اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 20 |
| تعداد شماره‌ها | 360 |
| تعداد مقالات | 2,962 |
| تعداد مشاهده مقاله | 3,779,369 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 2,553,985 |
Bioinformatic analysis of FAE1-A and FAD2-A genes in Camelina sativa | ||
| Iranian Journal of Genetics and Plant Breeding | ||
| دوره 12، شماره 2 - شماره پیاپی 24، دی 2023، صفحه 49-59 اصل مقاله (1.08 M) | ||
| نوع مقاله: Research paper | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.30479/ijgpb.2024.18866.1344 | ||
| نویسندگان | ||
| Hoda Bashiri1؛ Danial Kahrizi* 2؛ Ali Hatef Salmanian3؛ Hassan Rahnema4؛ Pejman Azadi4 | ||
| 1Department of Plant Production Engineering and Genetics, Razi University. Kermanshah, Iran. | ||
| 2Department of Biotechnology, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran. | ||
| 3Department of Agricultural Biotechnology, National Institute of Genetic Engineering and Biotechnology, Tehran, Iran. | ||
| 4Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran. | ||
| تاریخ دریافت: 14 خرداد 1402، تاریخ بازنگری: 30 بهمن 1402، تاریخ پذیرش: 19 اسفند 1402 | ||
| چکیده | ||
| Camelina (Camelina sativa), an oilseed plant in the Brassicaceae family, is recognized as a significant crop both biologically and industrially, with recent attention shifting towards its potential as a biofuel source. The close genetic resemblance between Arabidopsis thaliana and C. sativa has sparked interest among researchers in manipulating oleic acid levels through microRNAs and the gene sequences FAE1-A and FAD2-A. A recent bioinformatics study focused on these genes in camelina revealed that the FAE1-A protein is hydrophobic, while FAD2-A is hydrophilic. Structural analysis indicated GMQE values of 0.88% for FAE1-A and 0.93% for FAD2-A. The FAE1-A protein’s secondary structure comprises 49% helix, 11% beta-sheet, 41% coil, and 9% membrane content with a confidence level of 79.2%. Similarly, the secondary structure of the FAD2-A consists of 43% helix, 12% beta-sheet, 45% coil, and 30% membrane content with a confidence level of 79.8%. Codon preference patterns were explored using the Sequence Manipulation Suite database to understand the relationship between codons and gene performance. Furthermore, analysis of FAE1-A and FAD2-A gene expression showed peak expression levels in developing seeds approximately 20 days after pollination. Further investigation into these structures promises to enhance our understanding of fat biosynthesis, thereby improving oil quality in C. sativa. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| Bioinformatics analysis؛ Camelina sativa؛ Oilseed؛ FAE1-A؛ FAD2-A | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| تحلیل بیوانفورماتیک ژن‌های FAE1-A و FAD2-A در Camelina sativa | ||
| نویسندگان [English] | ||
| هدی بشیری1؛ دانیال کهریزی2؛ علی هاتف سلمانیان3؛ حسن رهنما4؛ پژمان آزادی4 | ||
| 1گروه مهندسی تولیدات گیاهی و ژنتیک، دانشگاه رازی. کرمانشاه، ایران. | ||
| 2گروه بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران. | ||
| 3گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، تهران، ایران. | ||
| 4پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، سازمان آموزش و ترویج تحقیقات کشاورزی، کرج، ایران. | ||
| چکیده [English] | ||
| گیاه کاملینا (Camelina sativa)، یک گیاه دانة روغنی از خانواده Brassicaceae، به‌عنوان یک محصول مهم بیولوژیک و صنعتی شناخته می‌شود که به‌تازگی با عنوان یک منبع سوخت زیستی در نظر گرفته شده است. به دلیل شباهت بسیار زیاد در توالی‌های ژنی بین Arabidopsis thaliana و C. sativa، مهندسی اسید اولئیک از طریق microRNA ها و توالی‌های ژن FAE1-A و FAD2-A، توجه گستردة محققان را به خود جلب کرده است. در مقاله حاضر، یک مطالعه بیوانفورماتیک بر روی ژن‌های FAE1-A و FAD2-A در کاملینا انجام شد. نتایج نشان داد؛ پروتئین FAE1-A آب‌گریز است، در حالی که FAD2-A یک پروتئین آب‌دوست است. ارزیابی ساختارهای سه بعدی پروتئین‌ها تایید کرد که مقادیر GMQE برای ژن‌های FAE1-A و FAD2-A به ترتیب 88/0 و 93/0 درصد بود. ساختار ثانویه پروتئین FAE1-A شامل %49 هلیکس، %11 صفحه بتا، %41 کویل و %9 محتوای غشا، با سطح اطمینان 2/79 درصد بود. همچنین بررسی ساختار ثانویه پروتئین FAD2-A نشان داد که پروتئین دارای 43 درصد هلیکس، 12 درصد صفحه بتا، 45 درصد کویل و 30 درصد محتوای غشایی با سطح اطمینان 8/79 درصد است. ترجیح کدون نیز با استفاده از پایگاه داده Suite Manipulation Sequence مورد بررسی قرار گرفت که رابطة بین کدون‌ها و عملکرد این ژن‌ها را نشان می‌دهد. