بررسی بیوانفورماتیکی خانواده ی ژنی عوامل رونویسی wrky در گندم

تنش های زیستی و غیرزیستی مهمترین عوامل محدودکننده عملکرد گیاهان زراعی مانند گندم می باشند. خانواده ی ژنی wrky رمزکننده گروه بزرگی از عوامل رونویسی هستند که در تنظیم ژن های پاسخ دهنده به تنش های زیستی و غیرزیستی دخیل می باشند. بنابراین شناسایی و مطالعه ی این خانواده ی ژنی گامی موثر در راستای یافتن راهکارهایی هدفمند برای تحمل گیاهان به تنش ها خواهد بود. در پژوهش حاضر، اطلاعات مربوط به اعضای خانواده ی wrky گندم از پایگاه های اطلاعاتی مرتبط مانند planttfdb، gramineatfdb، graingenes و embl جمع آوری شد. برای یافتن اعضای جدید، توالی های حفظ شده خانواده ی wrky برنج در داده های پایگاه ncbi (اعم از nr، estو htgs) به وسیله ابزارtblastn جستجو شدند. هم پوشانی estها در پایگاه اطلاعاتیtigr (est annotator) بدست آمد. توالی هایی مثل est و cdna (فاقد پروتئین) توسط نرم-افزارهای dnastar، ncbi orf finder ترجمه شدند. ساختار پروتئینی این خانواده از طریق پایگاه اطلاعاتی pdb و منابع علمی بررسی شد. همردیفی و آنالیز فیلوژنتیکی با استفاده از نرم افزار های mega4 و bioedit انجام گردید. الگوی بیانی این خانواده ی ژنی با استفاده از داده های ریزآرایه و est در پایگاه های plexdb، genevestgator، ddd ncbi و tigr بررسی شد. هستی شناسی و عملکرد ژن های wrky در پایگاه agrigo مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده، 95 عضو از خانواده ی ژنی wrky در گندم یافت شد. برای 76 عضو پیدا شده ساختار حفظ شده خانواده wrky به طورکامل وجود داشت و برای دیگر اعضاء، توالی کامل پروتئین پیدا نشد. ویژگی خاص پروتئین های این خانواده وجود پهنه wrky با حدود 60 اسید آمینه است که شامل توالی حفاظت شده ی wrkygqk در انتهای آمین و ساختار انگشت مانند روی در انتهای کربوکسیل (با توالی حفاظت شده cx7cx23hxc و یا cx4–5cx22–23hxh) می باشد که برای ایجاد ساختار فضایی ویژه این خانواده و اتصال بهdna ضروری می باشند. عوامل رونویسی wrky در گندم همانند سایر گیاهان بر مبنای تعداد پهنه های wrky و ساختار انگشت روی آنها در سه گروه قرار گرفتندکه شامل 16 عضو از گروه i، 38 عضو از گروه ii و 22 عضو از گروه iii بود. در گروه ii به ترتیب 6، 13، 11، 6 و 2 عضو در زیرگروه های iia، iib، iic، iid و iie قرار گرفتند. زیرگروه های iiia و iiib در گروه iii نیز به ترتیب دارای 10 و 12 عضو بودند. بررسی دقیق مناطق حفاظت شده و آنالیز فیلوژنتیکی موید نظریه_های موجود بود مبنی بر این که گروه i (دارای دو پهنه wrky) قدمت بیشتری نسبت به دیگر گروه ها دارد و گروه ii این خانواده با از دست دادن پهنه wrky انتهای آمینی گروه i (و حفظ پهنه wrky انتهای کربوکسیل آن) ایجاد و در طی تکامل گسترش پیدا کرده اند و گروه iii بعد از گروه های i و ii در پاسخ به تنش ها و در راستای سازگاری بیشتر گیاه با شرایط تنشی بوجود آمده اند. همچنین در میان زیرگروه های ii، iib قرابت ژنتیکی نزدیک تری نسبت به گروه i دارد بنابراین احتمالاً این زیرگروه اولین زیرگروه بعد از تکامل گروه i می باشد در حالی که شباهت زیرگروه iia به گروه iii بیشتر است و احتمالاً این زیرگروه بعد از زیرگروه های دیگر گروه ii بوجود آمده است. 7 عضو از این خانواده، با توجه به بیان افتراقی آنها در پاسخ به تنش خشکی در ارقام حساس و متحمل گندم، به عنوان ژن های کاندید در تحمل به خشکی انتخاب شدند که 4 عضو از آنها مربوط به گروه iii می باشند. امید است تنظیم بهینه بیان این ژن ها، موجب افزایش تحمل به تنش و حفظ و پایداری عملکرد در شرایط تنش شود.