شناسایی، توالی‌یابی و تعیین پروتئین استنباطی ژن هم‌ساخت APETALA1 (AP1) درخردل سیاه (Brassica nigra)

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

تاریخ دریافت : 1393/03/03 تاریخ پذیرش : 1393/07/03 تاریخ انتشار : 1394/06/20

کلید واژه: RT-PCR, خردل سیاه, ژن APETALA1, گل‌دهی,

چکیده مقاله :

گذر به ‌گل‌دهی یک تغییر فاز بزرگ در چرخه‌ی زندگی گیاهان است. ژن APETALA1 در پیش‌برد مرحله‌ گذر ونیز تعیین هویت مریستم گل نقش ایفا می‌کند. این پژوهش با هدف طراحی پرایمر، استخراج، شناسایی و تعیین توالی این ژن در گیاه خردل سیاه (Brassica nigra)انجام شد. RNA کل از گل‌های بالغ استخراج و برای ساخت cDNA استفاده گردید. آغازگرهای اختصاصی بر اساس توالی ژن‌های هم‌ساخت AP1 در گیاهان هم خانواده در سایت NCBI طراحی و در واکنش RT-PCR استفاده گردید. محصول این واکنش پس از خالص سازی تعیین توالی‌ شد. نتایج نشان دهنده‌ی تکثیر قطعه‌ی مورد نظر از ژن به طول 618 نوکلئوتید بود که BniAP1 نام‌گذاری شد و در پایگاه NCBI ثبت گردید. مقایسه‌ی توالی پروتئین استنباطی BniAP1 با سایر هم‌ساخت‌های AP1 نشان دهنده‌ی شباهت بین 60 تا 91 درصدی این توالی با توالی‌های مشابه بود و این قطعه دارای 206 آمینواسید است. مطابق با این نتایج می‌توان پیشنهاد داد که BniAP1 نیز به عنوان هومولوگ AP1 در گذر به گل‌دهی نقش دارد و می‌تواند به عنوان ژن تعیین هویت مریستم گل عمل کند.

چکیده انگلیسی:

The transition to flowering is an important step of plant life cycle. APETALA1 geneplays a role in promoting the floral transition and also determining flower meristem identity. This study aimed to conduct primers design, extraction, identification and sequencing of this gene in Brassica nigra. Total RNA was isolated from mature flowers of Brassica nigra and used for first-strand cDNA synthesis. The specific primers were designed based on nucleotide sequence alignment of AP1 homologus genes from other plants and used in RT-PCR. The RT-PCR product were purified and sequenced. The results indicated amplification of 618 nucleotides fragment that named BniAP1 and record in NCBI database. Deduce protein obtained from sequenced fragment of AP1 consists of 206 amino acids. Comparison of the deduce protein sequence with AP1 homologous proteins from other species showed 60% to 91% identity. According to these results, BniAP1 may play a similar role as AP1 in transition to floweringand could act as a flower meristem identity gene in Brassica nigra.

منابع و مأخذ:

[1]     زرگری، ع، (1370)؛ گیاهان دارویی، انتشاراتدانشگاه تهران، جلد اول. موسسه انتشارات و چاپ دانشگاه تهران.

[2]     مظفریان، و.ا. (1379)؛ رده‌بندی گیاهان، موسسه انتشارات امیر کبیر تهران، کتاب دوم. ص 151.

[3]   Abd-Elsalam KA (2003), Bioinformatic tools and guideline for PCR primer desing, African Journal of Biotechnology,.

[4]   Amasino R (2010), Seasonal and developmental timing of flowering. The Plant Journal 61(6): 1001-1013.

[5]   Benlloch R, Berbel A, Serrano-Mislata A, Madueño F (2007), Floral initiation and inflorescence architecture: a comparative view. Ann. Bot. 100(3): 659-676.

[6]   Cho S, Jang S, Chae S, Chung KM, Moon Y-H, An G, et al. (1999), Analysis of the C-terminal region of Arabidopsis thaliana APETALA1 asa transcription activation domain. Plant Mol. Biol. 40(3): 419-429.

