بررسی بیوانفورماتیکی، تعیین توالی و الگوی بیانژن های اسید چرب دساچوراز در ارقام مرغوب و نامرغوب زیتون (oleaeuropaea l.)

زیتون (oleaeuropaeal.)، ششمین گیاه روغنی جهان است.کیفیت بالای روغن زیتون، به تعادل ترکیب اسیدهای چرب و وجود ترکیبات آنتی اکسیدانی آن برمی گردد.سطح غیر اشباع سازی اسیدهای چرب که حاصل عمل آنزیم های اسید چرب دساچوراز(fad) است، ارزش اقتصادی روغن ها را تعیین می کند.از سوی دیگر، میوه زیتون با داشتن دو بافت تجمع کننده روغن یعنی دانه و مزوکارپ، سیستم ویژه ای را برای تنظیمfad هانمایندگی می کند. با این حال،تحقیقات در زمینه تنظیم فضایی-زمانی بیان این ژن ها در زیتون بسیار محدود است. در این پژوهش، به منظور درک سازوکارهای مولکولی عامل تفاوت بین ارقام مرغوب (ماری و کرونیکی) و نامرغوب (شنگه و آربکین) زیتون، میوه ها هر دو هفته یکبار پس از تمام گل، از اردیبهشت تا آذر ماه برداشت شد.ترکیب اسیدهای چرببا دستگاهgc ، میزان روغن با دستگاه nmr و بیان نسبی ژن های oesad ،oepfad2-1، oepfad2-2، oefad6، oefad7 و oefad3با تکنیک real time pcr، در دو بافت روغنی دانه و مزوکارپ و طی مراحل نمو و رسیدگی میوه بررسی شد.نتایج نشان داد که بیان ژن های fad، وابسته به رقم، بافت و مرحله نموی میوه تنظیم می شود. ارقام ماری و شنگه به ترتیب، بالاترین و پایین ترین میزان بیان ژن oesad را نشان دادند که با الگوی تغییرات میزان اولئیک اسید و روغن آنها در بافت مزوکارپ منطبق بود. همچنین، بالاترین میزان بیان ژن oesad در ارقام مورد مطالعه، در مراحل اولیه نمو بافت دانه که بالاترین میزان بیوسنتز روغن اتفاق می افتد، مشاهده گردید. الگوی بیان ژن های اولئات دساچوراز نیز نشان داد که بیان ژن oepfad2-2 انطباق بالایی با تغییر میزان لینولئیک اسید بافت مزوکارپ دارد و به نظر می رسد که oepfad2-2، ژن کلیدی مسئول میزان لینولئیک اسید بافت مزوکارپ میوه زیتون می باشد. همچنین، مطالعات بیانی نشان داد که ژن oepfad2-1 در مراحل اولیه نمو و ژن oepfad2-2 در مراحل نهایی نمو مسئول تعیین میزان لینولئیک اسید روغن دانه زیتون هستند. بررسی بیان ژن های لینولئات دساچوراز نیزنشان داد که آنزیم هایoefad7 و oefad3 در تعیین میزان لینولنیک اسید روغن به ترتیب در بافت های مزوکارپ و دانه نقش دارند. همچنین، تلاش برای شناسایی ژنهای جدید oesad،منجر به جداسازی cdna کامل ژن های oepsad1، oepsad2 و oepsad3 از رقم پیکوال گردید. در ساختمان اولیه آنزیم های oepsad جداسازی شده، پپتید نشانه انتهای آمین و دو موتیف حفاظت شده eexxh و dexxh موسوم به جعبه های هیستیدینی که در واکنش کاتالیتیکی آنزیم های sadنقش دارند،شناسایی شد. در حالی که، آنزیم های oepsad1 و oepsad2 95% یکسانی توالی آمینواسیدی را نسبت به یکدیگر دارا بودند، oepsad3 به ترتیب 78% و 77% یکسانی توالی را باoepsad1 و oepsad2 نشان داد.بررسی مقایسه ای توالی نوکلئوتیدی و آمینواسیدی هر یک از oesadها در دو رقم بومی ماری و شنگه وجود 6 چندشکلی تک نوکلئوتیدی(snp ) بدون تغییر در توالی آمینواسیدی در ژن oesad1، 10 snpبا یک جهش بدمعنی (c به g) که منجر به تبدیل اسید آمینه گلوتامین (caa) در رقم شنگه به اسید گلوتامیک (gaa) در ماری گردیده در ژن oesad2 و نهایتا 3 snp با دو جهش بدمعنی که یکی منجر به تبدیل اسیدآمینه شماره 20 یعنی لوسین در ماری به ایزولوسین در شنگه و دیگری موجب تبدیل اسیدآمینه شماره 285 یعنی آلانین در ماری به والین در شنگه گردیده است، در ژن oesad3 را نشان داد. از سوی دیگر، روند افزایشی و میزان قابل توجه بیان ژن oesad2 طی نمو بافت مزوکارپ دو رقم ماری و شنگه در مقابل بیان پایین ژن هایoesad3و oesad1نشان داد که ژن oesad2، ژن اصلی مسئول تعیین میزان اولئیک اسیدروغن زیتون می باشد.در مجموع، نتایج این مطالعه، بیان وابسته به رقم، بافت و مرحله نموی میوه را برای تمامی ژن های fad بررسی شده نشان داد. همچنین، عامل نسبت بالای اولئیک به لینولئیک (o/l) روغن در رقم ماری نسبت به رقم شنگه، بیان بالای ژن oesad2و بیان پایین ژن oepfad2-2 در رقم ماری می باشد.