آنالیز بیوانفورماتیکی ژنوم کلروپلاستی گونه‌های دیپلوئید G.longicalyx & G.stocksii و مقایسه آن با گونه‌های تتراپلوئید پنبه

محورهای موضوعی : زیست شناسی سلولی تکوینی گیاهی و جانوری ، تکوین و تمایز ، زیست شناسی میکروارگانیسم

فرشید طلعت ¹ , ماهرخ غیبی ²

1 - استادیار، بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی آذربایجان غربی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج
2 - کارشناس ارشد زیست فناوری (بیوتکنولوژی)، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ارومیه، ایران

تاریخ دریافت : 1401/03/01 تاریخ پذیرش : 1401/10/27 تاریخ انتشار : 1401/12/01

کلید واژه: بیوانفورماتیک, آنالیز ساختاری, کلروپلاست پنبه, G.longicalyx, G.stocksii,

چکیده مقاله :

پنبه (Gossypium) شامل 5 گونه تتراپلوئید (2n=4x=52) و بیش از 45 گونه دیپلوئید (2n=2x=26) است. گونه‌های تتراپلوئید پنبه از طریق هیبریدیزاسیون بین یک ژنوم A- و یک گونه ژنوم D- شکل گرفته‌‌اند. آنالیز نقشه‌ های ژنتیکی نشان داد که ژنوم‌های دیپلوئید A- و D- سطح بالائی از همتائی با ژنوم‌های At- و Dt- در پنبه تتراپلوئید دارند. دو گونه دیپلوئید G.stocksii) و (G.longicalyx متعلق به زنومD در گیاه پنبه می‌باشند که نقش بسیار مهمی به عنوان منبع زیستی در برنامه‌های تحقیقاتی و اصلاحی پنبه دارد. این مطالعه به منظور مقایسه توالی ژنوم کلروپلاستی، تعداد نوکلئوتیدها، نواحی بین‌ژنی ، توالیهای تکراری و آنالیز کاربرد کدونی بین دو گونه دیپلوئید G.stocksii) و (G.longicalyx و دو گونه تتراپلوئید پنبه G.hirsutum) و (G. barbadense صورت گرفت. ژنوم کامل کلروپلاست G.longicalyx دارای 160،248 جفت‌ باز است که بلندتر از G.stocksii و کوتاهتر از دو گونه تتراپلوئید بوده، ژنوم کامل کلروپلاست G.stocksii دارای 159،039 جفت‌ باز است که کوتاه‌تر از G.longicalyx و دو گونه تتراپلوئید بوده همچنین در هر دو گونه دو ناحیه تک نسخه‌‌ای توسط دو ناحیه تکرار معکوس جدا شده‌‌اند. ژ‌ن‌های کد شده توسط کلروپلاست G.longicalyx و G.stocksii شامل 79 ژن کدکننده پروتئین، 4 ژن rRNA، 30 ژن tRNA، 113 ژن تک و 20 ژن مضاعف در IR قرار گرفته ‌اند. در دو گونه دیپلوئید مورد بررسی 5 ژن با عملکرد ناشناخته ژن‌های ycf کشف شدند که برای گیاهان ضروری در نظر گرفته شده و در میان گونه‌ ها بسیار محافظت شده هستند.

چکیده انگلیسی:

Cotton (Gossypium spp.) included 5 tetraploid (2n=4x=52) and more than 45 diploid (2n=2x=26) species. Tetraploid species of cotton are formed through hybridization between an A- genome and a D- genome. Genome mapping analyses showed that there is high level of similarity between diploid A- and D- genomes with tetraploid At- and Dt- genomes. G. stocksii and G.longicalyx belong to D genome, which is an important wild bio-source for the cotton breeding and genetic research. Present study was conducted to study and compare the complete chloroplast sequence of two diploid species of cotton (G.stocksii and G.longicalyx) compared with two tetraploid species (G.hirsutum and G.barbadense), analyses of their genome structure, gene content and organization, repeated sequences and codon usage has been carried out. G.longicalyx chloroplast (cp) genome is 160,248 bp in length which longer than G.stocksii and shorter than two tetraploid species. G.stocksii chloroplast (cp) genome is 159,039 bp in length which shorter than G.longicalyx and shorter than two tetraploid species. In both species single copy regions of cp genome is separated by the two inverted repeats. The plastidic genomes of G.stocksii and G.longicalyx comprised of 79 protein coding genes, 4 ribosomal RNA genes and 30 transfer RNA genes, 113 single genes in total and 20 duplicated genes in inverted repeats. In both diploid species 5 ycf genes with unknown function have been identified. These genes considered essential for plants and are highly conserved in plant taxa.