شناسایی snpها در ژن‌های پکتین استراز 1 و پلی گالاکتوروناز گوجه فرنگی

مقدمه و هدف: گوجه فرنگی (solanum lycopersicum l.) یکی از مهم ترین گیاهان زراعی متعلق به خانواده solanaceae می باشد. گوشتی بودن میوه از صفات مهم موثر در کیفیت میوه گوجه فرنگی بوده و توارث کمی دارد. از جمله ژن های دخیل در گوشتی بودن میوه گوجه فرنگی ژن های پکتین استراز 1 (pe1) و پلی گالاکتوروناز (pg) می باشد. با توجه به نقش مهم این ژن ها در کیفیت میوه گوجه فرنگی، شناسایی چندشکلی های تک نوکلئوتیدی (snps) در مناطق کد کننده این ژن ها برای تولید نشانگرهای عملکردی مرتبط با سفتی میوه ضروری می باشد.مواد و روش ها: در این مطالعه 96 ژنوتیپ از 12 جمعیت جمع آوری شده از مناطق مختلف استان آذربایجان غربی (ایران) و ترکیه در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه کشت شد. برای شناسایی snpها در ژن‌های pe1 و pg، آغازگرهای اختصاصی با استفاده از نرم‌افزار fastpcr برای تکثیر قطعاتی از مناطق کدکننده این ژن‌ها در 96 ژنوتیپ گوجه‌فرنگی طراحی شد. برای هضم قطعات تکثیر شده دو ژن از آنزیم های برشی pst1 و trui استفاده شد. با توجه به عدم وجود چندشکلی در الگوهای برشی حاصل از هضم آنزیمی، چهار فرد از جمعیت های مختلف انتخاب و قطعه تکثیری در این افراد خالص سازی و توالی یابی شد. بعد از بازیابی قطعه تکثیری هر ژن، شناساییsnpها با استفاده از همردیفی توالی‌های هر ژن با نرم‌افزار clustal omega انجام گرفت.یافته ها: بر اساس نتایج همردیفی، در ژن pe1 چهار snp شناسایی شد که 75 درصد آنها از نوع همجنس با فراوانی 50 درصد a/g، 25 درصد t/c و 25 درصد جهش ها از نوع نا همجنس c/a بود. در ژن pg شش snp شناسایی شد که 66/7 درصد آنها از نوع همجنس با فراوانی 33/3 درصد a/g، 3/33 درصد t/c و 3/32 درصد جهش ها از نوع نا همجنس با فراوانی 16/16 درصد t/a و 16/16 درصد g/c بود. نتیجه‌گیری: به طور کلی نتایج مطالعه حاضر نشان داد که میانگین تعداد snpها در هر 100 جفت باز از اگزون‌ ژن‌های pe1 و pg به ترتیب 1/22 و 0/41 است. همچنین فراوانیsnp ها در ژن pg کمتر از pe1 بود. تعداد کم snp های مشاهده شده در اگزون های هر دو ژن نشانگر حفاظت شدگی مناطق کد کننده این ژن ها در طول تکامل گوجه فرنگی می باشد. همچنین snp های شناسایی شده در مطالعه حاضر می تواند در برنامه های اصلاحی گوجه فرنگی برای معرفی نشانگرهای عملکردی مرتبط با سفتی میوه مورد استفاده قرار گیرد.

Identification of SNPs in Pectin Esterase 1 (PE1) and Polygalacturonase (PG) Genes of Tomato

Extended Abstract Introduction and Objective: Tomato (Solanum lycopersicum L.) is one of the most important crops belonging to the Solanaceae family. The fruit fleshiness is one of the important traits affecting the quality of tomato fruit which quantitatively inherited. Pectin esterase 1 (PE1) and polygalacturonase (PG) are two important genes involved in fruit fleshiness of tomato. Given the important role of these genes in tomato fruit quality, the identification of single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the coding regions of these genes may be necessary to produce functional markers associated with fruit firmness.Material and Methods: In this study, 96 genotypes from 12 populations collected from different regions of West Azerbaijan Province (Iran) and Turkey were grown in the research greenhouse of the Faculty of Agriculture, Urmia University. To identify SNPs in PE1 and PG genes, specific primers were designed using FastPCR software to amplify fragments of coding regions of these genes in 96 tomato genotypes. Pst1 and TruI enzymes were used to digest the amplified fragments of the two genes. Due to the lack of polymorphisms in the digested patterns of the enzymes used, four individuals from different populations were selected and their amplified fragments were purified and sequenced. After the retrieval of the sequenced fragments, SNPs were identified using multiple alignments of the sequences of the each gene using Clustal Omega. Results: Four SNPs were identified in PE1, of which 75% was transition with a frequency of 50% A/G, 25% T/C, and 25% of the mutations were transversion (C/A). In PG gene, six SNPs were identified, 66.7% of which was transition with a frequency of 33.3% A/G and 33.3% T/C, while 32.3% of mutations was transversion with a frequency of 16.16 16% T/A and 16.16% G/C.Conclusion: In general, the results of the present study showed that the mean number of SNPs per 100 bp of exons of PE1 and PG is 1.22 and 0.41, respectively. Also, the frequency of SNPs in PG gene was less than that of PE1. The low number of SNPs observed in the exons of both genes indicates the conserved status of the coding regions of these genes during tomato evolution. Also, identified SNPs in the current investigation could be used in tomato breeding programs for production of functional markers associated with fruit firmness.