نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار ، بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی آذربایجان غربی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج

2 کارشناس ارشد، زیست فناوری(بیوتکنولوژی)، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ارومیه، ایران

3 کارشناس ارشد اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ایران

چکیده

تجزیه کاربردی کدون اهمیت ویژه‌ای در بهینه‌سازی سامانه بیان ژن‌ها در تولید پروتئین دارد. جنس گوسیپیوم مهمترین گیاه تولیدکننده الیاف در دنیای جدید می‌باشد. در این تحقیق توالی کامل ژنوم کلروپلاست دو گونه‌ G.thurberi و G.arboreum توسط نرم افزار کدونW مورد مطالعه و تجزیه قرار گرفت. تجزیه کدون‌های دارای ترادف (RSCU) برای 57 ژن کدکننده پروتئین در ژنوم کلروپلاست این دو گونه به منظور دستیابی به فاکتورهای دخیل در اریبی کدون صورت پذیرفت. تمامی کدون‌های ترجیح داده شده دارای بازهای آلی آدنین و تیمین در انتهای کدون بودند که با عنایت به غنای ژنوم کلروپلاست در خصوص این دو باز پدیده‌ای طبیعی است. آنالیز تطبیقی و روش برآورد تعداد موثر کدون‌ها به صورت نمودار تعداد کدون به منظور تجزیه کاربرد کدون‌های مترادف انجام گرفت. نمودارENC Vs GC3 ، عمده ژن‌های آنالیز شده را معادل یا دقیقا در سمت چپ منحنی قابل انتظار GC3 گروه‌بندی کرد که بیانگر تاثیر محدودیت‌های ترکیب کدونی در تنظیم استفاده ار کدون‌هاست. بر اساس تجزیه تطبیقی، اریبی مشاهده شده در ژنوم کلروپلاست گونه‌های مورد مطالعه با طول ژن، اریبی جهش در ژن‌ها، سطح هیدروپاتی ژن‌های پروتئینی، عملکرد ژن و انتخاب یا بیان ژن بصورت ماهرانه‌ای در کاربرد کدون‌ها تاثیرگذار است. نتایج این پژوهش در فراهم آوردن زمینه برای مطالعات تکامل ملکولی قابل استفاده خواهد بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Bioinformatics Codon Usage Analysis of Chloroplast Genomes in Some Diploid Species and Comparison with Two Tetraploid Species of Cotton

نویسندگان [English]

  • Farshid Talat 1
  • Samaneh Hasaninejad 2
  • Mehdi Badri Anarjan 3

1 Assistant Professor, Seed and plant improvement Research Department, West Azarbaijan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Urmia, Iran.

2 Master graduate of Biology (Biotechnology), Islamic Azad University of Urmia, Iran

3 Master graduate of Plant Breeding, Urmia University, Iran

چکیده [English]

Analysis of codon usage is very important to optimize the production of proteins in gene expression system. Gossypium spp. is the most important fiber crop in the modern world. In this research the complete nucleotide sequence of the chloroplast genomes of two wild cotton species was studied and analyzed using codon W software. Synonymous codon usage of 57 protein coding genes in chloroplast genome of G.thurberi and G.arboreum was analyzed to find out the possible factors contributing codon bias. All preferred synonymous codons were found to use A/T ending codons as chloroplast genomes are rich in AT. Correspondence analysis and method of effective number of codon as NC-plot were conducted to analyze synonymous codon usage. ENC Vs GC3 plot grouped majority of the analyzed genes on or just below the left side of the expected GC3 curve indicating the influence of base compositional constraints in regulating codon usage. According to the corresponding analysis, codon bias in the chloroplast genome of G.thurberi and G.arboreum are related to their gene length, mutation bias, gene hydropathic level of each protein, gene function and selection or gene expression only subtly affect codon usage. This study provided insights into the molecular evolution studies.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Correspondence Analysis
  • Chloroplast Genome
  • NC Plot