بهره‌گیری از یادگیری ماشین در فنوتایپینگ و درک مکانیسم‌های مولکولی مرتبط با تنش‌‏های زیستی و غیر زیستی گیاهان

نویسندگان

1 گروه ژنومیکس، پژوهشکده بیوتکنولوژی شمال غرب و غرب کشور، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تبریز، ایران.

2 گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، ایران

3 گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، ایران.

doi
10.30473/cb.2024.70615.1955
چکیده

پروتئین‌های گروه دهیدرین (Dehydrin: DHN)، گروهی از پروتئین‌های مهم دخیل در پاسخ به تنش‌های غیر زیستی مانند سرما و خشکی در گیاهان هستند. این پروتئین‌ها به گروهی از پروتئین‌های محافظت‌کننده از سایر پروتئین‌ها به نام type II Late embryogenesis abundant تعلق دارند. با توجه به اهمیت پروتئین‌های گروه دهیدرین در گیاهان، در این تحقیق روابط تکاملی این گروه در گیاهان مختلف موردبررسی قرار گرفت. بدین منظور توالی‌های پروتئین‌های دهیدرین گیاهان مختلف از سایت NCBI استخراج و هم‌ردیف گردید. نتایج وجود نواحی حفاظت‌شده ازجمله موتیف K و S که به ترتیب در واکنش با دیگر پروتئین‌های تحت تنش و محافظت از آن‌ها و همچنین انتقال پروتئین‌های گروه دهیدرین از سیتوپلاسم به هسته نقش دارند را در بین ژن‌های مورد بررسی نشان داد. درخت فیلوژنی بر پایه نواحی حفاظت‌شده و با روش Neighbor Joining رسم گردید و توالی خطی و درصد اسیدآمینه‌های موجود در ساختار این پروتئین‌ها به‌همراه توالی مکمل ژنومی آن‌ها نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که پروتئین‌های گروه دهیدرین دولپه‌ای و تک‌لپه‌ای‌ها به دو گروه مجزا تفکیک‌شده و در هر گروه نیز بر اساس نزدیکی و دوری جنس‌های مختلف گیاهی در کلاسترهای مجزا قرار گرفتند. همچنین گیاهان تک و دولپه ازلحاظ توالی خطی اسیدآمینه و درصد آن‌ها هم اختلاف بالایی را نشان دادند. از طرفی، بررسی توالی ژنومی این گیاهان نشان‌دهنده وجود ساختارهای حفاظت‌شده و مشابه بود.