به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

phylogenetic analysis

در نشریات گروه کشاورزی
  • کریشناپریا اکرام، عاشق حسین بهات*، لاوی درما

    این مطالعه، مشخصات مولکولی و فنوتیپی یک گونه نماتود بیمارگر حشرات و باکتری همزیستش که از خاک در هند جدا شده است را توصیف نموده و اطلاعات حشره کشی نماتود روی لارو Helicoverpa armigera نیز بررسی شده است.  گونه نماتود به عنوان Steinernema anantnagense KP_CU معرفی می شود. توالی ناحیه ITS این نمونه، همسانی 100٪ با جمعیت تیپ گونه S. anantnagense داشت. تجزیه و تحلیل فیلوژنتیک نیز این نمونه را با گونه های S. kushidai، S. akhursti، و S. populi در یک شاخه قرار داد. همزمان،توالی ناحیه 16S  باکتری همزیست این نماتود با نام Xenorhabdus sp. KP_CU،6S، شباهت 100٪ با Xenorhabdus anantnagensis XENO-2T نشان داد، که گویای همسانی است. خصوصیات فنوتیپی، نشان داد که باکتری قرابت بالایی با X. anantnagensis دارد و ویژگی های معمولی مانند سلول های میله ای شکل، گرم منفی و عدم وجود نور فلورسنت را برجسته کرد. آزمایش های بیوشیمیایی بیشتر از این شناسایی پشتیبانی کردند و KP_CU را از سایر گونه های Xenorhabdus متمایز کردند. تجزیه و تحلیل فیلوژنتیک بر اساس توالی 16S rRNA جدایه Xenorhabdus sp. KP_CU را با X. anantnagensis، در یک شاخه تک نیا قرار داد که گونه های X. japonica و X. vietnamensis.، آرایه های خواهری این جدایه بودند. جدایه باکتری همچنین فعالیت لاروکشی روی  Galleria mellonella نشان داد و حتی در کمترین چگالی نوری (OD590 = 0.125) تنها 24 ساعت پس از تزریق بیش از 80 درصد لاروها دچار مرگ و میر شدند که توان باکتری را نشان می داد. جدایه KP_CU قادر بود روی لارو گالریا با غلظت های 9،16 و 38 لارو عفونت زا به ترتیب بعد از 24، 36 و 48 ساعت مرگ و میر ایجاد نماید. جدایه نماتد KP_CU توان حشره کشی بالایی روی لارو H. armigera نشان داد، مرگ و میر در 36 ساعت پس از تلقیح با تراکم لارو 0 IJs / لارو شروع شد و در 24 ساعت در 200 IJs / لارو به دست آمد. مقادیر LD50 به طور قابل توجهی از 38 IJ در 24 ساعت به فقط 9 IJ در 48 ساعت کاهش یافت که نشان دهنده کشندگی قوی است. علاوه بر این، تولید نتاج افزایش وابسته به دوز را نشان داد، اگرچه در دوزهای بالاتر کمی کاهش یافت، که نشان دهنده یک ارتباط بین زهراگینی و تولید مثل است. این نتایج نشان می دهد که S. anantnagense KP_CU پتانسیل آن را دارد تا به عنوان یک عامل کنترل زیست روی H. armigera در مزارع در هندوستان بکار رود.

    کلید واژگان: بیماری ناسی حشرات، نماتودشناسی حشرات، کنترل زیستی، آنالیز فیلوژنتیک، 16S Rrna
    Krishnapriya Okram, Aashaq Hussain Bhat *, Ladoi Drema

    This study provides a molecular and phenotypic characterization of an entomopathogenic nematode-bacterium complex isolated from agricultural soil and nematode efficacy against Helicoverpa armigera. The nematode, identified as Steinernema anantnagense KP_CU, was characterized using the internal transcribed spacer (ITS) region of rRNA, revealing 100% similarity with the type population of S. anantnagense. Phylogenetic analysis confirmed its conspecific status within a clade including S. kushidai, S. akhursti, and S. populi. Concurrently, the associated bacterium, identified as Xenorhabdus sp. KP_CU, exhibited 100% similarity in its 16S rRNA sequence with Xenorhabdus anantnagensis XENO-2T, suggesting conspecificity. Phenotypic characterization aligned the bacterium closely with X. anantnagensis, highlighting typical traits such as rod-shaped, gram-negative cells and absence of bioluminescence. Biochemical tests further supported this identification, distinguishing KP_CU from other Xenorhabdus species based on citrate utilization, gelatinase, lysine decarboxylase, urease, arginine dihydrolase, ornithine decarboxylase, glucose oxidation, cytochrome oxidase and indole production. Phylogenetic analysis based on 16S rRNA sequences placed Xenorhabdus sp. KP_CU within a monophyletic clade with X. anantnagensis, along with sister relationships to X. japonica and X. vietnamensis. The bacterial strains also exhibited larvicidal activity against Galleria mellonella and even at the lowest optical density (OD590 = 0.125) induced over 80% larval mortality within merely 24 h post-injection, emphasizing its elevated virulence. The strain KP_CU could kill the wax moth larvae with 38, 16 and 9 IJs at 24, 36 and 48 h, respectively. The nematode isolate KP_CU demonstrated high virulence against H. armigera larvae, with complete mortality achieved within 60 h across all tested inoculum levels. Mortality began at 36 h post-inoculation at 100 IJs/larva and was reached within 24 h at 200 IJs/larva. LD50 values decreased significantly from 38 IJs at 24 h to just 9 IJs at 48 h, indicating potent lethality. Additionally, progeny production showed a dose-dependent increase, though slightly reduced at higher doses, suggesting a trade-off between virulence and reproductive success. These results suggest that S. anantnagense KP_CU could hold potential as a biocontrol agent for H. armigera in agricultural settings in India.

    Keywords: Insect Pathology, Entomopathogenic Nematode, Biocontrol, Phylogenetic Analysis, 16S Rrna
  • فرشید محمودی*، جواد اشرفی، معصومه خیرگو
    مقدمه

    نخود در بیشتر از 50 کشور کشت می گردد و در مقیاس جهانی، پس از لوبیا و نخودفرنگی، مقام سوم را از لحاظ تولید و سطح زیر کشت به خود اختصاص داده است. گیاه نخود توسط عوامل بیماری زای متعددی از قبیل قارچ ها، باکتری ها، ویروس ها و نماتدها مورد حمله قرار می گیرد که بیماری پژمردگی و بوته زردی با عامل Fusarium oxysporum f.sp. ciceris و پوسیدگی سیاه ریشه با عامل Fusarium solani از مهم ترین بیماری های قارچی این گیاه محسوب می شوند. گونه های فوزاریوم همراه ریشه و طوقه نخود هم به عنوان ساپروفیت و غیر بیماری زا و هم به شکل مهاجم و بیماری زا روی نخود گزارش شده اند. شناسایی و بررسی تنوع میان گونه ها امکان برنامه ریزی بهتر برای مدیریت بیماری و همچنین جایگاه درست طبقه بندی این قارچ را فراهم می سازد؛ لذا این تحقیق با هدف شناسایی گونه های قارچ فوزاریوم  مرتبط با پژمردگی و پوسیدگی ریشه و طوقه نخود از مزارع کشت نخود در استان های کرمانشاه، ایلام و گلستان انجام گرفت.