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل بیان ژن FAE1-A و FAD2-A نشان داد؛ بیشترین میزان بیان در بذرهای در حال رشد، حداکثر 20 روز پس از گرده‌افشانی بود. در نهایت، بررسی دقیق این ساختارها، منجر به آگاهی بیشتر در مورد بیوسنتز چربی‌ها، بهبود کیفیت روغن در C. sativa می‌شود. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| تحلیل بیوانفورماتیک, Camelina sativa, دانه روغنی, FAE1-A, FAD2-A | ||
| مراجع | ||
|
Ghorbani M., Kahrizi D., and Chaghakaboodi Z. (2020). Evaluation of Camelina sativa doubled haploid lines for the response to water-deficit stress. Journal of Medicinal Plants and By-Product, 9(2): 193-199. Soorni J., Kazemitabar S. K., Kahrizi D., Dehestani A., and Bagheri N. (2021). Genetic analysis of freezing tolerance in camelina [Camelina sativa (L.) Crantz] by diallel cross of winter and spring biotypes. Planta, 253: 1-11. Purnamasari M. (2021). Adaptive plant plasticity to light and disease: Perspective from natural variation in Camelina sativa. Ph.D Thesis, The University of Western Australia. Soorni J., Shobbar Z. S., Kahrizi D., Zanetti F., Sadeghi K., Rostampour S., and Mirmazloum I. (2022). Correlational analysis of agronomic and seed quality traits in Camelina sativa doubled haploid lines under rain-fed condition. Agronomy, 12(2): 359. Borzoo S., Mohsenzadeh S., and Kahrizi D. (2021). Water-deficit stress and genotype variation induced alteration in seed characteristics of Camelina sativa. Rhizosphere, 20: 100427. Borzoo S., Mohsenzadeh S., Moradshahi A., Kahrizi D., Zamani H., and Zarei, M. (2021). Characterization of physiological responses and fatty acid compositions of Camelina sativa genotypes under water deficit stress and symbiosis with Micrococcus yunnanensis. Symbiosis, 83: 79-90. Rahimi T., Kahrizi D., Feyzi M., Ahmadvandi H. R., and Mostafaei M. (2021). Catalytic performance of MgO/Fe2O3-SiO2 core-shell magnetic nanocatalyst for biodiesel production of Camelina sativa seed oil: Optimization by RSM-CCD method. Industrial Crops and Products, 159: 113065. Raziei Z., Kahrizi D., and Rostami-Ahmadvandi H. (2018). Effects of climate on fatty acid profile in Camelina sativa. Cellular and Molecular Biology, 64(5): 91-96. Piravi-Vanak Z., Azadmard-Damirchi S., Kahrizi D., Mooraki N., et al. (2022). Physicochemical properties of oil extracted from camelina (Camelina sativa) seeds as a new source of vegetable oil in different regions of Iran. Journal of Molecular Liquids, 345: 117043. Rokni K., Mostafaei M., Soufi M. D., and Kahrizi D. (2022). Microwave-assisted intensification of transesterification reaction for biodiesel production from Camelina oil: Optimization by Box-Behnken Design. Bioresource Technology Reports, 17: 100928. Sarkhosh S., Kahrizi D., Darvishi E., Tourang M., Haghighi-Mood S., Vahedi P., and Ercisli S. (2022). Effect of zinc oxide nanoparticles (ZnO-NPs) on seed germination characteristics in two Brassicaceae family species: Camelina sativa and Brassica napus L. Journal of Nanomaterials, 2022: 1-15. Mirmoeini T., Pishkar L., Kahrizi D., Barzin G., and Karimi N. (2021). Phytotoxicity of green synthesized silver nanoparticles on Camelina sativa L. Physiology and Molecular Biology of Plants, 27: 417-427. Rokni K., Mostafaei M., Dehghani-Soufi M., and Kahrizi D. (2022). Microwave-assisted synthesis of trimethylolpropane triester (bio-lubricant) from Camelina oil. Scientific Reports, 12(1): 11941. Zanetti F., Alberghini B., Marjanović Jeromela A., Grahovac N., Rajković D., Kiprovski B., and Monti A. (2021). Camelina, an ancient oilseed crop actively contributing to the rural renaissance in Europe. A review. Agronomy for Sustainable Development, 41: 1-18. Kumar S., Ghatty S., Satyanarayana J., Guha A., Chaitanya B. S. K., and Reddy A. R. (2012). Paclobutrazol treatment as a potential strategy for higher seed and oil yield in field-grown