شناسایی و بررسی خصوصیات برخی اعضای خانواده ژنی اسنکین در گیاه پیاز (alliumcepa l.)

پپتیدهای ضد میکروبی یکی از مهم‌ترین سدهای دفاعی گیاهان در مقابل طیف وسیعی از پاتوژن‌ها به شمار می‌روند. در این بین، اسنیکین‌ها توجه ویژه‌ای را به خود جلب می‌کنند، زیرا یکی از مهم‌ترین پپتیدهای غنی از سیستئین در میان پپتیدهای ضد میکروبی گیاهی هستند. در مطالعه حاضر، برخی از اعضای خانواده ژنی اسنیکین در گیاه پیاز از طریق روش‌های بیوانفورماتیکی و آزمایشگاهی شناسایی و تعیین خصوصیت شدند. بدین منظور تمام توالی‌های پروتئینی اسنیکین‌های گیاهی از پایگاه ncbi دریافت شدند. توالی مورد توافق اسنکین با هم‌ترازی چندگانه توالی‌های دریافت شده ایجاد شد. سپس توالی مورد توافق اسنکین با استفاده از ابزار tblastn در برابر ترنسکریپتوم گیاه پیاز هم‌ترازی موضعی شد. توالی‌های حاصل از tblastn، سرهم‌بندی شده و برای تعیین چارچوب خوانش باز کامل و پیش‌بینی دمین‌های عملکردی، سیگنال پپتید، محل تجمع سلولی، خصوصیات فیزیکوشیمیایی، فراوانی اسیدهای آمینه و فعالیت ضد میکروبی مورد بررسی قرار گرفتند. با استفاده از واکنش pcr توالی کد کننده کامل اسنیکین‌ها تکثیر شد. در نهایت، وجود هفت ژن اسنیکین با چارچوب‌های خوانش باز با طول متوسط 323 جفت باز در گیاه پیاز تایید شد. تجزیه و تحلیل‌های بیوانفورماتیکی، شباهت بالای ژن‌های اسنیکین پیاز با همولوگ‌های اسنیکن‌ در سایر گونه‌های گیاهی، از نظر توالی نوکلئوتیدی و پروتئینی و همچنین خصوصیات ساختاری را نشان داد. نتایج همچنین نشان داد که تمامی اسنیکین‌های شناسایی شده در گیاه پیاز دارای خاصیت ضد میکروبی بالقوه بودند. با توجه به اثرات ضد میکروبی بالقوه در پپتیدهای شناسایی شده، می‌توان با تولید این پپتیدها در سیستم‌های بیانی مختلف از آن‌ها به عنوان عوامل ضد میکروبی جدید در مقابله با پاتوژن‌های انسانی، دامی و گیاهی استفاده کرد.

Identification and characterization of some snakin gene family members in onion (Allium cepa L.)

Antimicrobial peptides (AMPs) are one of the most important defense barriers of plants against a wide range of pathogens. The snakins attract special attention because they are one of the most important and main cysteinerich peptides among plant antimicrobial peptides. In the present study, some snakin gene family members were identified and characterized from onion (Allium cepa L.) using bioinformatics and experimental methods. All snakin protein sequences were retrieved from NCBI database. The snakin consensus sequence was obtained from alignment of retrieved sequences. Then, the consensus sequence was aligned against the onion transcriptome using tBLASTn tool. The resulting sequences were analyzed to determine the fullORF, and to prediction of functional domains, signal peptides, subcellular localization, physicochemical properties, amino acid frequency and antimicrobial activity. The complete coding sequence of snakin genes were amplified by PCR. Finally, the presence of seven snakin genes, with an average ORF length of 332 bp, were confirmed in onion. The high similarity of the onion snakin genes with homologous snakin genes belonging to other plant species in terms of nucleotide and protein sequences as well as structural was revealed by bioinformatics analysis. The results also showed that all identified onion snakins had the potential antimicrobial activity. Due to the potential antimicrobial activity of identified peptides, by producing these peptides in different expression systems, they can be used as new antimicrobial agents against human, animal and plant pathogens.