    روش شناسی پژوهش

     نمونه برداری از گیاهان دارای علایم بیماری پژمردگی و پوسیدگی ریشه و طوقه از مزارع نخود استان های کرمانشاه، ایلام و گلستان صورت گرفت. قطعات بافت های آلوده پس از ضدعفونی سطحی به مدت سه دقیقه با هیپوکلریت سدیم 5% ، با آب مقطر سترون شستشو شده و پس از خشک کردن با حوله کاغذی سترون، روی محیط کشت (PDA) Potato Dexterous Agar کشت داده شدند و تشتک های پتری برای مدت 10-5 روز در دمای 25 درجه سانتیگراد قرار داده شدند. پس از کشت و خالص سازی جدایه ها، اثبات بیماری زایی جدایه های فوزاریوم  روی رقم نخود حساس به بیماری (ILC 1929) انجام شد. استخراج DNA جدایه ها به روش Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide (CTAB)  انجام شد. ترادف نوکلئوتیدی ناحیه  ITS-rDNAدر پایگاه اطلاعاتی NCBI با نرم افزار BLAST با ترادف های موجود در بانک ژن مقایسه و ثبت شد. فیلوگرام بر اساس تطابق ترادف نوکلئوتیدی با استفاده از روش حداکثر درستنمایی به وسیله نرم افزار MEGA6.0 و بر اساس 1000 تکرار (bootstrap) رسم گردید.

    یافته های پژوهش

     بر اساس ویژگی های ریخت شناختی و داده های مولکولی حاصل از تکثیرITS-rDNA  گونه های  F. solani ، F. acuminatum ، F. equiseti ، F. oxysporum f. sp. ciceris  و Fusarium spp. مورد شناسایی قرار گرفتند که در بین آنها F. oxysporum غالب ترین و شایع ترین گونه بوده و از بیشترین فراوانی برخوردار بود. گونه های F. acuminatum و F. equiseti بیشتر از گیاهان بالغ جداسازی شدند، درحالی که گونه های F. oxysporum و  F. solaniدر تمامی مراحل رشد، از گیاهچه تا غلاف دهی قابل جداسازی بودند. درخت فیلوژنتیکی بر اساس مقایسه توالی نواحی ITS- rDNA، گونه های شناسایی شده فوزاریوم  را در چهار گروه فیلوژنتیکی طبقه بندی کرد. نتایج نشان داد که استفاده از توالی یابی ناحیه ITS-rDNA می تواند به عنوان یک روش مکمل مناسب برای شناسایی گونه های مختلف فوزاریوم  به کار گرفته شود.

    کلید واژگان: بیمارگر، بوته میری، ITS-Rdna، بیماری زایی، پوسیدگی سیاه
    Farshid Mahmodi *, Javad Ashrafi, Masoumeh Kheyrgou
    Introduction

    The chickpea (Cicer arietinum L.) is grown in more than 50 countries and is the third most important food legume in the world after beans and peas in terms of both cultivated area and total production. Chickpea is affected by a wide range of fungal and viral diseases that can cause economic losses. Among these diseases, fusarium wilts and root rot, caused by Fusarium oxysporum f.sp ciceris and F. solani, respectively Are the most important soil-brone pathogens affecting chickpea. These assays will provide plant pathologists a valuable tool to refine the control and management of diseases caused by Fusarium spesies in chickpea. The present study aimed to identify the Fusarium species associated with root rots and wilting of chickpea, as well as the pathogenic strains affecting the crop.
     

    Methodology

    Fusarium species were isolated from roots of chickpea plants showing wilt and yellowing symptoms in different chickpea-growing regions of Kermanshah, Illam and Golstan provinces. Plant samples were cut into small pieces, washed under running water for 20 mins, sterilized with 5% sodium hypochlorite for 3 minutes, rinsed in sterile distilled water, and then placed on filter papers. Afterward, the pieces were transferred to petri dish containing potato dextrose agar media (PDA). All the plates were incubated at 25° C for 5-10 days. To determine pathogenicity, purified isolates of Fusarium species were used. Total DNA was extracted using a modified protocol previously described by Talbot et al.  Each fungal species was characterized morphologically and molecularly based on DNA sequence data for ITS-rDNA. The PCR sequencing products of the tested isolates were aligned with Clustal (ver. 2). The MEGA6 program was used for phylogenetic analysis. Aligned sequences were checked for quality and compared with deposited sequences in Gene-Bank, NCBI, using BLAST. 

    Research findings

    Based on morphological characteristics and molecular data obtained from ITS-rDNA amplification, F. solani, F. acuminatum, F. equiseti, F. oxysporum f. sp. ciceris and Fusarium spp. were identified in the samples, among which F. oxysporum was the most dominant and common species and had the highest abundance. F. acuminatum and F. equiseti were mostly isolated from adult plants, while F. oxysporum and F. solani were isolated at all stages of growth, from seedling to podding. The phylogenetic tree, based on the comparison of ITS-rDNA sequences, classified the identified Fusarium species into four phylogenetic groups. The results showed that the use of ITS-rDNA sequencing can be used as a suitable complementary method for the identification of different Fusarium species.

    Keywords: Cicer Arietinum, ITS-Rdna, Fusarium Wilt, Phylogenetic Analysis
  • سارا قارونی کاردانی*، محمودرضا کریمی شهری، فاطمه آزاد دیسفانی، سمیرا پاکباز

    انگور (Vitis vinifera L.) به عنوان یک محصول کشاورزی مهم در جهان، میزبان طیف وسیعی از ویروس های گیاهی از جمله 86 گونه ویروس شناخته شده است. یکی از این ویروس ها، ویروس همراه با پیچیدگی برگ مو شماره یک (Grapevine leafroll-associated virus 1, GLRaV-1) است که به جنس Ampelovirus و خانواده Closteroviridae تعلق دارد. با توجه به تغییرات اخیر در نام گذاری گونه های ویروسی، نام این گونه Ampelovirus univitis شده است. در این مطالعه در بهار سال 1399، آلودگی به GLRaV-1 در تاکستان های شهرستان کاشمر، استان خراسان رضوی مورد بررسی قرار گرفت. علائم مشاهده شده در تاک های آلوده شامل زردی خفیف، تاخوردگی حاشیه برگ به پشت و قرمزی پهنک همراه با رگبرگ های سبز بود. 70 نمونه از تاک های مشکوک به آلودگی جمع آوری و مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که 22 نمونه (4/31 درصد از نمونه ها) به ویروس GLRaV-1 آلوده بودند. توالی یابی ژن پروتئین پوششی فرعی 2 (ORF CPm2) ویروس از سه نمونه انجام شد. توالی های به دست آمده با توالی های موجود در GenBank مقایسه شدند و نتایج نشان داد که توالی نوکلئوتیدی جدایه های این مطالعه، شباهت 7/87 تا 6/77 درصدی با توالی های GLRaV-1 موجود در GenBank داشتند. درخت تبارزایی براساس بخشی از توالی نوکلئوتیدی ژن CPm2 بازسازی شد. جدایه های شمال شرق ایران با جدایه های سایر کشورها در یک گروه قرار گرفتند که نشان دهنده عدم ارتباط خوشه بندی تبارزایی با منشا جغرافیایی می باشد. این یافته نشان می دهد که ویروس GLRaV-1 می تواند به راحتی در بین مناطق مختلف جغرافیایی جابه جا شود و تهدیدی جدی برای تاکستان ها در سراسر جهان محسوب می شود.

