سازوكارهاي تكاملي زمينه‌سازِ تنوع متابوليت‌هاي ثانويه سه گونه براسيكا با استفاده ازتحليل مقايسه‌اي اين‌سيليكو ژن‌هاي مرتبط

Evolutionary mechanisms underlying secondary metabolite diversity of the three Brassica species using insilico comparative analysis of the related genes

گياه زراعي Brassica napus به‌عنوان يك دانه روغني مهم، پس از هيبريداسيون بين گونه‌اي اجدادش تحت بازسازي گسترده ژنوم قرار گرفته است. به‌منظور تبيين ساز و كارهاي تكاملي زمينه‌سازِ تنوع متابوليت‌هاي ثانويه، تحليل مقايسه‌اي اين‌سيليكو ژن‌هاي افتراقي بين سه گونه براسيكا انجام شد. بعد از هم‌گذاري توالي اوليه EST كتابخانه‌ها با استفاده از نرم‌افزار EGassembler، كانتيگ‌ها به‌وسيله جستجوگر بلاست X توسط نرم‌افزار CLC Protein Workbench در مقابل پروتئين‌هاي غير تكراري بانك ژن واكاوي شدند. نرم‌افزار IDEG6 و آماره Audic-Claverie براي تعيين بيان افتراقي ژن‌ها استفاده شد. براي شناسايي ارتولوگ‌ها و پارالوگ‌ها، از تارنماي Ensembl Plants استفاده شد و هم رديفي دو به دو براي هر جفت پروتئين توسط CLUSTALW انجام شد. كشف موتيف DNA يك گام اوليه در بسياري از سيستم‌ها براي مطالعه عملكرد ژن است، بنابراين وب سايت MEME و وب ابزار STAMP براي كاوش موتيف اتصال به DNA و تعيين شباهت توالي‌هاي موتيف پارالوگ‌ها استفاده شد. نتايج، تفاوت معني‌داري را بين 18 ژن درگروه‌هاي كاركردي متابوليسم ثانويه و تنظيم رونويسي نشان داد. اكثر ژن‌هاي دخيل در تنوع گلوكوزينولات‌ها در B. napus داراي ژن‌هاي ارتولوگ در گونه‌هاي اجدادي و آرابيدوپسيس بودند كه طي فرايندهاي تكاملي واگرا شده‌اند. درحالي‌كه بيشتر ژن‌هاي تنظيم رونويسي شامل MYB28 و bHLH داراي ژن‌هاي پارالوگ بودند كه در درون گونه B. napus و در نتيجه تكثير و جهش، به دنبال تغييرات حاصل از آلو پلي‌پلوئيدي تغيير عملكرد يافته‌اند. ژنوم اجداد B. napus، منابع ارزشمندي براي تحليل اين‌سيليكو در درك پيامدهاي ژنتيكي پلي‌پلوئيدي، تكامل و اصلاح B. napus فراهم مي‌كند.

Brassica napus field plant, as an important oilseed, has undergone extensive genome reconstruction after interspecies hybridization of its ancestors. To elucidate the evolutionary mechanisms underlying the diversity of secondary metabolites, insilico comparative analysis of different genes between three Brasica species was performed. After assembling the preliminary EST sequence of libraries using EGassembler software, the contigs were analyzed by X-blast using CLC Protein Workbench software against non-redundant proteins databank. IDEG6 software and Audic-Claverie statistics were used to determine the differential expression of genes. To identify orthologs and paralogs, the Ensembl Plants website and CLUSTALW were used for a pairwise alignment for each pair of proteins. The discovery of the DNA motif is a first step in many systems to study gene function, so the MEME website and STAMP webtool were used to explore the DNA binding motif and determine the similarity of the motif sequences of the paralogs. The results showed a significant difference between 18 genes in the functional groups of secondary metabolism and transcriptional regulation. Most of the genes involved in the glucosinolate diversity in B. napus have ortholog genes in the ancestral species and Arabidopsis, which have diverged during evolutionary processes. While most transcriptional regulatory genes, including MYB28 and bHLH, have paralog genes that have been functionally altered within B. napus as a result of duplication and mutation following changes in allopolyploidy. The ancestral genome of B. napus provides valuable resources for insilico analysis in understanding the genetic consequences of polyploidy, evolution and breeding of B. napus.