Skip to main content
SUPERVISOR
Aboozar Soorni
ابوذر سورنی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Samira Dehghani khuzani
سمیرا دهقانی خوزانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Identifictain of genes related to terpoenids biosynthesis pathway in Thymus daenensis and T. vulgaris L. by using RNA-Seq
Thymus , a perennial plant in the Lamiaceae family, is one of the most important medicinal herbs due to its essential oil and major monoterpenes components such as Thymol and Carvacrol. The similarities in morphology, growth pattern, and chemical compounds between some species and Thymus , such as Z. multiflora often leads to incorrect identification and use of Thymus . There are many studies investigating and analyzing the essential oil of Thymus species and Z. multiflora in Iran and worldwide. Despite the recent developments, our knowledge about genomic information, transcriptomics, and key genes involved in the biosynthesis of secondary metabolites in Thymus species is very limited. To date, the majority of molecular studies have been focused on phylogenic relationships between different species by using the limited available genetic information. RNA sequencing can facilitate and accelerate the identification of key genes involved in the biosynthesis pathways of secondary metabolites and investigation of the relationship among species. The present study was aimed to investigate the transcriptomes of T. daenensis، T. vulgaris، T. lancifolius، T. persicus، T. pubescens، T. armeniacus و Z. multiflora , to identify key genes in the biosynthesis of monoterpenoids, and study similarities and differences among these species. To this end, total RNAs extracted from vegetative growth were sent to Macrogene, Korea to be sequenced by Illumina HiSeqTM2500 After assembling the reads using various tools, the best outcome/output was selected and transcripts were annotated in databases including KEGG, Uniport, and Terzyme. Then, key genes responsible in the synthesis of terpenoids were identified based on annotation results. In addition, phylogenetic relationships among species was investigated based on the key genes and single copy orthologs. According to the evaluation criteria/index, the best assembly was a product of Trinity tools. Based on the results from the T identification, most of the contigs were Key Words: Sequencing, transcriptom, phylogenetics, single copy orthologies
آویشن گیاهی است چندساله از خانواده Lamiaceae که به علت دارا بودن منبع غنی از اسانس‌ها به‌خصوص مونوترپن هایی از قبیل تیمول وکارواکرول جز یکی از مهم ترین گیاهان دارویی است. شباهت مورفولوژی، الگوی رشدی و ترکیبات شیمیایی برخی از گونه های نزدیک به آویش مانند Z. multiflora ، بسیاری از مواقع باعث شناسایی غلط و عدم استفاده از مواد گیاهی اصل می‌شود. مطالعات متعددی در خصوص بررسی و تجزیه اسانس گونه های آویشن و Zataria در ایران و جهان صورت گرفتـه اسـت. بااین‌حال علی‌رغم پیشرفت های اخیر، دانش ما از اطلاعات ژنومی، ترنسکریپتومی و ژن های کلیدی دخیل در سنتز متابولیت های ثانویه کلیدی این گیاه بسیار محدود است و بیشترین تحقیقات مولکولی بر تعیین روابط فیلوژنتیک بین گونه‌های مختلف با استفاده از اطلاعات اندک ژنتیکی متمرکزشده است. توالی‌یابی RNA می‌تواند شناسایی ژن‌های کلیدی مسیرهای بیوسنتزی متابولیت‌های ثانویه گیاهی و بررسی روابط میان گونه ها را در سطح ترنسکریپتوم تسهیل و تسریع نماید. این مطالعه باهدف بررسی ترنسکریپتوم گونه های T . lancifolius, T. persicus, T. pubescens, T. vulgaris, T. daenensis T. armeniacus, و Z. multiflora به‌منظور شناسایی ژن‌های کلیدی بیوسنتز مونوترپن ها و بررسی تفاوت و تشابه میان گونه ها انجام گرفت. بدین منظور RNA hy;های کل استخراج‌شده از مرحله رویشی جهت توالی یابی با پلت فرمIllumina HiSeq TM 2500 به شرکت ماکروژن کره ارسال گردیدند. پس از سرهم بندی توالی ها با ابزارهای مختلف، بهترین نتیجه انتخاب و مستندسازی ترنسکریپت ها در پایگاه های اطلاعاتی KEGG ، Uniprot و Terzyme انجام شد. در نهایت بر اساس نتایج مستند سازی، ژن های کلیدی مسیر سنتز ترپنوئیدها شناسایی شده و روابط فیلوژنتیکی میان گونه ها بر اساس این ژن های کلیدی و ارتولوگ های تک کپی مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس شاخص های ارزیابی بهترین سرهم بندی محصول ابزار Binpacker بود. بر اساس نتایج حاصل از شناسایی TPSها، بیشترین کانتیگ ها به ترتیب مربوط به ترپن های دسته T و TPSa بود . در این دسته ها، گونه ی Z. multiflora کمترین تعداد کانتیگ را در مقایسه با گونه های آویشن داشت که به ترتیب تولید کننده ی مونوترپن ها و سزکوئی ترپن ها می باشند. جستجوی ساختاری TPSها بر اساس موتیف های محافظت‌شدهDDxxD ، RxR و RRx8W نتایج حاصل از شناسایی کلاس های مختلف را تایید کرد. نتایج حاصل از بررسی روابط فیلوژنتیکی، ارتباط ژنتیکی نزدیک بین T. daenensi و T. vulgaris را نشان داد که می تواند معرف گونه T. daenensi به‌عنوان جایگزینی مناسب برای گونه رسمی و اروپایی T. vulgaris جهت مقاصد مختلف بالأخص کاربردهای دارویی باشد. نتایج این مطالعه نشان می دهد به‌احتمال‌زیاد می‌توان Z. multiflora را به‌عنوان یکی از اجداد تیره Thymus در نظر گرفت که به لحاظ ساختار ژنتیکی به خصوص ژن های کلیدی مسیر بیوسنتز ترپن ها تفاوت قابل توجهی با گونه های جنس آویشن دارد. کلمات کلیدی: توالی‌یابی، ترنسکریپتوم، فیلوژنتیک، ارتولوگ های تک کپی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی