>
Fa   |   Ar   |   En
   جداسازی، همسانه‌سازی، بررسی بیوانفورماتیکی ویژگی‌های پروتئینی و تحلیل بیان ژن دی هیدروبنزوفنانتریدین اکسیداز (Dbox) گیاه دارویی شقایق (Papaveer Somniferum L.)  
   
نویسنده سمیعی کامران ,اسماعیلی احمد ,نظریان فیروزآبادی فرهاد ,سهرابی محسن
منبع توليدات گياهي - 1399 - دوره : 43 - شماره : 1 - صفحه:67 -80
چکیده    گیاه شقایق p. somniferum از مهم‌ترین گیاهان داروئی به شمار رفته و تنها منبع بسیاری از آلکالوئیدهای بنزیل ایزوکوینولینی (bias) محسوب می‌گردد. آلکالوئیدهای بنزیل ایزوکوینولینی گروه بزرگ و پیچیده‌ای از متابولیت‌های ثانویه گیاهی بوده که از خواص داروئی و درمانی قابل توجهی بر خوردار هستند. در مطالعه حاضر (در آزمایشگاه بیوتکنولوژی دانشگاه لرستان در سال 1393- 1395) به منظور جداسازی و همسانه‌سازی ژن dboxژنوتیپ ایرانی گیاه شقایق، ابتدا توالی مورد‌نظر با استفاده از آغازگرهای طراحی‌شده، تکثیر و سپس قطعه تولید‌شده به پلاسمید ptz57r/t منتقل گردید. نتایج توالی‌یابی قطعه 1614 جفت‌بازی را معین نمود که با 100 درصد همسانی با ژن dbox گیاه شقایق شباهت داشت. توالی پروتئینی کد‌شده توسط این ژن مورد تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیکی قرار گرفت و سه دامنه عملکردی fad binding، berberine و fad/fmncontaining dehydrogenase در توالی پروتئینی و وجود یک سیگنال پپتید در انتهای آمینی آن مشخص گردید. همچنین نتایج نشان داد که بیشترین تجمع پروتئین کد‌شده توسط ژن dbox در ناحیه غشای سلولی و پلاسمایی بوده و بیشترین عملکرد این پروتئین در ناحیه خارج سلولی می‌باشد. جهت تجزیه و تحلیل بیان ژن dbox و تعیین الگوی بیانی آن در بافت‌های مختلف گیاهی، تعداد 5 کتابخانه ترنسکریپتومی حاصل از داده‌های rna-seq گیاه شقایق با شماره‌های دسترسی erx651037، erx651023، erx651056، erx651082 و erx651062 از پایگاه sra سایت ncbi دریافت شد. تعداد توالی‌های حاصل از همردیفی بین بافت‌های مختلف با استفاده از آزمون‌های آماری fisher exact test و chisquared 2x2 مقایسه گردید. نتایج تجزیه و تحلیل بیان ژن با استفاده از تکنیک real time rt-pcr و آزمون‌های in silico نشان داد که بیشترین سطح بیان این ژن در ریشه و کمترین آن در ساقه می‌باشد.  
کلیدواژه الگوی بیان ژن، ترنسکریپتوم، توالی یابی، دامنه عملکردی، شقایق
آدرس دانشگاه لرستان, دانشکده کشاورزی, ایران, دانشگاه لرستان, دانشکده کشاورزی, گروه زراعت و اصلاح ‌نباتات, ایران, دانشگاه لرستان, دانشکده کشاورزی, گروه زراعت و اصلاح‌نباتات, ایران, دانشگاه لرستان, دانشکده کشاورزی, ایران
 
   Isolation, Cloning, Bioinformatics Analysis of Protein Properties and Gene Expression Analysis of Dihydrosanguinarine Oxidase (DBOX) from Opium Poppy (Papaveer somniferum L.)  
   
Authors Ismaili Ahmad ,Nazarian Firoz-abadi Farhad ,Samiey Kamran ,Sohrabi Seyed Mohsen
Abstract    Abstract   Background and Objectives Opium poppy (Paoaver somniferum L.) is one of the important medicinal plants considered the only source for several highvalue pharmaceutically BIAs. Benzylisoquinoline alkaloieds (BIAs) are a very large and complex group of plant alkaloids. Today’s various methods of genetic engineering are applied to improve the biosynthetic pathways in medicinal plants. For successful implementation of techniques such as gene silencing and overexpression, it is important to get accurate and complete information about genetic characteristics of related genes in the biosynthesis of secondary metabolites. DBOX is one of the important genes in biosynthesis of sanguinarin and papaverin alkaloids of poppy. According to the cause, the present study was performed on DBOX to explain genetic characteristic and gene expression pattern.   Materials and Methods Specific primers were designed based on databases, and complete sequences of DBOX gene were amplified using DNA and cDNA as a template, and then were cloned in pTZ57R/T plasmid. After sequencing of cloned fragments, CDD, CELLO and ProtParam tools were used to determine ORFs, domains and the location of protein accumulation. Phylogenetic relationship between the gene in this plant with other plants was determined. Finally, the pattern of gene expression in different tissues was assessed using real time RTPCR technique and RNAseq data derived from SRA data bank.   Results Sequencing results showed the 1614bp fragment that has 100% identity with the DBOX gene of P. somniferum. The protein encoded by this gene was analyzed by bioinformatics methods. Three domains including FAD binding, Berberine and FAD/FMNcontaining dehydrogenase in the protein sequence were identified and the existence of an Nterminal signal peptide was also determined in this protein. The results also showed that the highest concentration of protein was present in the plasma membrane and highest function of this protein was in the extracellular. In order to analyze and determine the expression pattern of DBOX gene in different tissues, 5gene libraries of RNAseq data of opium poppy (with ERX651037, ERX651023, ERX651056, ERX651082 and ERX651062 access numbers) derived from NCBISRA were analyzed. The numbers of sequences from the alignment between different tissues were compared using the Fisher exact test and Chisquared 2X2 tests. Results of the gene expression analysis showed that the highest level of gene expression of this gene performed in roots and the lowest level of gene expression occurred in the stems. In addition, results of the realtime RTPCR experiment were similar to in silico tests and the present results demonstrated that DBOX gene transcript levels in root were significantly more than other plant tissues.   Discussion Results showed that DBOX gene is an intron less gene. According to existing domains, this gene is a member of a FADOX gene family. Due to the presence of FAD and berberin like domains in protein sequence of this gene, its key function in biosynthesis of BIA alkaloids was confirmed. Different expression patterns of DBOX gene in root confirmed accumulation of high value sanguinarin alkaloid in this tissue.
Keywords DBOX
 
 

Copyright 2023
Islamic World Science Citation Center
All Rights Reserved