تخریب‌کننده لوبیا (Phaseolus vulgaris L.) است. به‌طور کلی شبکه‌های ژنی پیچیده‌ای در ایجاد حساسیت یا مقاومت در مقابل کنه تارتن دولکه‌ای دخیل هستند، بنابراین در این تحقیق از روش سامانه‌های زیستی به‌کار برده شد. برای این منظور از داده‌های RNA-Seq مربوط به تنش کنه تارتن روی گیاه لوبیا استفاده شد. پس از فراهم‌کردن ماتریس بیان ژن‌ها، شبکه‌های مولکولی با استفاده از آنالیز شبکه هم‌بیان وزن‌دار (WGCNA) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. پس از ایجاد ماژول‌ها، عملکرد ژن‌ها در هر ماژول مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. بر اساس نتایج، مجموع 699 ژن با بیان افتراقی در پاسخ به تنش کنه تارتن شناسایی شدند که در 7 ماژول هم‌بیان از طریق خوشه‌بندی سلسله‌مراتبی جای گرفتند. بررسی هستی‌شناسی ژن‌ها و آنالیز برهمکنش ژن‌های کلیدی با استفاده از بانک اطلاعاتی String نشان داد پاسخ ترانسکریپتوم لوبیا به آلودگی با کنه تارتن بیشتر شامل ژن‌های کدکننده پروتئین کینازها، کاتالیزورها، فاکتورهای رونویسی، ساخت متابولیت‌ها و مسیرهای انتقال پیام هورمونی بود. ماژول فیروز‌ه‌ای بیشترین ژن‌های درگیر در مقاومت را دارا بود که این ماژول و ماژول زرد، بیشترین همبستگی را با رقم مقاوم به ترتیب پس از پنج و یک روز آلودگی داشتند. همچنین، ماژول مشکی بیشترین همبستگی با رقم حساس پس از پنج روز آلودگی را داشت. این مطالعه دانش ما را از مکانیسم‌های مولکولی دخیل در مقاومت به کنه تارتن افزایش می‌دهد. همچنین ژن‌های بررسی شده در این تحقیق می‌توانند به‌عنوان اهداف اصلاحی برای ایجاد مقاومت معرفی شوند.
