مطالعه وجود SNPها در ژن‌های SUNو OVATEدخیل در شکل میوه گوجه‌فرنگی

علوم باغبانی

مقاله 1، دوره 35، شماره 2 - شماره پیاپی 50، شهریور 1400، صفحه 169-182   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jhs.2021.61531.0

نویسندگان

ساناز خضرلو؛ بابک عبدالهی مندولکانی^*

گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشگاه ارومیه

چکیده

شکل میوه از صفات بسیار مهم و موثر در کیفیت گوجه­فرنگی (Solanum lycopersicum L.) بوده و ژن­های SUNو OVATE از ژن­های کلیدی کنترل کننده طول میوه می­باشند. به منظور شناسایی SNPها (Single nucleotide polymorphism) در این ژن­ها، قطعاتی از نواحی کد کننده آنها در 96 ژنوتیپ گوجه­فرنگی تکثیر و با آنزیم­های محدود کننده TruI وPstI  هضم شد. هضم قطعات تکثیری این دو ژن در ژنوتیپ­ها چندشکلی تولید نکرد بنابراین چهار ژنوتیپ از جمعیت­های مختلف انتخاب و قطعه تکثیری ژن­ها در این ژنوتیپ­ها توالی­یابی شد. همردیفی توالی­ها برای شناسایی SNPها با استفاده از نرم افزار Clustal Omega انجام گرفت. توالی­یابی قطعه تکثیری ژن SUN منجر به شناسایی یک ناحیه اینترونی به طول 369 جفت باز شد. بر اساس نتایج، در ژن SUN ده SNP شناسایی شد. از کل SNPهای شناسایی شده در این ژن، 80 درصد آنها از نوع همجنس و 20 درصد آنها از نوع غیرهمجنس بود. در ژن OVATE پنج SNP شناسایی شد که 80 درصد آنها از نوع همجنس و 20 درصد آنها از نوع غیرهمجنس بود. میانگین تعداد SNPها به ازای هر 100 جفت باز در نواحی اگزونی و اینترونی ژن SUN به ترتیب 9/0 و 62/1 بود. در ژن OVATE به ازای هر 100 جفت باز نیمSNP  در ناحیه اگزونی شناسایی شد. با توجه به نقش مهم کیفیت میوه بخصوص شکل آن در بازارپسندی گوجه­فرنگی، SNPهای شناسایی شده در این تحقیق می­تواند در برنامه­های اصلاحی گوجه فرنگی برای مطالعه تنوع ژنتیکی، تهیه نقشه­های ژنتیکی و شناسایی نشانگرهای عملکردی مرتبط با شکل میوه مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

تنوع تک نوکلئوتیدی؛ جهش‌های همجنس؛ شکل میوه؛ گوجه‌فرنگی

مراجع

1-       Aizi M., and Abdollahi Mandolkani B. 2017. Identification of SNPs in exonic regions of eugenol O-methyl transferase and chavicol O-methyl transferase genes in basil. Agricultural Biotechnology Journal 10(1): 117-105. (In Persian with English abstract)

2-       Bai Y., and Lindhout P. 2000. Domestication and breeding of tomatoes: what have we gained and what can we gain in the future? Annals of Botany 100: 1085-1094.

3-       Ching A., Caldwell K., Jung M., Dolan M., Smith O., and Tingey S. 2002. SNP frequency, haplotype structure and linkage disequilibrium in elite maize inbred lines. Bioorganic & Medicinal Chemistry Genetics 3(19): 1-14.       

4-       De Masi L., Castaldo D., Galano G., Minasi P., and Laratta B. 2006. Genotyping of fig (Ficus carica L.) via RAPD markers. Journal of the Science of Food and Agriculture 85: 22-35.

5-       Frary A., Nesbitt TC., Frary A., Grandillo S., Van Der Knaap E., Cong B., Liu J., Meller J., Elber R., and Alpert KB. 2000. fw2.2: a quantitative trait locus key to the evolution of tomato fruit size. Science 289: 85-88.

