توالی یابی برخی از ژن های دخیل در سنتز آنتی اکسیدان ها و استفاده از آن ها در فیلوژنی جنس های مهم زیرخانوادهanthemideae

چکیده یکی از زیر خانواده های مهم در خانواده asteraceae، زیرخانواده anthemideae می باشد. در این زیرخانواده 5 جنس با اهمیت که شامل بومادران (.achillea sp)، بابونه (matricaria sp.)، مخلصه (tanacetum sp.)، درمنه (artemisia sp. ) و santolina sp. وجود دارند که اغلب به عنوان گیاهان دارویی مهم در پزشکی مطرح می باشند. این گیاهان دارای ترکیبات فعالی از جمله آنتی اکسیدان ها می باشند که آنان را از اثرات مضر گونه های واکنشگر اکسیژنی (ros) حفظ می نمایند. آنتی اکسیدان ها به دو گروه کلی آنزیمی و غیر آنزیمی تقسیم می شوند. به طور کلی آنتی اکسیدان های گیاهی نسبت به آنتی اکسیدان های سنتز شده به صورت شیمیایی عوارض کمتری دارند. از آن جایی که گیاهان دارویی زیرخانواده anthemideae، منبع غنی از آنتی اکسیدان های گیاهی می باشند، شناسایی و ردیابی توالی ژن های آنتی اکسیدان در این زیرخانواده ضروری به نظر می رسد. به همین منظور در این پژوهش، چهار ژن مهم دخیل در سنتز آنتی اکسیدان ها مورد بررسی قرار گرفت. یکی از این ژن ها aox2 کد کننده ی یکی از زیرواحدهای آنزیم alternative oxidase یا aox است و سه ژن دیگر (pal1، pal2 و pal3) مربوط به آنزیم phenylalanin ammonia lyase یا pal می باشند. در این مطالعه، ابتدا براساس همردیف سازی چندتایی توالی های جستجو شده در پایگاه داده های بانک ژن، آغازگرهای اختصاصی طراحی و سپس تکثیر آن ها در 5 جنس مذکور بررسی شد. پس از انجام واکنش pcr مشخص گردید که دو آغازگر مربوط به ژن های aox2 و pal2 نوار موردنظر را به طور واضح تکثیر نمودند اما آغازگرهای مربوط به ژن pal1 و pal3 تکثیر مناسبی در جنس های مدنظر نشان ندادند. آغازگر مربوط به ژن aox2 در تمام جنس های مذکور ناحیه ای به طول تقریبی 300 جفت نوکلئوتید را تکثیر نمود درحالیکه آغازگر مربوط به ژن pal2 ناحیه ای در حدود 700 جفت نوکلئوتید را در جنس های artemisia sp.، chrysanthemum sp. ،matricaria sp. وachillea sp. تکثیر کرد. نتایج حاصل از جستجو با ابزار blast در پایگاه داده های ncbi برای توالی های بدست آمده، صحت توالی های مذکور را تأیید نمود. همردیف سازی چندتایی توالی ژن های aox2 و pal2 با توالی های همتای خود در سایر گیاهان موجود در پایگاه داده های ncbi و نیز بررسی توالی های آمینو اسیدی بدست آمده از توالی های نوکلئوتیدی ژن های مذکور و حضور ناحیه فعال پروتئینی در این توالی ها، تأیید دیگری بر صحت توالی های بدست آمده بود. به منظور بررسی تنوع بین جنس های مهم زیرخانواده anthemideae برای هر کدام از ژن های aox2 و pal2 به صورت جداگانه میانگین کل pairwise distance بر اساس دو مدل k2p، p-diatance و نیز درصد تنوع بر مبنای جایگزینی های همجنس و ناهمجنس محاسبه گردید. به منظور توجیه داده های بدست آمده، میانگین کل pairwise distance و درصد تنوع بر مبنای جایگزینی های همجنس و ناهمجنس بین سایر خانواده های گیاهی نیز محاسبه گردید. نتایج حاصل از آنالیز سایر خانواده های گیاهی با نتایج حاصل از بررسی ژن های aox2و pal2 در زیرخانواده anthemideae همسو بود. همچنین داده های حاصل از محاسبه میانگین کل pairwise-distance بر اساس دو مدل k2p (aox2 = 069/0، pal2 = 177/0)، p-diatance (aox2 = 059/0، pal2 = 156/0) و نیز درصد تنوع بر مبنای جایگزینی های همجنس و ناهمجنس (aox2 = 5/14%، pal2 = 2/30% ) نشان داد که جنس های مذکور از نظر ژن aox2 حفاظت شده تر می باشند در حالیکه از نظر ژن pal2 تنوع بیشتری دارند. نتایج حاصل از بررسی فاصله دوتایی (pairwise-distance) توالی ها برای هرکدام از ژن های aox2 و pal2 نشان داد که جنس های matricaria sp. و achillea sp. نزدیکترین جنس ها به یکدیگر و جنس هایartemisia sp. و chrysanthemum sp. دورترین جنس ها از یکدیگر محسوب می شوند که این داده ها با نتایج بدست آمده توسط ژن کلروپلاستی ndhf همسو است. نتایج حاصل از ترسیم نمودار خوشه ای برای ژن aox2 با استفاده از ضریبmaximum parsimony، با نتایج حاصل از نمودار خوشه ای رسم شده توسط ژن کلروپلاستی ndhf و نشانگر its مطابقت داشت و این به دلیل شباهت بیشتر جنس های مذکور از نظر ژن aox2 می باشد.