شناسایی ژن‌ها و فاکتورهای رونویسی ‏دخیل در بیوسنتز سزکویی‌ترپن‌لاکتون‌ها ‏در آفتابگردان با استفاده از تحلیل ‏شبکه هم‌بیانی وزندار‌ژن‌ها ‏

نویسندگان

1 گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

2 گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

3 گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشا.ورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

4 گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

doi
10.30473/cb.2025.75726.2016
چکیده

سزکویی‌ترپن‌لاکتون‌ها گروهی از متابولیت‌های ثانویه زیست‌فعال هستند که در مسیر مِوالونات آفتابگردان با دخالت آنزیم‌های بالادستی کلیدی شامل HaGAS1/2، HaGAO1/2، HaCOS و HaG8H سنتز می‌شوند. این ترکیبات، مانند دهیدروکاستوس‌لاکتون، 8-اپی‌زانتاتین و تومنتوسین، نقش‌های زیستی مهمی دارند، اما ژن‌های دقیق دخیل در بیوسنتز آن‌ها به‌طور کامل شناسایی نشده‌اند. در این مطالعه، داده‌های ترنسکریپتومی تحت تیمارهای اتیلن، سالیسیلیک‌اسید، متیل‌جاسمونات و پلی‌اتیلن‌گلیکول تحلیل شد و با استفاده از شبکه هم‌بیانی ژن‌ها چندین ژن کاندید شناسایی گردید، از جمله سنتتازهای احتمالی کاستونولید (LOC110928784، LOC110928786) و ژن‌های دخیل در واکنش‌های کاهش مشابه DBR2 (LOC110893694، LOC110886996). تحلیل پروموتر ژن‌های کلیدی مسیر نشان داد موتیف‌های سیس‌تنظیمی اختصاصی شامل W-box، G-box، GCC-box، bZIP و CBF2/RAA در ژن‌ها توزیع ژن‌اختصاصی دارند. همچنین چندین ژن کاندید مربوط به فاکتورهای رونویسی bZIP و ERF به‌عنوان تنظیم‌کننده‌های احتمالی ژن‌های کلیدی مسیر شناسایی شدند. بیان ژن‌ها با روش qPCR در شش ژن منتخب بررسی شد و نتایج نشان داد ژن‌های بالادستی (HaGAS1، HaGAO1، HaG8H، HaCOS) عمدتاً در برگ‌ها و تریکوم‌های غده‌ای و ژن‌های پایین‌دستی (LOC110928784، LOC110893694) در ریشه‌ها بیان ترجیحی دارند، که نمایانگر تقسیم فضایی بیوسنتز سزکویی‌ترپن‌لاکتون‌ها است. به‌طور کلی، یافته‌ها اجزای جدیدی از مسیر بیوسنتزی سزکویی‌ترپن‌لاکتون‌ها و فاکتورهای تنظیمی آن را آشکار می‌کنند و اهداف ارزشمندی برای مهندسی متابولیک و توسعه رویکردهای نوین کنترل بیولوژیک گل‌جالیز فراهم می‌سازند.