[7]   Dieffenbach CW, Lowe, T.M. and Dveksler, G.S. (1993), General concepts for PCR primer design. PCR Methods and Applications. 3: S30-37.

[8]   8. Glover BJ (2007). Understanding flowers and flowering: an integrated approach. edn, vol. 277. Oxford University Press Oxford.

[9]   Grigo A, Lappe M (1998), Interaction of stereo vision and optic flow processing revealed by an illusory stimulus. Vision Res.

38(2): 281-290.

[10] Gustafson-Brown C, Savidge B, Yanofsky MF (1994), Regulation of the Arabidopsis floral homeotic gene APETALA1. Cell 76(1): 131-143.

[11] Lawton-Rauh AL, Buckler E, Purugganan MD (1999), Patterns of molecular evolution among paralogous floral homeotic genes. Mol. Biol. Evol. 16(8): 1037-1045.

[12] Lowman A, Purugganan M (1999), Duplication of the Brassica oleracea APETALA1floral homeotic gene and the evolution of domesticated cauliflower. J. Hered. 90(5): 514-520.

[13] Mandel MA, Gustafson-Brown C, Savidge B, Yanofsky MF (1992), Molecular characterization of the Arabidopsis floral homeotic gene APETALA1.

[14] Ó'Maoiléidigh DS, Graciet E, Wellmer F (2014), Gene networks controlling Arabidopsis thaliana flower development. New Phytol. 201(1): 16-30.

[15] Pabón‐Mora N, Sharma B, Holappa LD, Kramer EM, Litt A (2013), The Aquilegia FRUITFULL‐like genes play key roles in leaf morphogenesis and inflorescence development. The Plant Journal 74(2): 197-212.

[16] Pelaz S, Gustafson‐Brown C, Kohalmi SE, Crosby WL, Yanofsky MF (2001), APETALA1 and SEPALLATA3 interact to promote flower development. The Plant Journal 26(4): 385-394.

[17] Qu W, Shen, Z., Zhao, D., Yang, Y. and Zhang, C (2009), MFEprimer: multiple factor evaluation of the specificity of PCR primers.

[18] Rajamurugan R, Selvaganabathy N, Kumaravel S, Ramamurthy C, SujathaV, Thirunavukkarasu C (2012), Polyphenol contents and antioxidant activity of Brassica nigra (L.) Koch. leaf extract. Nat. Prod. Res. 26(23): 2208-2210.

[19] Sambrook J, Russell DW, Russell DW (2006). The condensed protocols from molecular cloning: a laboratory manual. edn. Cold Spring Harbor Laboratory Press New York.

[20] Sridhar VV, Surendrarao A, Liu Z (2006), APETALA1 and SEPALLATA3 interactwith SEUSS to mediate transcription repression during flower development. Development 133(16): 3159-3166.

[21] TichtinckyG, Vachon G, Parcy F (2012), LEAFY: a master regulator of flower development. McGraw-Hill Yearbook of Science & Technology136-138.

[22] Wang J, Zhang X, Yan G, Zhou Y, Zhang K (2013), Over-expression of the PaAP1 gene from sweet cherry (Prunus avium L.) causes early flowering in Arabidopsis thaliana. J. Plant Physiol. 170(3): 315-320.

[23] Wellmer F, Riechmann JL (2010), Gene networks controlling the initiation of flower development. Trends Genet. 26(12): 519-527.

[24] DY, Ugozzoli, L., Pal, B.K., Qian, J. and Wallace, R.B (1991), The effect of temperature and oligonucleotide primer length on the specificity and efficiency of amplification by the polymerase chain reaction, DNA and Cell Biology.  10: 233-238.

[25] L, Mathieu J, Schmid M (2009), Just say no: floralrepressors help Arabidopsis bide the time. Curr. Opin. Plant Biol. 12(5): 580-586.

[26] Yung CH, Lin, M.C. and Chuang, L.Y. (2010), Primer Design for the PCR in Methylation Studies Using PSO Lecture Notes in Engineering and Computer Science. 2180: 213-21.