مطالعه بیوانفورماتیکی و بررسی الگوی بیان چند ژن مهم دخیل در سنتز گلیسیریزین شیرین‌بیان (.Glycyrrhiza glabra L) بومی ایران طی دو فصل پاییز و بهار

شیرین‌بیان یکی از گیاهان دارویی با ارزش و در معرض انقراض است. شناسایی و معرفی توده‌هایی که ماده مؤثره گلیسیریزین بیشتری دارند از برنامه های اصلاحی مهم است. روش­‌های ژنومیکس کارکردی مانند تجزیه و تحلیل توالی­های EST، امکان شناسایی خانواده‌­های ژنی حفاظت شده بین گونه­‌های مورد مطالعه و بررسی بیان ژن و تفسیر ژنوم را فراهم آورده است. در این پژوهش به منظور شناسایی جنبه‌­های مولکولی و تحلیل کارکردی ژنوم و شبکه ژنی دخیل در سنتز گلیسیریزین، 55960 توالی EST مربوط به دو گونه مختلف این گیاه و همچنین توالی­‌های پروتئینی مورد تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیکی قرار گرفتند. همچنین جهت اعتبار سنجی نتایج، تغییرات بیان نسبی چهار ژن مهم در مسیر بیوسنتز گلیسیریزین شامل اسکوآلن سنتاز(SQS)، بتا- آمرین سنتاز (BAS)، بتا- آمرین 11- اکسیداز (CYP88D6) و UDP- گلوکورونسیل ترانسفراز (UGT) مورد بررسی قرار گرفت. پس از پیرایش و کیفیت­‌سنجی اولیه توالی­ها، 6427 توالی کانتیگ و 30895 سینگل­تون ( 37322یونی‌ژن) ایجاد گردید که در مجموع 26884666جفت­باز ( 7.06درصد) از ژنوم شیرین­‌بیان را پوشش دادند. فعالیت عملکردی ژنومی نشان داد که اکثر ژن­‌ها در فعالیت کاتالیزوری و فرآیند­های سلولی و متابولیکی نقش داشتند و معلوم شد که این ژن­‌ها در درون سلول و اندامک­‌های درون سلولی فعالیت می­کنند. مکان­یابی این دسته از ژن­‌ها نشان داد که ژن­‌های مهم مسیر سنتز گلیسیریزین در شبکه آندوپلاسمی متمرکز شده­‌اند. نتایج اعتبار سنجی با استفاده از qRT-PCR نشان داد که در فصل پاییز و در بافت ریزوم، ژن­های BAS ، CYP88D6، UGT و SQS دارای بیان نسبی بیشتری بودند. نتایج حاصل از این مطالعه ‌‌‌می‌­تواند برای توا‌لی‌­یابی ژنوم، حاشیه‌­نویسی (گروه­‌های کارکردی)، تنوع ژنتیکی و نیز مطالعات عملکرد مولکولی و ژنومیکسی این گیاه ارزشمند باشد.

کلیدواژه ها:

Functional Genome ، Gene Network ، Licorice ، Glycyrrhizin ، qRT-PCR ، ژنوم کارکردی ، شبکه ژنی ، شیرین بیان ، گلیسیریزین ، qRT-PCR