شناسايي و مطالعه كاركردي خانواده ژني ليپواكسيژناز (LOX) در گستره ژنوم برخي از گونه‌هاي بقولات بر پايه روش‌هاي بيوانفورماتيكي

ليپواكسيژنازها (LOX) دي‌اكسيژنازهاي داراي آهن غيرهم بوده و در مسير آپوپتوتيد (مرگ برنامه‌ريزي‌شده سلول)، پاسخ گياهان به تنش‌هاي زيستي و غيرزيستي نقش دارند. در اين مطالعه 95 ژن همولوگ LOX در چهار گونه از خانواده بقولات (نخود، سويا، لوبيا و يونجه يكساله) شناسايي شد كه اين ژن‌ها بر اساس روابط فيلوژنتيكي با آرابيدوپسيس، برنج، ارزن و جو به زيرگروه‌هاي 9 -LOX- 13، LOX تيپ يك و 13- LOX تيپ دو تقسيم مي‌شوند. ژن‌هاي LOX به‌صورت غيريكنواخت بر روي كروموزوم‌ها پخش شده‌اند. آنزيم‌هاي كد شده به‌وسيله اين ژن‌ها در سيتوپلاسم و كلروپلاست فعال هستند. اين ژن‌ها غني از اينترون داراي شش‌تا نه اينترون بوده و داراي ساختار ژني و فاز اينتروني حفاظت‌شده هستند. ژن‌هاي LOX مورد مطالعه داراي داراي دمين‌هاي حفاظت‌شده ليپواكسيژناز و PLAT/LH2 هستند. وجود چندين عنصر تنظيمي سيس پاسخ به هورمون‌ها و تنش‌ها نظير ERE، MYB و MYC در پروموتر ژن‌هاي LOX نشان‌دهنده نقش اين ژن‌ها در نمو گياه و پاسخ آن‌ها به تنش‌هاي محيطي مي‌باشد. افزون بر اين، انواع مولكول‌هاي miRNA شناسايي‌شده بيان پس از رونويسي ژن‌هاي LOX را از طريق برش يا ممانعت از ترجمه تنظيم مي‌كند. آناليز بيان ژن‌ها بر پايه داده‌هاي ترانسكريپتوميكس نشان داد كه الگوي بيان ژن‌هاي LOX سويا در شرايط تنش‌هاي غيرزيستي متفاوت بوده و ژن‌هاي GmLOX4، GmLOX21، GmLOX25، GmLOX5، GmLOX22، GmLOX24، GmLOX14، GmLOX16، GmLOX7 و GmLOX26 بيان بالايي در پاسخ به شوري، خشكي، سرما و گرما دارند كه بر نقش آن‌ها در افزايش تحمل سويا به تنش‌هاي غيرزيستي دلالت دارد. اين مطالعه اطلاعات ارزشمندي را براي درك بهتر كاركردهاي ژن‌هاي LOX و كشفيات بيشتر خانواده ژني LOX بقولات فراهم مي‌كند.