    کلید واژگان: Ampelovirus Univitis، پروتئین پوششی، تحلیل تبارزائی، کلستروویریده، واکنش زنجیره ای پلی مراز رونویسی معکوس
    Sara Gharouni *, Mahmoudreza Karimi Shahri, Fatemeh Azaddisfani, Samira Pakbaz
    Introduction

    Grapevines, as a vital agricultural product, face significant challenges from pests and diseases that adversely affect both the quality and quantity of the crop. Among these, viruses are particularly detrimental, with 86 different species identified in grapevines. The viruses associated with grapevine leafroll disease (GLD) are considered the most prevalent in vineyards. Specifically, six species of grapevine leafroll-associated viruses (GLRaVs), belonging to the family Closteroviridae, are linked to this disease. These viruses typically enter vineyards through infected cuttings and are disseminated by vectors, notably mealybugs. The symptoms of GLD manifest as downward rolling of leaf margins, leaf interveinal reddening, and leaf interveinal chlorosis across various grapevine varieties. These symptoms negatively impact the quality of the berries, ultimately affecting yield and marketability. The GLRaV-1 genome is composed of positive-strand RNA and contains ten open reading frames (ORFs), which play crucial roles in its biology and pathogenicity. In Iran, GLRaV-1 has been identified as one of the most widespread grapevine viruses, exhibiting high genetic diversity that complicates management and control efforts. This study focuses on the identification of GLRaV-1 and the phylogenetic analysis of its isolates in the vineyards of Razavi Khorasan province. By understanding the genetic relationships and variability of GLRaV-1 isolates, this research aims to provide insights which could be useful for designing effective management strategies and improving the overall health of grapevine in the region.

    Materials and Methods

    In the spring of 2020, a study was conducted in the Kashmar region of Khorasan Razavi province, focusing on grapevine plants exhibiting distinct symptoms of viral infection. A total of 70 samples were collected from affected plants. The RNA was extracted from these samples to facilitate the detection of grapevine leafroll-associated virus 1 (GLRaV-1). The initial identification process involved reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR). This method confirmed the presence of GLRaV-1 in 22 samples, marking a crucial step in understanding the viral infection's prevalence. To ensure the accuracy of the RT-PCR results, Sanger sequencing was used on the amplified fragments from three selected samples. This technique provided definitive confirmation of the viral identity by analyzing the nucleotide sequences, thereby validating the initial findings from the RT-PCR. Data analysis included several critical components. Nucleotide sequence similarity analysis was performed to compare the identified GLRaV-1 isolates against known sequences in databases, assessing their similarity and identifying potential genetic variants. Following this, multiple sequence alignments were conducted using MAFFT software, arranging the sequences to highlight similarities and differences among the isolates. The phylogenetic tree was constructed using the Maximum-Likelihood method with MEGA7 software.

    Results and Discussion

    The samples collected from black grape vineyards in Kashmar exhibited mild yellowing and downward rolling of leaf margins, symptoms commonly associated with increased anthocyanin levels in red grape varieties. In samples infected with GLRaV-1, a fragment of the minor capsid protein 2 (Cpm2) gene was successfully amplified, while no such fragments were detected in healthy plants. This indicates the presence of GLRaV-1, a virus recognized as one of the common pathogens affecting grapes across various regions of Iran. The GLRaV-1 is primarily transmitted through vectors or contaminated cuttings, which emphasizes the importance of monitoring and controlling these pathways to prevent outbreaks. Sequence comparisons revealed that nucleotide identity among Iranian isolates ranged from 84.2% to 100%, while identity with GenBank isolates varied between 77.6% and 87.7%. This high level of genetic diversity among the isolates may enhance the virus's adaptability to different grape varieties, posing challenges for management and control. The observed diversity at the genomic level was consistent with previously reported data regarding the sequence divergence between the two GLRaV-1 groups (Alabi et al., 2011; Sabella et al., 2018; Fan et al., 2015). Phylogenetic analysis further demonstrated that Iranian isolates of GLRaV-1 clustered into two main groups, indicating that the phylogenetic relationships are not strictly related to geographical origin. In previous studies, global isolates of GLRaV-1 have also been distinguished into two different groups based on the gene encoding the minor coat protein 2 (Alabi et al., 2011; Elci, 2019). This finding suggests that the spread of the virus may occur independently of the location, highlighting the need for comprehensive management strategies. To mitigate the spread of GLRaV-1, the use of virus-free plant materials is essential (Alabi et al., 2011; Bruisson et al., 2017). The genetic diversity of GLRaV-1 significantly influences the epidemiology of grapevine leafroll disease, underscoring the importance of producing virus-free plants. Continued research is crucial to understand the underlying causes and effects of this virus. Additionally, developing more sensitive and specific diagnostic tests, along with new control strategies, is vital for effectively managing GLRaV-1 and safeguarding grapevine health.

    Keywords: Ampelovirus Univitis, Closteroviridae, Coat Protein, Phylogenetic Analysis, RT-PCR
  • مهرداد صالح زاده*، علیرضا افشاریفر، سعیده دهقانپور فراشاه

    در بازدیدهای بهار و تابستان سال 1402 از نمونه های گیاهی فضای سبز و گلخانه های زینتی و علف های هرز همجوار این گیاهان در شهر یزد، نشانه های مشکوک به بیماری فیتوپلاسمایی مانند کتابی شدن ساقه، ریزبرگی و زردی مرتبط با گیاهان سنبل ختایی، برگ نو، لاله عباسی و کنف وحشی دیده شد. از هر گیاه 5 نمونه جمع آوری و به مرکز تحقیقات ویروس شناسی گیاهی دانشگاه شیراز منتقل شد. استخراج دی.ان.ای. به روش CTAB انجام شد و واکنش زنجیره ای پلی مراز با آغازگرهای عمومی (P1 / P7) و آغازگرهای آشیانه ای (R16MF2 / R16MR2) فیتوپلاسماها صورت پذیرفت. برابر انتظار در پی.سی.آر. با آغازگرهای عمومی و آشیانه ای قطعاتی به ترتیب به اندازه ی 1800 و 1250 جفت باز تکثیر شد. قطعات حاصل از تکثیر پی.سی.آر. حاصل از آغازگرهای R16MF2 / R16MR2 از ژل برش یافته و بعد از خالص سازی جهت تعیین ترادف دوطرفه به شرکت سینوهه ارسال شدند. مقایسه توالی های به دست آمده با توالی های موجود درNCBI  توسط نرم افزارBLAST  نشان داد که فیتوپلاسمای همراه با  گیاهان سنبل ختایی، برگ نو، لاله عباسی و کنف حشی بیشترین شباهت را به ترتیب با جدایه هندی (MH393563.1; host; Datura stramonium; identity: 98.94%)، جدایه ترکیه ای (HE649495.1; host; Ligustrum sp.; identity: 99.24%)، جدایه اوگاندایی (HE649495.1; host; Hibicus rosae;. identity: 99.14%) و جدایه ایرانی (KX685880.1; host; Eucalyptus sp. identity: 98.64%) داشتند. در ادامه درخت تبارزایی برای مقایسه جدایه های ایرانی با سایر جدایه های مشابه گزارش شده جهان با نرم افزار MEGA 8.0  ترسیم گردید.

