بررسی سینتنی بلوک های ژنی pizh و pigm عامل مقاومت به بیماری بلاست برنج در ۱۱ گونه مختلف Oryza و سه گونه خویشاوند

مقدمهگیاه برنج یکی از اصلی ترین گیاهان زراعی دنیا محسوب می شود به طوری که قوت میلیون ها نفر در سراسر جهان را تامین می نماید. بلاست به عنوان یکی از بیماری های مهم برنج، هر ساله خسارت شدیدی به بسیاری از مزارع برنج در سراسر دنیا وارد می آورد. این بیماری توسط قارچ Magnaporthe oryzae ایجاد می شود که بافت های گیاه را آلوده کرده و باعث کاهش قابل توجه عملکرد می شود. جنس Oryza جز خانواده ی Poacea است که دارای ۲۴ گونه مختلف می باشد. گونه ها در این جنس از لحاظ ژنوم به دو دسته ی دیپلوئید و تتراپلوئید تقسیم می‎شوند. وجود سینتنی بین ژن های عامل ایجاد مقاومت در سایر گونه ها راهکار بسیار مناسبی برای شناسایی ژن های مقاومت محسوب می شود. در این پروژه وجود سینتنی در خوشه های ژنی pizh و pigm که در مقاومت به بیماری بلاست برنج نقش دارند در برنج با ۱۱ گونه مختلف Oryza و سه گونه خویشاوند آن بررسی شده است. مواد و روش‎هادر این پروژه توالی ژنوم ۱۴ گونه جنس Oryza از بانک اطلاعاتی NCBI دریافت شد و در ادامه توالی خوشه های ژنی عامل ایجاد مقاومت به بلاست در تمام ۱۴ گونه مطالعه به منظور شناسایی توالی های مشابه با برنج با استفاده از ابزار BLASTN شناسایی شدند، به این‎صورت که در این جست‎وجو توالی‎های تقاضا ژن های مربوط به خوشه های ژنی pigm و pizh گیاه برنج و پایگاه برای شناسایی ژن های مشابه، توالی ژن ها در ۱۴ گونه مورد مطالعه بود. توالی‎های رمزکننده گونه‎های مختلف جنس Oryza نیز از پایگاه NCBI دریافت شدند. به منظور نقشه‎یابی ژن های مربوط به هر گونه با ژنوم همان گونه از نرم افزار Gmap استفاده گردید. سپس همه ژن‎ها در همه گونه‎ها با یکدیگر با استفاده از ابزار BLASTN همردیف شدند که بتوان میزان تشابه آنها در همه گونه‎ها را بررسی کرد. در مرحله آخر نیز با استفاده از نرم افزار MCScanX بلوک های ژنی دارای سینتنی مشخص شدند.نتایجنتایج بررسی سینتنی ژن های عامل مقاومت به بلاست در ۱۴ گونه مورد مطالعه نشان داد که در پنج گونه ی O. meridionalis، O.sativa indica، O. glumipatula، O. barthiiوO. glaberrima سینتنی مشاهده می شود و در سایر گونه ی از جمله O. sativa japonica در مورد این خوشه های ژنی مقاومت به بلاست سینتنی مشاهده نشد. نتایج تجزیه سینتنی نشان داد که خوشه های ژنی مورد مطالعه که روی کروموزوم های ۶ و ۹ برنج قرار داشتند در تعدادی از گونه های مورد مطالعه نیز روی همین کروموزوم ها و به صورت خوشه ای قرار دارند. باتوجه به نتایج بدست آمده وجود سینتنی بین برنج و گونه ها ی O. meridionalis، O.sativa indica، O. glumipatula، O. barthii وO. glaberrima برای خوشه های ژنی حامل ژن های مقاومت مورد بررسی در این پژوهش اثبات شد. اما سینتنی برای ۵ گونه دیگر برنج و سه خویشاوند وحشی مورد مطالعه در این خصوص مشاهده نشد.نتیجه‎گیریوجود سینتنی در ژ نهای مربوط به خوشه های ژنی عامل ایجاد مقاومت به بلاست در پنج گونه جنس Oryza نشان می دهد که می توان از گونه های مذکور برای شناسایی ژن های مقاومت به عنوان خزانه های ژنی مطلوب بهره‎برداری کرد.

کلیدواژه ها:

بیوانفورماتیک ، تکامل ژن ، خوشه های ژنی ، MCScanX