توصيفگر ها :
اسفناج , خانواده ژني , Aux/IAA , موتيف , بيان ژن
چكيده فارسي :
ژن‌هاي آكسين-3- ايندول استيك اسيد، ژن‌هاي اوليه پاسخ‌دهنده به اكسين هستند كه براي انتقال سيگنال اكسين و رشد و نمو گياه ضروري مي¬باشند. با توجه به اهميت اين خانواده ژني و نبود اطلاعات كافي در مورد آن¬ها در گياه اسفناج، پژوهشي به منظور شناسايي و بررسي عملكرد اين خانوده ژني طراحي و اجرا شد. در اين تحقيق با استفاده از مدل پنهان ماركوف، 24 ژن Aux/IAAs در ژنوم اسفناج شناسايي و متعاقباً بررسي و ارزيابي شدند. بررسي موقعيت و پراكنش ژن¬ها نشان داد كه بيشترين تعداد ژن (11 ژن) بر روي كروموزوم شماره 4 وكمترين تعداد ژن (1 ژن) برروي كروموزوم شماره 1 قرارگرفته‌است. در اين راستا نيز يك تجزيه و تحليل جامع از 24 ژن Aux/IAAs با استفاده از پنج دامنه حفاظت شده انجام شد. نتايج نشان داد كه دامنه دو، دامنه غالب در بين ژن‌ها محسوب مي¬شود، لذا مي¬تواند به عنوان شاخصي براي شناسايي اعضاي اين خانواده مورد استفاده قرار گيرد. در اين مطالعه روابط فيلوژنتيك 24 ژن Aux/IAAs اسفناج با 29 ژن در آرابيدوپسيس، 30 ژن دركاهو و 49 ژن در تربچه نيز بررسي‌شد. بر اساس نتايج تجزيه و تحليل فيلوژنتيك، ژن¬هاي درخت مورد نظر در 10 كلاد قرارگرفتند. در هركلاد روابط ارتولوگ و پارالوگ بين ژن‌هاي Aux/IAAs شناسايي شدند و عملكرد ژن‌هاي Aux/IAAs اسفناج و آرابيدوپسيس بر اساس روابط فيلوژنتيكي مقايسه و بررسي شدند. با توجه به نتايج درخت، رابطه ارتولوگي بين برخي ژن‌هاي Aux/IAA در آرابيدوپسيس و اسفناج مشاهده شده است كه در كلاد سوم SpoIAA2 با AtIAA31، در كلاد ششم SpoIAA1 با AtIAA27 ، در كلاد هشتم SpoIAA4 با AtIAA1و در كلاد نهم SpoIAA3 با AtIAA5 ارتولوگ همديگر بودند. آناليز بيان ژن چهار ژن Aux/IAAs با استفاده از واكنش زنجيره‌اي پلي‌مراز كمي در چهار مرحله رشدي دو، چهار، شش و هشت برگي مورد تجزيه و تحليل قرارگرفت. نتايج نشان داد كه سه ژن SpoIAA1، SpoIAA3 و SpoIAA4 در مرحله هشت برگي بيشترين سطح بيان را دارند. نتايج حاصل از اين مطالعه بينش عميقي را در مورد الگوهاي بيان Aux/IAA ارائه مي‌دهد و اطلاعات پايه‌اي براي آشكار كردن عملكرد بيولوژيكي ژن‌هاي Aux/IAAs در اسفناج فراهم مي¬كند.
چكيده انگليسي :
Auxin-3-indole acetic acid genes are primary auxin-responsive genes that are responsible for auxin signal transmission, plant growth and development. Due to the importance of this gene family and lack of sufficient information about them in spinach, a research was designed and implemented to identify and investigate the function of this gene family. In this research, using the hidden markov model, 24 Aux/IAAs genes were identified in the spinach genome and subsequently investigated and evaluated. Examining the location and distribution of genes showed that the highest number of genes (11 genes) is located on chromosome number 4 and the lowest number of genes (1 gene) is located on chromosome number 1. In this regard, a comprehensive analysis of 24 Aux/IAAs genes using five conserved domains was performed. The results showed that domain two is the dominant domain among genes, so it can be used as an indicator to identify the members of this family. In this study, the phylogenetic relationships of 24 Aux/IAAs genes in spinach with 29 genes in Arabidopsis, 30 genes in lettuce and 49 genes in radish were also investigated. Based on the results of phylogenetic analysis, the desired tree was placed in 10 clades, and in each clade, orthologous and paralogous relationships between Aux/IAAs genes were identified, and the functions of Aux/IAAs genes of spinach and Arabidopsis were compared and investigated based on phylogenetic relationships. According to the phylogenetic results, orthologous relationships were observed between some Aux/IAA genes in Arabidopsis and spinach, such as SpoIAA3 with AtIAA31 in the third clade, SpoIAA1 with AtIAA27 in the sixth clade, SpoIAA4 with AtIAA15 in the eighth clade, and in the ninth clade SpoIAA3 with AtIAA5. Besides, gene expression analysis using quantitative polymerase chain reaction was performed for four Aux/IAAs genes in four developmental stages of two, four, six and eight leaves. The results showed that three genes SpoIAA1, SpoIAA3 and SpoIAA4 have the highest expression level in eight-leaf stage. The results of this study provide a deep insight into the expression patterns of Aux/IAAs and provide basic information to further reveal the biological functions of Aux/IAAs genes in spinach.