    کلید واژگان: آنالیز تبارزائی، گیاهان زینتی، زردی، علف های هرز، فیلودی
    Mehrdad Salehzadeh*, Alireza Afsharifar, Saeedeh Dehghanpour Farashah

    In spring and summer 2023, a survey of plant samples from green spaces and ornamental greenhouses, along with adjacent weeds in Yazd City, showed symptoms likely linked to phytoplasma disease. Notable symptoms included stem flattening, phyllody, and yellowing observed in Angelica archangelica, Ligustrum sp., Mirabilis jalapa, and Hibiscus cannabinus. Five samples from each plant were sent to the Plant Virology Research Center at Shiraz University for DNA extraction via the CTAB method. Polymerase chain reaction (PCR) was conducted using general primers (P1/P7) and nested primers (R16MF2/R16MR2) specific for phytoplasma. As expected, fragments of 1800 bp and 1250 bp were amplified with the general and nested primers, respectively. These fragments were excised from the gel, purified, and sent to Sinohe Company for sequencing. Comparison of the sequences with those in the NCBI database using BLAST showed that the phytoplasmas from Angelica archangelica, Ligustrum sp., Mirabilis jalapa, and Hibiscus cannabinus were closely related to Indian (MH393563.1; host: Datura stramonium; identity: 98.94%), Turkish (HE649495.1; host: Ligustrum sp.; identity: 99.24%), Ugandan (HE649495.1; host: Hibiscus rosae; identity: 99.14%), and Iranian (KX685880.1; host: Eucalyptus sp.; identity: 98.64%) isolates. A phylogenetic tree was created to compare Iranian isolates with similar global isolates using MEGA 8.0 software.

    Keywords: Phylogenetic Analysis, Ornamental Plants, Yellowing, Phyllody
  • آزاده حبیبی، رضا مستوفی زاده قلم فرسا
    Azadeh Habibi *, Reza Mostowfizadeh-Ghalamfarsa

    Calotropis procera is a shrub or small tree growing in tropical regions of the southern provinces in Iran. The economic benefits of the shrub include the use of latex and extract in traditional medicine. In a survey conducted in the southern provinces of Iran, leaf lesion symptoms were observed on C. procera shrubs. The purpose of the current study was to identify and characterize putative pathogens causing these symptoms. Isolations from the symptomatic tissues yielded predominantly a fungus belonging to the Didymellaceae family of Ascomycota. The causal agent was identified as Neodidymelliopsis cynanchi, based on morphological characteristics, and multilocus phylogenetic analysis using ITS, LSU, rpb2, and tub2 sequences. Pathogenicity tests on four-month-old seedlings of C. procera revealed that the isolates caused typical leaf lesions on the host. To the best of our knowledge, this is the first report of N. cynanchi causing disease on C. procera worldwide and the first report of the occurrence of this species in Iran.

    Keywords: Calotropis Procera, Didymellaceae, Morphology, Pathogenicity, Phylogenetic Analysis
  • خدیجه عبدالحمید عبدالکریم*، عبدالطیب بلو، نفیسات عبدال، خلیل الرحمن صدیق، عمربوالجی، اسحاق عبدالکریم اوالیینکا، محمد معازو دانزاکیو اوبا تویین مصطفی
    Khadijah Abdulkareem *, Abdultoyyib Bello, Nafeesat Abdul, Khalilrahman Sidiq, Umar Olayinka, Ishaaq Abdulkareem, Muazu Danzaki, Oba Mustapha

    Solanum macrocarpon L., commonly known as African eggplant, originates from Africa and is consumed worldwide for medicinal and culinary values. Despite its immense value, there is limited research about eggplant species diversity and evolutionary relationships. This study sought to investigate the evolutionary relationships and species diversification using molecular phylogenetic data of DNA sequences obtained from the rbcL gene of the plant species. Maximum Likelihood and Neighbour-Joining tree methods were employed to infer phylogeny using MEGA11 software. Results obtained inferred using branch lengths revealed the consensus; S. macrocarpon was slightly diverse than another identical species MH722376.1_Solanum macrocarpon; the only sample of rbcL region found on the NCBI database. The results also showed that OM965625.1_Solanum violaceum_subsp._multiflorum, OM965624.1_Solanum violaceum subsp._violaceum, and MK122638.1_Solanum_pubescens had relatively closer evolutionary relationship with S. Macrocarpon. This result provides information and resources about the evolutionary relationships and species diversity of S. macrocarpon which can be used for plant breeding, conservation biology, and biosystematics.

    Keywords: Phylogenetic Analysis, DNA Barcoding, Solanum, RBCL
  • Samira Mohammadi *, Firouzeh Sohrevardi, Ghorbanali Nematzade

    Heat shock protein of 90 kDa or HSP90 plays an important dynamic role in regulating biotic and abiotic stresses through multiple functional mechanisms. The present study aimed to perform a comprehensive analysis of the HSP90 gene family in soybean. In total, 20 HSP90 genes from soybean were identified and showed unequal distribution on the 13 chromosomes. The evolutionary tree divided these genes into three main groups based on their subcellular localization. In Group I, nearly all of the HSP90 genes are distributed in the nucleus or cytoplasm. In Group II, the HSP90s were mostly classified in the endoplasmic reticulum. HSP90 genes were exclusively found in the mitochondria or chloroplast in Group III. Phylogenetic relationships have shown that genes in similar subgroups have the same exon-intron structure and number of introns. Glyma14g219700, Glyma17g258700, and Glyma07G207600 were identified as hub proteins based on their high degrees of interaction. In addition, Glyma02g302500, Glyma08g332900, Glyma14g219700, Glyma17g258700, and Glyma18g074100 genes displayed high expression levels in all of the tissues at different developmental stages. These findings provide a complete overview of the GmHSP90 gene family classification and evolution, which can help to identify the functional properties of the HSP90 genes in soybean growth and development.

