نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

• ناهید اعظمی ¹
• علی اعلمی ²
• امین عابدی ¹

¹ گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

² گروه بیوتکنولوژی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت ایران

چکیده

چای (Camellia sinensis) بومی شرق آسیا، شبه قاره هند و آسیای جنوب شرقی است که برگ های آن پس از فراوری به عنوان یکی از محبوب ترین نوشیدنی های جهان مورد استفاده قرار می گیرد. تنش‌های محیطی از مهم ترین عوامل اثر گذار بر کمیت و کیفیت محصولات زراعی و باغی از جمله چای می باشند. یکی از بارزترین اثرات تنش‌های محیطی در گیاهان، افزایش تولید گونه‌های اکسیژن فعال (ROS) است که می تواند اثر مخربی بر فعالیت های سلولی داشته باشد. آسکوربات پراکسیداز (APX) یک آنزیم آنتی‌اکسیدان کلیدی جهت مهار ROS ها در گیاهان می باشد. در این مطالعه برای شناسایی پروتئین‌های همولوگ APX در گستره ژنوم چای از توالی‌های پروتئینی خانواده APX در تعدادی از گیاهان تک‌لپه و دولپه استفاده شد. نتایج BlastP نه توالی همولوگ از خانواده ژنی APX روی اسکافولدهای مختلف چای را شناسایی کرد. بر اساس روابط فیلوژنتیکی، پروتئین‌های خانواده ژنی APX در چای و گیاهان مورد مطالعه شامل آرابیدوپسیس، برنج، ذرت و سیب‌زمینی بر اساس امتیاز بوت استرپ به چهار گروه تکاملی مجزا تقسیم شدند. به دلیل قرارگیری ژن‌های گیاهان دولپه و تک‌لپه به نسبت تقریباً مساوی در گروه‌های فیلوژنتیکی، به نظر می‌رسد تکامل این ژن‌ها از یک ژن اجدادی قبل از واگرایی گیاهان تک‌لپه و دولپه صورت گرفته است. بررسی بیان ژن‌های همولوگ APX در بافت‌های مختلف گیاهی و تنش‌های مختلف محیطی نشان داد که ژن‌های CsAPX1، CsAPX3، CsAPX4، CsAPX5 و CsAPX8 دارای میزان بیان متوسط تا زیاد بودند که نشان‌دهنده نقش کلیدی این ژن‌ها در مراحل مختلف رشدی و تنش‌های محیطی بود.

کلیدواژه‌ها

• بیان ژن
• بیوانفورماتیک
• تکامل
• تنش غیرزیستی
• درخت فیلوژنتیکی

موضوعات

• بیوانفورماتیک

عنوان مقاله [English]

Bioinformatics study of ascorbate peroxidase (APX) gene family in tea (Camellia sinensis) genome

نویسندگان [English]

• Nahid Azami ¹
• Ali Aalami ²
• amin Abedi ¹

¹ Dept. of Agricultural Biotechnology, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran

² Dept. of Agricultural Biotechnology, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, IRAN

چکیده [English]

Tea (Camellia sinensis) is native to East Asia, the Indian subcontinent and Southeast Asia, and its leaves are used as one of the most popular drinks in the world. Environmental stresses are one of the most important factors affecting the quantity and quality of agricultural and garden crops, including tea. One of the prominent effects of environmental stresses on plants is the increase in reactive oxygen species (ROS) production. Ascorbate peroxidase (APX) is a key antioxidant enzyme to inhibit ROS in plants. This study was conducted to identify, study the evolution, function of the APX gene family in tea. To identify APX homologous proteins in the tea genome, protein sequences of the APX family from several monocot and dicot plants were used. BlastP results identified 9 homologous sequences from the APX gene family on different tea scaffolds. Based on phylogenetic relationships, APX gene family proteins in tea and the studied plants, including Arabidopsis, rice, maize, and potato, were divided into four distinct evolutionary groups. Due to the relatively equal distribution of genes from monocot and dicot plants in phylogenetic groups, it seems that the evolution of these genes occurred from a common ancestral gene before the divergence of monocot and dicot plants. Investigation of the expression of APX homologous genes in different plant tissues and various environmental stresses showed that CsAPX1, CsAPX3, CsAPX4, CsAPX5, and CsAPX8 genes had moderate to high expression levels, indicating the key role of these genes in different growth stages and various abiotic stresses.

کلیدواژه‌ها [English]

• Abiotic stress
• Bioinformatics
• Evolution
• Gene expression
• Phylogenetic tree