تجزیه و تحلیل فیلوژنتیک و روند انتخاب در طی تکامل ژنهای خانواده MADS-box در زعفران Crocus sativus L.

از آنجایی که ارزش اقتصادی کلاله زعفران بسیار بالاست و مهمترین جزء عملکرد آن به حساب میآید، درک تکوین گلهای زعفران و ژنهای موثر در تشکیل آن میتواند راههای افزایش عملکرد را آشکار نماید. بنابراین هدف از بررسی حاضر مطالعه فیلوژنتیک و تکاملی ژنهای box-MADS موثر در تشکیل گل در زعفران بود. برای همه کلاسهای مختلف ژنی box-MADS در زعفران جستجو صورت گرفت و با استفاده از ابزار BLAST در بانک اطلاعاتی ژنوم (NCBI (توالی نوکلیوتیدی ژنهای box-MADS در آرابیدوپسیس، گل میمونی، برنج به عنوان مدل گیاهان تک لپه و مارچوبه بدست امدند. محاسبه درصد جایگزینی نوکلیوتیدها با استفاده از روش حداکثر درستنمایی و تکامل مولکولی و ترسیم درخت فیلوژنتیک به وسیله روش joining- neighbor صورت گرفت. به طور کلی 21 توالی برای زعفران پیدا شد که مربوط به کلاسهای مختلف بوده و به طور کلی 68 توالی حاصل شد. نتایج مطالعات بیوانفورماتیک نشان داد که ژنهای خانواده box-MADS دارای نسخههای متعددی بوده که بیان ژنهای خاص مسیول صفات مختلف را کنترل میکنند. درصد جایگزینی بازهای پیریمیدینی از میزان جایگزینی بازهای پورینی بیشتر میباشد. از طرفی نسبت dN/dS برای ژنهای خانواده box-MADS در زعفران، گل میمونی، مارچوبه و برنج به ترتیب برابر 191/1 ،039/1 ،134/1 و 005/1 به دست امدند. این مقادیر حاکی از وجود انتخاب مثبت در طی تکامل این ژنها میباشد. انتخاب مثبت علاوه بر تثبیت عملکرد واریتههای قبلی سبب پیشرفت در جهت به وجود آمدن واریتههای جدید میشود. بنابراین واریتههای جدید میتوانند سبب بوجود آمدن پروتیینهای عملکردی و گسترش دامنه فعالیت ژنهای این خانواده شود. نتایج حاصل از ترسیم درخت فیلوژنتیک نیز نشان داد که پروتیینهای خانواده box-MADS نظر به مسیر تکاملیشان به دو گروه مجزا تقسیم میشوند که ژنهای مربوط به زعفران در دسته اول قرار گرفتهاند.

کلیدواژه ها:

زعفران ، تکامل مولکولی ، انتخاب ، فیلوژنی