    Keywords: Gene Expression Profiling, Gene Structure, Heat Shock Protein, Phylogenetic Analysis, Protein-Protein Interaction Network, Subcellular Localization
  • ثریا تورنگ، محسن مهرور*، محمد زکی عقل

    ویروس موزائیک‎ پیچ تلگرافی (Vinca mosaic virus, VMV) یک گونه جدید از پوتی‎ویروس‎هاست که به تازگی گزارش شده‎ است، این ویروس روی گیاه پیچ تلگرافی نشانه‎ های موزائیک‎ شدید تا خفیف، تاولی، پیسک، زردی، چین‎دار شدن و پیچیدگی برگ ایجاد می‎کند. به منظور تعیین خصوصیات مولکولی و تبارزایی دو جدایه از ویروس موزائیک‎ پیچ تلگرافی (VMV-IR-1, VMV-IR-2) بر مبنای ژن‎های cp و p1، ابتدا توالی ژن‎های p1 و cp جدایه ‎های موردنظر که با روش توالی‎یابی نسل جدیدNext generation sequencing, NGS  به‎ دست آمده ‎بودند با توالی سایر پوتی‎ویروس‎های موجود در بانک ژن مقایسه شدند، درصد تشابه میان ژن cp دو جدایه ایرانی VMV در سطح نوکلئوتیدی (nt) 93.11 درصد و در سطح آمینواسیدی (aa) 97.00 درصد بود. برای ژن p1 نتایج نشان‎دهنده درصد تشابه 68.35 در سطح نوکلئوتیدی و 66.78 درصد در سطح آمینواسیدی بود. بیشترین درصد تشابه ژن cp جدایه‎های ویروس VMV با سایر پوتی‎ویروس‎های موجود در بانک ژن در سطح نوکلئوتیدی با asparagus virus 1  (ASV1)به میزان 75.00 درصد با VMV-IR-1 و 73.82 درصد با VMV-IR-2 بود و در سطح آمینواسیدیVMV-IR-1  و VMV-IR-2 بیشترین درصد تشابه را با Vanilla distortion mosaic virus  (VDMV) به میزان 70.39 درصد نشان دادند. بیشترین درصد تشابه ژن p1 جدایه‎ های VMVدر سطح نوکلئوتیدی با (CatMV) Catharanthus mosaic virus به میزان 52.29 درصد با VMV-IR-1 و 51.31 درصد با VMV-IR-2 بود و در سطح آمینواسیدی VMV-IR-1 و VMV-IR-2 بیشترین درصد تشابه را با (ZTMV) zucchini tigre mosaic virus به میزان 28.70 درصد نشان دادند. همچنین موتیف‎های حفاظت‎شده در توالی ژن‎های cp و p1 مشخص شدند. دندروگرام حاصل از مطالعات تبارزایی بر مبنای توالی‎های نوکلئوتیدی و آمینواسیدی ژن‎های مورد بررسی دو جدایه ایرانی VMV به همراه گونه‎های دیگر جنس پوتی‎ویروس موجود در بانک ژن، این ویروس‎ها را به ترتیب در دو و سه گروه مجزا از هم، طبقه‎بندی کرد. تعیین روابط تکاملی براساس ژن‎ cp در سطح آمینواسیدی نشان داد که نزدیک‎ترین ویروس به جدایه‎ های VMV، ویروس Yam mosaic virus (YMV) بود. درخت تبارزایی رسم‎شده بر اساس ژن CP در سطح نوکلئوتیدی، جدایه‎ های VMV را با ویروس های Sweet potato virus 2 (SPV2) ، (SCMV) Sugarcane mosaic virus، Onion yellow dwarf virus OYDV)) و Johnsongrass mosaic virus (JGMV) در یک گروه قرار داد. بر اساس توالی ژن p1 جدایه‎ های VMV در سطح نوکلئوتیدی نزدیکترین ارتباط را با ویروس‎JGMV دارند و در سطح آمینواسیدی با ویروس‎های YMV و Celery mosaic virus ((CeMV در یک گروه قرار می‎گیرند. تجزیه و تحلیل تبارزایی براساس ژن‎هایCP و P1، جدایه‎ های VMV را در میان اعضای جنس پوتی‎ویروس گروه ‎بندی کرد. بنابراین تجزیه و تحلیل بر مبنای این دو ژن قابلیت تفکیک اعضای جنس پوتی‎ویروس را دارد. همینطور خصوصیات ژنومی ژن‎های CP و P1 جدایه‎های VMV مشابه ویژگی‎های این دو ژن در سایر اعضای جنس پوتی‎ویروس است.

    کلید واژگان: پوتی‎ویروس، پیچ‎تلگرافی، تجزیه و تحلیل‎ تبارزایی‎، توالی‎یابی نسل جدید
    Sorya Turang, Mohsen Mehrvar *, Mohammad Zakiaghl
    Introduction

     Vinca minor or lesser periwinkle is a perennial, herbaceous and creeping plant belonging to the genus Vinca and the family Apocynaceae. In addition to being an ornamental and cover plant, V. minor is a valuable herbal plant in traditional medicine, and it also acts as a natural source for the industrial manufacture of brain blood flow stimulants. Periwinkle contains more than 150  alkaloids, which have been isolated from the aerial parts and roots of the plant, so far (Proksa et al.,1988), consisting of vincaminorine, vincaminoreine, minovine, minovincine, vincamine, which has antihypoxic and neuroprotective properties as well as modulatory effects on brain circulation and neuronal homeostasis (Farahanikia et al., 2011). Vinca mosaic virus (VMV), belonging to the genus Potyvirus and the family Potyviridae, causes severe to mild mosaic symptoms, yellowing, blistering and leaf curl in the leaves of the periwinkle plant. In this study, the molecular and phylogenetic characteristics of two isolates of VMV were investigated via analysis of p1 and cp genes.

    Materials and Methods

     Virus-like symptoms, such as mosaic and mottling, yellowing, blistering and leaf curling were found on the leaves of V. minor plants in the pardis campus of Ferdowsi University of Mashhad, Razavi Khorasan, Iran, during a survey in September 2019. Total RNA was extracted from the leaves with the SV Total RNA Isolation Kit to determine the causal agent(s) (Promega, USA). Deep sequencing was carried out on the samples by Macrogen Company in South Korea. Analysis of the results with CLC Genomics Workbench v.12.0.3 software showed that these plants were infected with two isolates of VMV. The cp and p1 gene sequences of VMV isolates were determined. Clustal Omega software was used to compare multiple sequence alignments among sequences and determine the percentage of identities at the nucleotide and amino acid levels. To determine phylogenetic relationships and evolutionary origin of Iranian VMV isolates, phylogenetic tree was drawn based on nucleotide and amino acid sequences of cp and p1 genes using MEGA 7 software and Maximum-Likelihood (ML) method with 1000 replications (Bootstrap). The SDT software (v.1.2) and Muscle sequencing were used to plot the similarity matrix among the isolates at the nucleotide and amino acid levels.

