نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• مریم رجبی فرشمی ¹
• رضا شیرزادیان خرم اباد ²
• امین عابدی ³
• محمد حسین رضادوست ¹

¹ گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان

² عضو هیئت علمی گروه بیوتکنولوژی دانشگاه گیلان

³ گروه بیوتکنولوژی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان

چکیده

سیستئین یک ترکیب آلی گوگرد دار و پیش‌ساز ترکیبات دفاعی است که سنتز آن در گیاهان دو مرحله‌ای بوده و آنزیم سیستئین‌سنتاز (OASTL; EC 2.5.1.47) در مرحله‌ی آخر آن نقش دارد که برای فعالیت به کوفاکتور (Pyridoxal-Phosphate) PLP نیاز دارد. یافتن ژن‌های دارای دمین عملکردی (Pyridoxal-Phosphate dependent enzyme) PALP در ژنوم آرابیدوپسیس و برنج موجب شناسایی 20 و 19 ژن OASTL-Like در این گیاهان شد. در این تحقیق ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی، فیلوژنی، ساختار ژنی، موتیف‌های حفاظت شده، عناصر تنظیمی سیس، تنظیم تظاهر پس از رونویسی و پروفایل تظاهر ژن‌های خانواده OASTL-Like در آرابیدوپسیس و برنج بررسی شد. ژن‌های OASTL-Like به دو دسته اصلی و چندین زیرگروه تقسیم شدند. ساختار اگزون اینترونی و ترکیب و توزیع موتیف‌های شناسایی شده، گروه‌بندی تبارزایی را تایید کرد که نشان‌دهنده حفاظت‌شدگی و اختصاصی بودن مسیر تکاملی این ژن‌ها بود. ارزیابی ناحیه پروموتری ژن‌های OASTL-Like در آرابیدوپسیس و برنج به‌ترتیب موجب شناسایی 47 و 48 نوع عنصر تنظیمی شد که پس از G-box به‌ترتیب ARE و ABRE دارای بیشترین فراوانی می‌باشند. این ژن‌ها در آرابیدوپسیس و برنج به‌ترتیب هدف 87 و 105 نوع مولکول miRNA قرار می‌گیرند که نشان‌دهنده‌ی اهمیت تنظیم تظاهر پس از رونویسی می‌باشد. پروفایل تظاهر ژن‌های OASTL-Like حاکی از کارکرد بسیار متنوع این ژن‌ها در مراحل مختلف نموی، پاسخ به تنش‌های غیر زیستی و هورمون‌ها می‌باشد. این مطالعه با شناسایی و کاوش اعضای خانواده OASTL-Like، نتایج قابل توجهی را در مورد این ژن‌ها ارایه می‌کند که در پژوهش‌های مهندسی ژنتیک با هدف بهبود مقاومت گیاهان به تنش‌های محیطی می‌تواند مورد توجه باشند.

کلیدواژه‌ها

• "
• بیوانفورماتیک
• پایگاه داده
• پروموتر
• تظاهر ژن
• سیستئین سنتاز"

موضوعات

• بیوانفورماتیک

عنوان مقاله [English]

Phylogenetic, structural and expression study of OASTL-Like gene family in the genome wide of Arabidopsis and rice using in silico approaches

نویسندگان [English]

• Maryam Rajabi-Farshmi ¹
• Reza Shirzadian-khorramabad ²
• amin Abedi ³
• Mohammad-hossein Rezadoost ¹

¹ Department of Biotechnology, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan

² Academic member of biotechnology department, university of Guilan

³ Department of Biotechnology, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan

چکیده [English]

Cysteine is an important precursor for defense compounds in plants. The enzyme cysteine synthase (OASTL; EC 2.5.1.47) catalyzes the final stage of cysteine biosynthesis and need cofactor Pyridoxal-Phosphate) PLP) for its function. The use of bioinformatics tools to find genes with functional domain PALP (Pyridoxal-Phosphate dependent enzyme) in Arabidopsis and rice identified 20 and 19 OASTL-Like genes. Physicochemical, phylogenetic, gene structure, conserved motifs, Cis regulatory elements, post-transcription expression regulation and expression profile of OASTL-Like genes in Arabidopsis and rice were investigated. The identified genes have been categorized into two major clusters and several subgroups. The first cluster consists of 20 members all of which have a related function to cysteine synthase and The second cluster has 19 members. Structure of the intron-exon, the composition and distribution of motifs of those genes were similar confirming the phylogenetic classification indicating the high conservation of genes. Evaluation of promoter region OASTL-Like genes identified 47 types of regulatory elements in Arabidopsis and 48 types in rice. Regulatory elements G-box, ARE and ABRE have the highest frequency. Examination of the mRNA sequence of OASTL-Like family genes in Arabidopsis and rice showed that these genes target 87 and 105 different miRNA molecules, which regulate gene expression at post-transcriptional. The expression profile of OASTL-Like genes indicates the very diverse function of these genes in different developmental stages, in responds to abiotic stresses. The results of this study provide basic and valuable information about OASTL-Like genes in plants.

کلیدواژه‌ها [English]

• "
• Bioinformatics
• cysteine synthase
• Database
• gene expression
• promoter "