Skip to main content
SUPERVISOR
Badraldinebrahim Seyed tabatabaei,Majid Talebi,Nematola Etemadi shalamzari
بدرالدین ابراهیم سیدطباطبایی (استاد راهنما) مجید طالبی (استاد راهنما) نعمت اله اعتمادی شلمزاری (استاد مشاور)
 
STUDENT
Maryam Dousti
مریم دوستی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Identification and Sequencing of Linalool Synthase and Eugenol Synthase Genes in Rosa hybrida and R. damascena
Rose is one of the most aromatic and ornamental plant crops worldwide and due to aromatic compounds have many uses in the food, pharmacy, cosmetics and perfume industry. Rose scent are composed of more than 500 different compounds that belong to three groups, terpenoids, phenylpropanoids and fatty acid derivatives. Studies of differences in gene expression between scented and non-scented roses have led to the identi?cation of several genes encoding enzymes involved in the biosynthesis of scent volatiles. Rose essential oil is one of the valuable oils and its production process is time consuming, complicated and less efficient. Therefore, identification and detection of genes involved in the synthesis of aromatic compounds is necessary to improve the quality and increase oil production in Rose genus. In this research three genes involved in the biosynthetic pathway of aromatic compounds including two terpenoid genes, linalool synthase ( lis ) and germacrene synthase ( gds ), and phenylpropanoid gene, eugenol synthase ( egs ) were investigated. Firstly, multiple alignment of DNA and protein sequences of these genes were performed in different plant families. Specific primers were designed based on conserved sequences of the genes and amplified in three Rosa species, R. hybrida , R. damascena and R. canina, using PCR. Two lis primer pairs amplified 450 and 1000 bp fragments and two egs primer pairs amplified 1100 and 1200 bp fragmens in the species. Two gds primer pairs amplified 2000 and 2300 bp fragments in R. hybrida and R. damascen a . BLAST search of nocleotide and protein sequences of the genes in NCBI database and multiple sequence alignments confirmed the sequence of the genes. The mean of paiwise distance based on K2P and P-distance models and genetic diversity based on transition and transvertion among the species and other plant families were calculated. Pairwise distance based on K2P model for lis and egs genes indicated the close relationships of two species, R. damascena and R. canina , and R. hybrida was more diverse than R. damascena and R. canina . R. hybrida is a modern rose and possibly generated by crossing between species of the old and mutation, crossing over and selection among modern roses that might change it?s? genome composition, therefore more diversity is expected with old and wild rose speciese. Average K2P and P-distance models for lis (0.085), egs (0.051) and gds (0.317) genes and genetic diversity based on transition and transvertion ( lis = 1.97, egs = 1.27, gds = 10.15) showed the most variation is related to gds gene and genera of the Rosaceae family are more conserved for egs than other genes. The clustere analysis based on Maximum parsimony coefficient for three genes grouped the genus of Rosaceae family. The results of lis and egs genes phylogeny confirmed the previous Rosaceae chloroplast gene phylogeny which indicated the concordance of this phylogenetical analysis and this is indicated the similarity of different genera in rosaceae family based on lis and egs genes. Keywords: Rose, Aromatic compound, lis , egs , gds