    Results and Discussion

     The identities between the cp gene of two Iranian VMV isolates (VMV-IR-1 and VMV-IR-2) at the nucleotide (nt) and amino acid (aa) levels were 93.11% and 97.00% respectively. For the p1 gene, the obtained results showed 68.35% identity at the nt level and 97.00% at the aa level. The highest percent of nt identity of the VMV cp with other potyviruses in the GenBank was with ASV1 (asparagus virus 1) (75.00% with VMV-IR-1 and 73.82% with VMV-IR-2) VMV-IR-1 and VMV-IR-2 showed the highest aa identity with VDMV (vanilla distortion mosaic virus) (70.39%). The highest nt and aa identity of p1 gene of VMV isolates was with CatMV (catharanthus mosaic virus) (52.29% VMV-IR-1 and 51.31% with VMV-IR-2) and ZTMV (zucchini tigre mosaic virus) (28.70%), respectively. Protected motifs were also identified in the cp and p1 gene sequences. Dendrograms obtained from phylogenetic analysis based on nt and aa acid sequences of these genes placed two Iranian VMV isolates, along with other species of potyviruses in the GenBank, viruses in two and three separate groups respectively. Based on cp gene sequences, at the aa level Iranian VMV isolates is most closely related to yam mosaic virus (YMV) virus, and at the nt level with the closest viruses are include sweet potato virus 2 (SPV2), sugarcane mosaic virus (SCMV), onion yellow dwarf virus (OYDV) and johnsongrass mosaic virus (JGMV) in the same group. Based on the p1 gene sequences, VMV isolates at the nt level were most closely related to the JGMV virus and at the aa level were most closely related to the YMV and celery mosaic virus (CeMV) viruses.

    Conclusion

     In this study, for the first time, the molecular properties of VMV isolates were determined based on the cp and p1 genes, and the phylogenetic position of two Iranian VMV isolates was drown. The results showed that the cp gene can be used for taxonomic purposes. Considering the medicinal and ornamental properties of periwinkle and effect of the viruses on its properties, special attention should be paid to viral diseases of this plant.

    Keywords: NGS, Phylogenetic Analysis, Potyvirus, Vinca Mosaic Virus
  • زهرا شیرازی*
    سابقه و هدف

    فلزات سنگین از رایج ترین مشکلات محیط زیست بوده و دارای تاثیرات منفی روی گیاهان هستند. روش گیاه پالایی با استفاده از گیاهان برای استخراج، جدا سازی و یا از بین بردن انواع آلاینده های محیط زیست مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست است. توانایی گیاه پالایی فلزات سنگین در گیاهان ازجمله صنوبریان با استفاده از خانواده های مختلف پروتئینی انجام می شود که می توان به خانواده MTP)پروتئین متحمل به فلزات(اشاره کرد. امروزه بدلیل شناسایی توالی ژنومی برخی از موجودات زنده، با استفاده از اطلاعات موجود در پایگاه های مختلف، می توان به تحقیق در زمینه یافتن ژن ها و عملکرد آنها پرداخت. این مطالعه برای شناسایی، بررسی تنوع و قرابت های ژنتیکی بین اعضای خانواده MTP در صنوبر پده (Populus. euphratica) انجام شده است.

    مواد و روش ها

    شناسایی اعضا خانواده MTP در ژنوم صنوبر پده با استفاده از توالی پروتئینی همولوگ خانواده MTP دو گیاه مدل آرابیدوپسیس و برنج به روش BlastP در پایگاه داده NCBI انجام شد. پس از همردیف سازی توالی ها، ترسیم درخت فیلوژنتیکی به روش Neighbor-Joining انجام شد. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی و مکان یابی اعضاء پروتئینی پیش بینی شد و نوع فشار گزینش، الگوی توزیع اگزون-اینترون و موتیف های اختصاصی اعضای خانواده ژنیMTP  توسط نرم افزارهای مختلف انجام شد. آنتولوژی (هستی شناسی) ژنها در سه سطح فرایندهای زیستی، عملکرد مولکولی و جزء سلولی انجام گردید و ژن ها از نظر وجود نشانگر توالی تکراری ساده منحصر بررسی شدند. پس از شناسایی MicroRNA تنظیم کننده بیان ژن هریک از اعضا، شبکه ارتباطی ژن ها و MicroRNA ترسیم شد. بررسی دیجیتالی بیان ژن در بافت های مختلف و تنش شوری 200 میلی مولار پس از دریافت و نرمال سازی داده های RNA-seq انجام شد و نقشه حرارتی (heat map) با استفاده از نرم افزار Mev4.0 ترسیم گردید.

    نتایج

    در بررسی بیوانفورماتیک 26 عضو از خانواده ژنیMTP  در ژنوم P. euphratica  شناسایی شد. بررسی فیلوژنتیکی اعضا خانواده ژنی MTP را به سه گروه (Mn-MTP، Zn/Fe-MTP و Zn-MTP) و هفت زیرگروه تقسیم کرد. در بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی و هستی شناسی پروتئین های رمز شونده، نقش آنها در ارتباط با غشای پلاسمایی و در انتقال فلزات به واکوئل مشخص شد که تاییدکننده نقش این خانواده در سم زدایی ناشی از تاثیر منفی فلزات سنگین است. فشار گزینش در تمامی اعضاء از نوع انتخاب منفی بود که بیانگر اثر جانشینی یا واگرایی در ساختار ژنی است. در تجزیه وتحلیل ساختار ژنی، بیشترین و کمترین یکپارچگی به ترتیب در داخل و بین گروه ها مشاهده شد. 52 نشانگر اختصاصی SSR در 15 توالی ژنی شناسایی شد که در انتخاب جمعیت های مورد نظر کمک می کند. در بررسی بیان ژن در بافت های مختلف ژن های MTP11.2, MTP3.2, MTP12 و MTP7 بیشترین بیان را نشان دادند. در میزان تغییرات بیان ژنها در زمان های مختلف بعد از اعمال شوری، ژن MTP1.1 بعد از 48 ساعت بیشترین افزایش بیان ژن را نشان داد. نتایج با توجه به تشابه پاسخ های گیاه در شوری از طریق تولید بیش از حد یون ها و کاهش عملکرد، قابل تعمیم به تنش فلزات سنگین نیز است.

    نتیجه گیری

     وجود نسخه های متعدد از یک ژن به دلیل نیاز بالای گیاه به عملکرد و محصول اختصاصی آن ژن و یا بیان متفاوت اعضای خانواده در مراحل مختلف رشد و نمو و تنش های مختلف است. صنوبر پده دارای تعداد بالایی از اعضای خانواده MTP بود که می تواند دلیلی بر استفاده از این گونه در پالایش خاک از فلزات سنگین باشد و با رشد بیشتر و تولید مقدار بیشتری چوب صنوبر نیز همراه است. نتایج بیانگر کاربرد داده های بیوانفورماتیک بدست آمده، برای تسهیل شناسایی جمعیت های متحمل به فلزات به صورت دقیق و با صرف هزینه و زمان کمتر است. با کمک داده های بیوانفورماتیک به صورت دقیق به سراغ ژنهای مدنظر رفته و از آزمون و خطا در انجام آزمایش ها جلوگیری می شود.

    کلید واژگان: تجزیه و تحلیل فیلوژنتیک، خانواده ژنی، داده کاوی زیستی، گیاه پالایی
    Zahra Shirazi *
    Background and Objectives

    Heavy metals are a major environmental issue, severely affecting plant growth. Phytoremediation, which involves using plants to extract, separate, or eliminate pollutants, offers a practical, cost-efficient, and environmentally friendly solution. Several protein families, such as the Metal Tolerant Protein (MTP) family, play a key role in the phytoremediation of heavy metals in plants like Euphrates poplar. With advances in genomics, especially the sequencing of various organisms' genomes and data availability from public databases, researchers can now identify relevant genes and their functions. This study aims to explore the genetic diversity and relationships among the members of the MTP family in Euphrates poplar. 

