تجزیه بیوانفورماتیکی پروتئین‌های حاوی دُمین arid-phd و بررسی بیان ژن آن تحت تنش شوری در گیاه هالوفیت aeluropus littoralis

تنش های غیرزیستی از مهم ترین عوامل محدودکننده عملکرد گیاهان زراعی محسوب می شوند. تحلیل داده های زیستی به واسطه علم بیوانفورماتیک، نقش مهمی در بررسی ژن ها، ارتباطات و نیز پیشگویی کارکرد آن ها در پاسخ به تنش های غیرزیستی دارد. پروتئین های دارای دُمین arid-phd در گیاهان و جانوران شناسایی شده و نقش بسیار مهمی در تنظیم رشد، چرخه سلولی و بیان ژن های اختصاصی هر بافت دارند. در این تحقیق، توالی مربوط به ناحیه محافظت شده دُمین arid در پایگاه های اطلاعاتی مختلف همچون ncbi در برابر توالی های ثبت شده برای گیاهان مختلف جستجو و در نتیجه آن 10 پروتئین گیاهی حاوی دُمین arid-phd یافت شد. گیاهان شامل آرابیدوپسیس، آجیلوپس، براکیپودیوم، سویا، برنج وحشی، برنج ژاپونیکا، ارزن دم روباهی، سورگوم، ذرت و آلوروپوس بود. هم ردیف سازی توالی ها، رسم درخت فیلوژنتیکی، بررسی ویژگی های پروتئینی و الگوی بیان نسبی ژن arid در گیاه شوری زی آلوروپوس انجام گرفت. نتایج نشان داد که علاوه بر شباهت توالی های اسید آمینه، پروتئین ها نیز به دو گروه گیاهان تک لپه و دو لپه تقسیم شدند. بررسی ساختار و ویژگی پروتئین ها بیانگر درجه حفاظت بالای پروتئین در گیاهان مختلف بود. بررسی میزان بیان ژن در گیاه آلوروپوس نشان داد که حداکثر تعداد رونوشت های ژن در اندام هوایی گیاه بوده و این افزایش معنی دار بعد از 6 ساعت از اعمال تنش شوری در حداکثر مقدار بوده و تا 24 ساعت بعد از تنش نیز کاهش معنی داری نشان نداد که بیانگر نقش احتمالی این پروتئین در تحمل گیاه به تنش می باشد. در بافت ریشه گیاه، میزان بیان ژن نسبت به تیمار شاهد کاهش یافت. به طور کلی، این مطالعه اولین گزارش در مورد بررسی ویژگی توالی پروتئینی و تغییرات بیان ژن arid در گیاه هالوفیت آلوروپوس در شرایط تنش بوده و می تواند به عنوان گام ابتدایی در استفاده از این خانواده ژنی به منظور اصلاح و دست ورزی گیاهان در جهت تحمل به تنش های غیرزیستی به ویژه شوری باشد.

In Silico Characterization of Proteins Containing ARID-PHD Domain and Its Expression in Aeluropus littoralis Halophyte

Abiotic stresses are the most important factors that reduce the yield of crops. In this case, Bioinformatics analysis plays an important role to study genes, and their relatedness as well as prediction their function in response to abiotic stresses. Among all domains, ARIDPHD domain has been identified in plants and animals and has a very significant role in growth regulation, cell cycle, and expression of specific genes in each tissue. In this study, we looked for the conserved sequences of the ARID family in various plant species from the NCBI database to evaluate its expression in Aeluropus littoralis. Based on the result, 10 plants that had protein containing the ARIDPHD domain were identified. Then, sequences alignment, designing phylogenetic tree, protein characterization and relative expression assessment of ARID gene in Aeluropus littoralis were done. The results showed that in addition to the similarity of amino acid sequences, proteins were divided into two groups of monocotyledons and dicotyledons plants. Protein characteristics and structure investigation indicated a high degree of conserved sequences in proteins from different plant species. Regarding gene expression analysis, the maximum level of transcripts belongs to this gene expressed in plant aerial tissue after 6 hours of salinity stress and did not show a significant decrease until 24 hours, which probably suggested the probable role of this protein in plant tolerance to various stresses. Also, in the root, the gene expression was not significantly different from control treatment. This study was the first report to investigate protein characteristics and changing in ARID gene expression in halophyte plant (Aeluropus littoralis) under salt stress conditions and could be used as a useful reference to make plants tolerable specifically to salinity in using this gene family to modify plants to tolerate abiotic stresses especially salinity.