رز از مهمترین گیاهان زینتی و معطر دنیا محسوب می‌شود و به دلیل دارا بودن ترکیبات معطر؛کاربردهای فراوان در صنایع غذایی، داروسازی، آرایشی بهداشتی و عطرسازی دارد. عطر گل رز متشکل از بیش از 500 ترکیب مختلف است که متعلق به سه گروه ترپنوئیدها، فنیل پروپانوئیدها و مشتقات اسید چرب می‌باشند. مطالعه تفاوت ژن‌های بیان شده در رز‌های معطر و غیر معطر منجر به شناسایی چندین ژن کد کننده آنزیم‌های دخیل در سنتز مواد معطر فرار شد. اسانس رز از ارزشمندترین اسانس‌ها می‌باشد و فرآیند تولیدآن طولانی، پیچیده وکم بازده است. بنابراین شناسایی و ردیابی ژن‌های دخیل در سنتز ترکیبات معطر جهت بهبود کیفیت اسانس و افزایش تولید آن در جنس رز ضروری بنظر می‌رسد. به همین منظور در این پژوهش سه ژن دخیل در مسیر سنتز ترکیبات معطر شامل دو ژن لینالول سینتاز ( lis ) و جرماکرین دی سینتاز ( gd s ) متعلق به گروه ترپنوئیدها و ژن اوژنول سینتاز( eg s ) متعلق به گروه فنیل پروپانوئیدها مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه ابتدا همردیف سازی توالی‌های پروتئینی و توالی نوکلئوتیدی متناظر با آن‌ها مربوط به سه ژن مذکور در خانواده‌های مختلف گیاهی صورت گرفت و بر اساس نواحی با بیشترین شباهت آغازگرهای اختصاصی طراحی شد و تکثیر آن ها در سه گونه Rosa hybrida ، R. canina و R. damascena بررسی گردید. آغازگرهای مربوط به ژن lis قطعاتی با طول تقریبی 450 و 1000 جفت نوکلئوتید و آغازگرهای مربوط به ژن egs نیز قطعاتی با طول 1100 و 1200 در سه گونه مذکور تکثیر کردند. تکثیر قطعات 2300 و 2000 جفت نوکلئوتیدی نیز در دو گونه R. hybrida و R. damascena با استفاده از آغازگرهای اختصاصی ژن gds انجام گرفت. نتایج حاصل از جستجو با ابزار BLAST در پایگاه اطلاعاتی NCBI و همچنین همردیف سازی چند تایی برای توالی نوکلئوتیدی و آمینواسیدی مربوط به ژن‌های lis ، egs و gds با توالی‌های همتای خود در سایر گیاهان موجود در پایگاه اطلاعاتی NCBI برای توالی‌های بدست آمده، صحت توالی‌های مذکور را تأیید نمود. بررسی تنوع از طریق محاسبه میانگین Pairwise distance بر مبنای مدل K2P و P-distance و همچنین درصد تنوع بر مبنای جایگزینی همجنس و ناهمجنس بین گونه‌های مورد مطالعه و دیگر خانواده‌های گیاهی برای سه ژن مذکور صورت گرفت. محاسبه Pairwise distance بر اساس مدل K2P برای دو ژن lis و egs نشان داد که دو گونه R. damascena و R. canina فاصله کمتری با یکدیگر دارند و R. hybrida دارای تنوع بیشتری با دو گونه دیگر است. با توجه به اینکه که رز هیبرید از رزهای مدرن محسوب می‌شود و در اثر تلاقی بین گونه‌های قدیمی و وقوع جهش، کراسینگ‌اور و گزینش، بیشتر دستخوش تغییرات بوده، بنابراین تنوع بیشتری را با رزهای قدیمی و وحشی نشان می‌دهد. داده ‌های حاصل از محاسبه میانگین کل بر مبنای مدل k2P و P-distance برای ژن‌های lis (085/0)، egs (051/0) ) gds 317/0) و در صد تنوع بر اساس جایگزینی هم جنس و ناهمجنس (97/1 = lis ، 28/1 = egs و 15/10 = gds ) نشان داد که بیشترین تنوع مربوط به ژن gds می‌باشد و جنس‌های خانواده Rosaceae از نظر ژن egs حفاظت شدگی بیشتری دارند. طبق خوشه بندی حاصل از ترسیم نمودار فیلوژنی بر اساس ضریب Maximum parsimony برای هرسه ژن مذکور جنس‌های خانواده Rosaceae در کنار یکدیگر گروه بندی شدند و نتایج حاصل از گروه‌بندی برای ژن‌های lis و egs با نتایج حاصل از گروه بندی جنس‌های خانواده ‌ Rosaceaeبر اساس ژن‌های کلروپلاستی همسو بود و این نشان دهنده شباهت بیشتر جنس‌های خانواده گل سرخیان از نظرژن‌های lis و egs می‌باشد . کلمات کلیدی : رز، ترکیبات معطر، lis ، egs ، gds

ارتقاء امنیت وب با وف بومی