    Methodology

    Members of the MTP family in the Euphrates poplar genome were identified using homologous protein sequences of the MTP family from two model plants of Arabidopsis and rice using BlastP in the NCBI database. Sequence alignment was performed, followed by phylogenetic tree construction using the Neighbor-Joining method. Various software tools were used to predict the physicochemical properties and protein localization of MTP members and to assess the selection pressure, exon-intron distribution patterns, and specific motifs within gene family members. Gene ontology was performed at three levels: biological processes, molecular function, and cellular components, including identifying unique simple sequence repeat (SSR) markers. The microRNA network regulating gene expression for each member was also identified and, the communication network between genes and MicroRNA was drawn. Gene expression was evaluated in various Euphrates poplar tissues, and RNA-seq data were normalized and analyzed for expression under 200 mM salt stress. Heat map visualizations were generated using Mev4.0 software. 

    Results

    A total of 26 MTP gene family members were identified in the P. euphratica genome through bioinformatics analysis. Phylogenetic analysis classified these into three major groups (Mn-MTP, Zn/Fe-MTP, and Zn-MTP) and seven subgroups. The encoded proteins were found to be associated with the plasma membrane and the transfer of metals to the vacuole, supporting their role in detoxifying heavy metals. Negative selection pressure was observed across all members, indicating the effect of gene divergence. Gene structure analysis showed the highest integration within groups and the lowest integration between groups. Out of the 15 gene sequences analyzed, 52 SSR markers were identified for marker-assisted selection. MTP11.2, MTP3.2, MTP12, and MTP7 genes exhibited the highest expression levels across various tissues. The MTP1.1 gene showed the most significant increase in gene expression 48 hours after salt application, indicating a potential role in plant responses to salinity and heavy metal stress. 

    Conclusion

    The presence of repeated gene sequences reflects the plant's high demand for the specific function of these genes and their differential expression during various growth stages and stress conditions. Euphrates poplar possesses numerous MTP family members, which contribute to removing metals from the soil and are linked to increased growth and wood production. This research demonstrates the utility of bioinformatics data in facilitating the identification of metal-resistant populations more efficiently and cost-effectively.

    Keywords: Biological Data Mining, Gene Family, Phylogenetic Analysis, Phytoremediation
  • Bahram Sharifnabi *, Mahdi Nourbakhsh

    Rose (Rosa spp.) is a widely cultivated perennial flowering plant grown in open fields and under controlled greenhouse conditions. This study focused on the isolation and characterization of a pathogen affecting Rosa hybrida plants in the Najafabad and Lenjan counties of Isfahan Province, Iran. Infected stems and crowns were collected from the greenhouses between July 2022 and September 2023. The cultivars affected were Samurai and Tanja. Fungal isolation was achieved, followed by morphological characterization and molecular identification by DNA sequencing of the internal transcribed spacer (ITS) regions, translation elongation factor 1-alpha (TEF1-α), and β-tubulin (TUB). Pathogenicity tests confirmed the ability of the isolate to induce stem canker and leaf spot symptoms in healthy Samurai and Tanja cultivars of rose (R. hybrida) plants, thereby fulfilling Koch's postulates. The isolates were identified as Neopestalotiopsis clavispora by the morphological and molecular characteristics. To our knowledge, this study reports the first identification of N. clavispora as a pathogen causing canker disease and dieback on roses in Iran, emphasizing the need for effective management strategies to protect rose health and mitigate economic losses in the ornamental horticultural sector.

    Keywords: Plant Disease, Phylogenetic Analysis, Morphological Identification, Rose Stem Canker, Pathogenicity
  • خدیجه مرادی، مصطفی قادری زفره ای*، فرهاد صمدیان، محمد فروغی

    هدف از پژوهش حاضر بررسی بیوانفورماتیکی ژن های CAPN2 و CAPN3 در جمعیت‏هایی از‏ بلدرچین ژاپنی (N=9)، بررسی میزان تنوع ژنتیکی در این جمعیت‎ها و ترسیم رابطه تبارزایی آن‎ها با برخی گونه های دیگر بود. بدین منظور توالی‎های نوکلئوتیدی ژن های CAPN2 و CAPN3 بلدرچین ژاپنی به همراه توالی‏های نوکلئوتیدی مشابه با توالی این دو ژن از برخی گونه های دیگر (N=62) از بانک جهانی ژن (NCBI) استخراج شدند و از نرم افزارهای DnaSP و MEGA برای تحلیل این توالی ها استفاده شد. نتایج نشان داد که در بلدرچین ژاپنی چند شکلی ژن CAPN2 بیشتر از ژن CAPN3 بوده و در نتیجه مناطق حفاظت‎شده در ژن CAPN3 در مقایسه با ژن CAPN2 بیشتر بود. مقدار عددی نسبت dN/dS برای بلدرچین ژاپنی در ژن CAPN3 (94/0) و در ژن CAPN2 68/0 برآورد شد که به ترتیب نشان دهنده انتخاب خنثی و انتخاب خالص بر روی این دو ژن‎ در طول تکامل می‏باشند. بنابراین، نتایج به دست آمده از این تحقیق می تواند در ردیابی مناطق ژنگانی CAPN2 و CAPN3 مرتبط با صفات فنوتیپی متمایزکننده ی گونه های مورد بررسی کار رود. نتایج آنالیز تبارزایی نشان داد که ژن های مورد بررسی در مسیر تکاملی، بسته به گونه‏ی مورد بررسی، پاسخ های تکاملی متفاوتی را از خود نشان داده‎اند که نشان دهنده پیچیدگی پاسخ این دو ژن به فرایند تکامل است؛ گرچه این دو ژن از نظر هستی‏شناسی ژنی و حاشیه‏نویسی متابولیکی در یک گروه و خانواده قرار می گیرند.