6-       Gaderi R., and Rezaei R. 2009. Common Guide and Tomato Cultivation. Tehran University, Press, 395p. (In Persian)

7-       Gupta PK. 2008. Single-molecule DNA sequencing technologies for future genomics research. Trends in Biotechnology 26: 602-11.

8-       Hackbusch J., Richter K., Muller J., Salamini F., and Uhrig JF. 2005 A. Central role of Arabidopsis thaliana ovate family proteins in networking and subcellular localization of 3-aa loop extension homeodomain proteins. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 102: 4908-4912.

9-       Huang X., Wei X., Sang T., Zhao Q., Feng Q., Zhao Y., Li C., Zhu C., Lu T., and Zhang Z. 2010. Genome-wide association studies of 14 agronomic traits in rice landraces. Nature Genetics 42: 961-967.

10-   Jiang N., Gao D., Xiao H., Francis D., and Van der Knaap E. 2009.Genome organization of the tomato sun locus and characterization of the unusual retrotransposon Rider. Plant Journal 60: 181-193.

11-   Joanne AL., and Angela MB. 2005. Tomato SNP discovery by EST mining and resequencing. Molecular Breeding 16: 343-349.

12-   Kalloo G., and Bergh BO. 1993 Genetic improvement of vegetable crops. Pergamon Press, Oxford and New York, 833 p.

13-   Klee HJ., and Giovannoni JJ. 2011.Genetics and control of tomato fruit ripening and quality attributes. Annual Review of Genetics 45: 41-59.

14-   Liu J., Van Eck J., Cong B., and Tanksley SD. 2002.A new class of regulatory genes underlying the cause of pear-shaped tomato fruit. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 99: 13302-13306.

15-   Mammadov J., Chen W., Mingus J., Thompson S., and Kumptla S. 2012. Development of versatile gene-based SNP assasy in maize (Zea mays L.). Molecular Breeding 29: 77-790.

16-   Paduchuri P., Gohokar S., Thamke B., and Subhas M. 2010. Transgenic tomatoes. Advanced Biotechnology and Research 2: 69-72.

17-   Rodriguez GR., Munos S., Anderson C., Sim SC., Michel A., Causse M., McSpadden Gardener B B., Francis D., and van der Knaap E. 2011. Distribution of SUN, OVATE, LC, and FAS in the tomato germplasm and the relationship to fruit shape diversity. Plant Physiology 156: 275-285.

18-   Rodriguez GR., Pratta M., and Zorzoli R. 2006. Evaluation of plant and fruit traits in recombinant inbred lines of tomato obtained from a cross between Lycopersicon esculentum and L. pimpinellifolium. Cienciae Investigation Agraria 33(2): 111-118.

19-   Stommel JR., and Haynes KG. 1994. Inheritance of beta-carotene content in the wild tomato species Lycopersicon cheesmani. Journal of Heredity 85(5): 401-404.

20-   The Tomato Genome Consortium.2012. The tomato genome sequence provides insights into fleshy fruit evolution. Nature 485: 635-641.

21-   Wu S., Xiao H., Cabrera A., Meulia T., and Knaap E. 2011.SUN regulates vegetative and reproductive organ shape by changing cell division pattern. Plant Physiology 157(3): 1175-1186.

22-   Xiao Z., Kapteyn J., and Gang D.R. 2008. A systems biology investigation of the MEP/terpenoid and shikimate/phenylpropanoid pathways points to multiple levels of metabolic control in sweet basil glandular trichomes. The Plant Journal 54(3): 349-361.

23-   Yang W., Bai X., Eaton C., and Kamoun E. 2004.Discovery of single nucleotide polymorphisms in (Lycopersicon esculentum) by computer aided analysis of expressed sequenced tags. Molecular Breeding 14: 21-34.