Camelina sativa L. Crantz. BMC Research Notes, 5(1): 1-14. Pratap A., and Gupta S. K. (2009). Biology and ecology of wild crucifers. Biology and Breeding of Crucifers, 1st Edition, CRC Press, 37-67. Kapoor B., Kapoor D., Gautam S., Singh R., and Bhardwaj S. (2021). Dietary polyunsaturated fatty acids (PUFAs): Uses and potential health benefits. Current Nutrition Reports, 10: 232-242. Hixson S. M., Sharma B., Kainz M. J., Wacker A., and Arts M. T. (2015). Production, distribution, and abundance of long-chain omega-3 polyunsaturated fatty acids: a fundamental dichotomy between freshwater and terrestrial ecosystems. Environmental Reviews, 23(4): 414-424. Simopoulos A. P. (2002). Omega3 fatty acids in wild plants, nuts, and seeds. Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition, 11: S163-S173. Ma S., Du C., Taylor D. C., and Zhang M. (2021). Concerted increases of FAE1 expression level and substrate availability improve and singularize the production of very long-chain fatty acids in Arabidopsis seeds. Plant Direct, 5(6): e00331. Li Z., Xue Y., Gao R., Li P., Shang Y., Lu C., and Wang C. (2019). Generation of transgenic Camelina sativa with modified seed fatty acid composition. International Journal of Agriculture and Biology, 21(2): 443-448. Miquel M., and Browse J. (1992). Arabidopsis mutants deficient in polyunsaturated fatty acid synthesis. Biochemical and genetic characterization of a plant oleoyl-phosphatidylcholine desaturase. Journal of Biological Chemistry, 267: 1502-1509. DOI: 10.1007/s11033-014-3373-5. Zhang J., Liu H., Sun J., Li B., Zhu Q., Chen S., et al. (2012). Arabidopsis fatty acid desaturase FAD2 is required for salt tolerance during seed germination and early seedling growth. PLOS One, 7: e30355. DOI: 10.1371/journal.pone.0030355. Kanwal N., Al Samarrai O. R., Al-Zaidi H. M. H., Mirzaei A. R., and Heidari M. J. (2023). Comprehensive analysis of microRNA (miRNA) in cancer cells. Cellular, Molecular and Biomedical Reports, 3(2): 89-97. Alsaedy H. K., Mirzaei A. R., and Alhashimi R. A. H. (2022). Investigating the structure and function of Long Non-Coding RNA (LncRNA) and its role in cancer. Cellular, Molecular and Biomedical Reports, 2(4): 245-253. Al-Zaidi H. M. H., Mousavinasab F., Radseresht N., Mirzaei A. R., Moradi Y., and Mahmoudifar M. (2023). Investigation of GJB2 and SLC26A4 genes related to pendred syndrome genetic deafness patients. Cellular, Molecular and Biomedical Reports, 3(3): 163-171. Alhashimi R. A., Mirzaei A., and Alsaedy H. (2021). Molecular and clinical analysis of genes involved in gastric cancer. Cellular, Molecular and Biomedical Reports, 1(3): 138-146. Mirzaei A. R., and Shakoory-Moghadam V. (2022). Bioinformatics analysis and pharmacological effect of Stevia rebaudiana in the prevention of type-2 diabetes. Cellular, Molecular and Biomedical Reports, 2(2): 64-73. Mirzaei A. R., and Fazeli F. (2022). Bioinformatics analysis of microtubule-associated protein-1 light chain 3 (MAP1LC3A) and (BECN1) genes in autophagy. Cellular, Molecular and Biomedical Reports, 2(3): 129-137. Kang J., Snapp A. R., and Lu C. (2011). Identification of three genes encoding microsomal oleate desaturases (FAD2) from the oilseed crop Camelina sativa. Plant Physiology and Biochemistry, 49(2): 223-9. DOI: 10.1016/j.plaphy.2010.12.004. Liang C., Liu X., Yiu S. M., and Lim B. L. (2013). De novo assembly and characterization of Camelina sativa transcriptome by paired-end sequencing. BMC Genomics, 5(14): 146. DOI: 10.1186/1471-2164-14-146. Hutcheon C., Ditt R. F., Beilstein M., Comai L., Schroeder J., et al. (2010). Polyploid genome of Camelina sativa revealed by isolation of fatty acid synthesis genes. BMC Plant Biology, 27(10): 233. DOI: 10.1186/1471-2229-10-233. Nguyen H. T., Silva J. E., Podicheti R., Macrander J., Yang W., Nazarenus T. J., and Cahoon E. B. (2013). Camelina seed transcriptome: a tool for meal and oil improvement and translational research. Plant Biotechnology Journal, 11(6): 759-769. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 571 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 102 |
||