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.
بیوانفورماتیک
زهرا امین فر؛ بابک ربیعی؛ مسعود توحیدفر؛ محمدحسین میرجلیلی
چکیده
ایزوپرینوئیدها و مشتقات آن ها بزرگترین گروه از ترکیبات طبیعی در گیاهان هستند که از واحدهای پنج کربنه ایزوپرینیل فسفات ساخته میشوند. این واحدهای پنچ کربنه در گیاهان از طریق دو مسیر بیوسنتزی مجزا شامل مسیر موالونات (MVA) در سیتوپلاسم و مسیر متیل اریتریتول فسفات (MEP) در پلاستید، تولید می شوند. به منظور انجام متا-آنالیز ژنهای دو مسیر ...
بیشتر
ایزوپرینوئیدها و مشتقات آن ها بزرگترین گروه از ترکیبات طبیعی در گیاهان هستند که از واحدهای پنج کربنه ایزوپرینیل فسفات ساخته میشوند. این واحدهای پنچ کربنه در گیاهان از طریق دو مسیر بیوسنتزی مجزا شامل مسیر موالونات (MVA) در سیتوپلاسم و مسیر متیل اریتریتول فسفات (MEP) در پلاستید، تولید می شوند. به منظور انجام متا-آنالیز ژنهای دو مسیر MVA و MEP از دادههای بیانی آزمایشات ریزآرایه در بافت های مختلف، مراحل نموی، تنش های زیستی و غیرزیستی در گیاه مدل آرابیدوپسیس استفاده شد. متا-آنالیز ترانسکریپتوم با استفاده از ابزار Genevestigator به عنوان یک بانک اطلاعاتی بزرگ شامل دادههای ترانسکریپتوم مخازن GEO در NCBI و ArrayExpress در EBI، انجام گرفت. نتایج حاصل از متا-آنالیز نشان داد که به طور کلی رونویسی ژنهای کد کننده آنزیمهای دو مسیر MVA و MEP گیاهی با هم هماهنگ نیست و در بافتها، مراحل رشدی و شرایط مختلف الگوی بیانی متفاوتی دارند. ژنهای مسیر MVA بیشترین بیان را در ریشه و اندامهای زایشی نشان میدهند، درحالیکه ژنهای مسیر MEP بیشتر در بافتهای فتوسنتزی بیان میشوند. این نتایج میتواند به درک چگونگی تولید پیش سازهای ایزوپرینوئیدها از طریق دو مسیر با جایگاه متفاوت کمک کرده و همچنین سازماندهی شبکههای ژنی و تنظیم آنها در شرایط، بافتها و مراحل نموی مختلف را آشکار میسازد.
اصلاح نباتات مولکولی
پروانه محمودی؛ احمد معینی؛ سید مجتبی خیام نکویی؛ محسن مردی؛ قاسم حسینی سالکده
دوره 4، شماره 6 ، شهریور 1393، ، صفحه 35-46
چکیده
زعفران (Crocus sativus L.)، ارزشمندترین و محبوبترین ادویه جهانی، گونهای تریپلوئید از خانواده Iridaceae میباشد. این گونه با کلالههای قرمز، بلند و معطر، از سایر گونههای این خانواده متمایز است. با پیشرفتهای سریع بوجود آمده در نسل دوم توالییابی، توالییابی RNA (RNAseq.) ابزار قدرتمندتر و ارزانتری در مطالعات ترانسکریپتوم شده است. گردآوری ...
بیشتر
زعفران (Crocus sativus L.)، ارزشمندترین و محبوبترین ادویه جهانی، گونهای تریپلوئید از خانواده Iridaceae میباشد. این گونه با کلالههای قرمز، بلند و معطر، از سایر گونههای این خانواده متمایز است. با پیشرفتهای سریع بوجود آمده در نسل دوم توالییابی، توالییابی RNA (RNAseq.) ابزار قدرتمندتر و ارزانتری در مطالعات ترانسکریپتوم شده است. گردآوری مجدد توالیهای ترانسکریپتوم، راه حل مناسبی برای مطالعه ترانسکریپتوم موجوداتی است که توالی ژنوم آنها در دسترس نیست. توالییابی دقیق و مونتاژ قابل اعتماد در دادههای ترانسکریپتوم، برای آنالیزهای پاییندست ضروری میباشد. در این مطالعه با جداسازی و تعیین توالی ترانسکریپتوم کلاله زعفران زراعی با استفاده از نسل دوم توالییابی نتایج عملکرد تجزیه و تحلیل داده ها بوسیله دو نرمافزار پرکاربرد به نامهای SOAPdenovo و Trinity مقایسه شد. نتایج این پژوهش نشان داد که میانگین طول توالیها و تعداد یونیژنهای بدست آمده در Trinity بیشتر از SOAPdenovo میباشد (میانگین 689 برای Trinity و 624 برای SOAPdenovo). نتایج مونتاژ بهتر توسط مونتاژگر مناسب وقتی به پروتئین ترجمه میشود منجر به افزایش معنی-داری در تعداد رکوردهای بهدست آمده در پایگاههای اطلاعاتی میشود و تعداد بیشتر یونیژن امکان شناسایی مسیرهای بیوسنتزی متابولیتهای مهم بیشتری را فراهم میکند. یونیژنهای مونتاژ شده در Trinity فاقد فاصله بوده و میانگین آن حدود دو برابر یونیژنهای مونتاژ شده بوسیله SOAPdenovo بود. بهطور کلی انتخاب ابزار و پارامترهای مناسب برای مونتاژ ترانسکریپتوم بدون درک کاملی از عملکرد ابزارهای مختلف و تنظیمات آنها کار مشکلی است. با مقایسه عملکرد نرمافزارهای مختلف بر روی موجودات مختلف میتوان توصیههایی در زمینه استفاده از آنها ارائه داد و نرمافزار مناسبتر را انتخاب کرد.