آناليز بيوانفورماتيكي فاكتور رونويسي MADS-box در گياه Brachypodium distachyon

Bioinformatics analysis of MADS-box in Brachypodium distachyon

آغاز گلدهي فاكتور مهمي است كه عملكرد گياه را تحت تأثير قرار مي‌دهد. عوامل محيطي تأثير معني‌داري بر مرحله گلدهي مي‌گذارند. آناليز بيوانفورماتيك فاكتور رونويسي MADS-box كه به عنوان اجزاي مهم در تشكيل گلدهي انجام گرفت. بركپوديوم گياه مدل جديدي است كه براي درك بهتر مكانيسم‌هاي ژنتيكي، سلولي و بيولوژي مولكولي گياهان مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در اين مطالعه 43 توالي ژن‌هاي MADS-box بركپوديوم با استفاده از روابط فيلوژني، موتيف‌هاي محافظت‌شده، نقشه كروموزومي، آناليز جايگاه اتصال فاكتور رونويسي و تركيبات آمينواسيدهاي آناليز شدند. هدف از اين مطالعه شناخت بهتر مكانيسم‌هاي مولكولي مرتبط با گلدهي مي‌باشد. در اين مطالعه، نتايج نشان داد كه ژن‌هايMADS-box بر روي تمامي كروموزوم‌هاي بركپوديوم پراكنده هستند، درحالي‌كه كلاسترهاي ژني بر روي تمامي كروموزم‌ها به جز كروموزم شماره پنج قرار داشتند. آناليز تركيبات آمينواسيدي نشان داد كه لوسين، سرين و گلوتامات بالاترين مقدار و پايين‌ترين ميزان مربوط به تريپتوفان بود كه باعث القاي گلدهي مي‌شود. براساس آناليز فيلوژني ژن‌ها به 4 گروه تقسيم بندي شدند. تست تاجيما وجود انتخاب متعادل را در توالي MADS-box پيش‌بيني مي‌كند و درنتيجه، پلي‌مورفيسم در توالي‌ها حفظ مي‌شود. در نتيجه مي‌توان گفت كه تنوع كل در ژن‌هاي MADS-box بالا بوده‌است. در مجموع، نتايج ما اطلاعات مفيدي براي بررسي ژن‌هاي درگير در پاسخ به گلدهي فراهم نموده و شناخت مكانيسم مولكولي و روابط بين ژني در مسير گلدهي را تسهيل ساخته‌است.

Flower initiation is an important factor influencing plant yield. Environmental factors significantly affect flowering initiation. Bioinformatic analysis was performed on MADS-box transcription factors which are considered as important components in the flower formation. Brachpodium is a new experimental model which used to understand the genetic, cellular mechanism and molecular biology of plants. In this study, 43 sequences of Brachypodium MADS-box genes were analyzed using phylogeny relationships, conserved motifs, chromosomal location, detection of transcription factor binding sites, and amino acid composition. The aim of this study was to better identify molecular mechanisms related to flowering. In this study, results showed that MADS-box genes distribute on all Brachypodium chromosomes, while gene clusters were located on all chromosomes except chromosome five. Analysis of the amino acid composition revealed that lucine, serine, and glutamate, with the highest amount, and tryptophan, with the least amount, elicit appreciable flowering. Based on the phylogeny analysis the genes were divided to four clusters. Tajima test indicated the presence of balancing selection in MADS-box sequences and as a result polymorphism is conserved in the sequences. Thus, the total diversity in MADS-box genes were high. Overall, our results provided useful information for the survey of flowering response genes, thereby detection of molecular mechanism and intergenic relationships facilitate flowering pathway.