    کلید واژگان: بلدرچین ژاپنی، آنالیز تبارزایی، ژن CAPN3، ژن CAPN2، شاخص‏های ژنتیک تکاملی
    Khadijeh Moradi, Mostafa Ghaderi-Zefrehei *, Farhad Samadian, Mohammad Foroughi

    The aim of this investigation was to examine the alterations in the nucleotide sequence of CAPN2 and CAPN3 genes among a population consisting of nine Japanese quails. The study also aimed at determining the genetic diversity within these populations, as well as establishing their phylogeny relationship with other species. To achieve these goals, data on nucleotide sequences for both CAPN2 and CAPN3 were extracted from 62 different species available in World Gene Bank (NCBI), alongside that found for Japanese quail samples and analyzed using DnaSP software coupled with MEGA program techniques. The results showed that CAPN2 gene polymorphism was more than the CAPN3 gene in Japanese quail and as a result, the conserved regions in CAPN3 gene were more compared to the CAPN2 gene. The numerical value of dN/dS ratio for Japanese quail was estimated in the CAPN3 gene (0.94) and in the CAPN2 gene 0.68, which respectively indicate neutral selection and purifying selection on these two genes during evolution. The results of the neutral evolution test (Tajima's D) for CAPN2 and CAPN3 genes in all the discussed species were positive and more than one, which indicates positive selection for these genes in all the studied species. The findings of this investigation can aid in identifying the areas within CAPN2 and CAPN3 genes linked to distinct phenotypic traits seen in the examined species. Analysis of phylogeny revealed that these two genes have displayed varying evolutionary responses along different studied species,

    Keywords: Japanese Quail, Phylogenetic Analysis, CAPN3 Gene, CAPN2 Gene, Evolutionary Genetic Indices
  • سارا قارونی کاردانی*، محمودرضا کریمی شهری، سمیرا پاکباز

    ویروس ای مو (Grapevine virus A; GVA) از اعضای جنس Vitivirus و یکی از مهم ترین عوامل ایجاد روگوز (چروکیدگی) چوب در مو است. در طول سال های 1398 تا 1400، مجموعا 79 نمونه برگی دارای علائم زردی و قرمزی برگ و زوال در تاکستان های استان خراسان رضوی (بردسکن، کاشمر، خلیل آباد و محمدیه)، جمع آوری شد. آلودگی اولیه نمونه ها به GVA با استفاده از آزمون الایزا مستقیم بررسی و تایید نهایی نتایج با آزمون RT-PCR و توسط آغازگرهای اختصاصی پروتئین p10 (ORF5) انجام شد. استخراج RNA از تراشه های پوست سبز ساقه و برگ های جوان مو، با استفاده از بافر CTAB انجام شد. GVA در 14 نمونه، توسط آزمون الایزا تشخیص داده شد و با استفاده از RT-PCR، در 14 نمونه قطعه ای به طول 238 جفت باز از پروتئین p10 تکثیر شد. محصولات تکثیر شده از چهار نمونه پس از خالص سازی از ژل، به حامل pTG19-T الحاق و پلاسمیدهای نوترکیب پس از انتخاب، در هر دو جهت توالی یابی شدند. ترادف های به دست آمده با ترادف های موجود در بانک ژن مقایسه و شباهت نوکلئوتیدی 95-7/85 درصد بود. درخت تبارزائی بر پایه پروتئین p10 نشان داد که چهار گروه اصلی وجود دارند و جدایه های خراسان رضوی در گروه چهارم قرار می گیرند. مقایسه توالی پروتئین p10 جدایه های ایرانی با سایر جدایه ها نشان داد که منطقه پایداری در ناحیه N-ترمینال وجود دارد که شامل موتیف غنی از آرژنین و سپس موتیف انگشت روی است. در استان خراسان رضوی مطالعات زیادی روی سایر ویروس های مو صورت گرفته است، اما این اولین مطالعه در خصوص تبارزایی جدایه های GVA در تاکستان های استان خراسان رضوی می باشد.

    کلید واژگان: الایزا، تحلیل تبارزائی، موتیف، واکنش زنجیره ای پلی مراز معکوس، ORF5
    Sara Gharouni Kardani *, MahmoudReza Karimi Shahri, Samira Pakbaz

    Grapevine virus A (GVA) belongs to Vitivirus genus and is one of the most important causes of wood rugose in grapes. During the years 2019 to 2021, a total of 79 leaf samples showing symptoms of leaf yellowing and reddening from vineyards of Khorasan Razavi Province (including Bardaskan, Kashmar, Khalilabad, and Mohammadiyeh) were collected. The initial infection of the samples to GVA was directly checked using an ELISA test, and the final confirmation of results was performed by RT-PCR with specific primers. Total RNA extraction was performed from scraped bark of young stems using CTAB method. GVA was detected in 14 samples through the ELISA test, and a fragment of 238 base pairs from the p10 protein was amplified in these 14 samples using RT-PCR. The amplified products from four samples were ligated into the pTG19-T vector, and the recombinant plasmids were sequenced bidirectionally. The obtained sequences were compared with the other GVA sequences in GenBank using BlastN tool and the nucleotide similarity was 85.7-95%. The phylogenetic tree based on p10 protein showed there are four main groups, and Khorasan Razavi isolates classified within the fourth group. Comparison of p10-protein sequence of Iranian isolates with other isolates showed there is a conserved region in N-terminal region, which includes an arginine-rich motif followed by a zinc-finger motif. There have been many studies on other viruses of grape in this province, but this is the first study on ithe phylogenyof GVA isolates in the vineyards of Khorasan Razavi province.

    Keywords: ELISA, Motif, ORF5, Phylogenetic analysis, RT-PCR
  • اکرم توکلی بردسکن*، سیده عاطفه حسینی، سارا قارونی کاردانی

    ویروس پنهان زعفران (Saffron Latent Virus, SaLV)، یک گونه جدید از جنس Potyvirus است که به تازگی در ایران شناسایی شده است. علی رغم اینکه بسیاری از علایم این ویروس مخفی می باشد، اما خسارت آن در مزارع زعفران قابل ملاحظه است. علیرغم شناسایی این ویروس، تاکنون بررسی تبارزایی جدایه های آن بر مبنای پروتئین پوششی صورت نگرفته است. برای بررسی این ویروس تعداد 152 نمونه از برگ، گل  و بنه زعفران های بدون علایم و دارای علایم کوتولگی، زردی و پیچیدگی از مزارع استان های خراسان جنوبی و رضوی، جمع آوری گردید. پس از استخراج RNA ، با استفاده از واکنش زنجیره ای پلی مراز معکوس (RT-PCR) و آغازگرهای اختصاصی مربوط به پروتئین پوششی، حضور SaLV مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد تعداد 92 نمونه از 152 نمونه (معادل 60%) آلوده به ویروس بودند. در نهایت هفت نمونه به عنوان نمونه هایی که برمبنای شهرستان محل نمونه برداری از 92 نمونه تکثیر شده در آزمون زنجیره ای پلی مراز، انتخاب شده بودند مورد توالی یابی قرار گرفتند. بررسی های تبارزایی، بر پایه پروتئین پوششی و با نرم افزار MEGAX، نشان داد که جدایه های این ویروس دو گروه مجزا تشکیل دادند، که جدایه های مورد مطالعه در این تحقیق در گروه دوم قرار گرفتند. از آنجائیکه جدایه های مربوط به یک منطقه و یک محصول در گروه های مختلف پخش شده، بنابراین منطقه جغرافیایی جداسازی و نوع میزبان در تبارزایی ویروس تاثیر گذار نمی باشد. تحقیق حاضر برای اولین بار به ردیابی ویروس از روی گل و بنه زعفران و نیز بررسی تبارزایی جدایه های این ویروس جدید بر مبنای پروتئین پوششی در ایران می پردازد.

    کلید واژگان: آغازگر اختصاصی، پروتئین پوششی، تبارزایی، تعیین توالی
    Akram Tavakoli Bardaskan *, Seyyede atefeh Hosseini, Sara Gharouni Kardani

    The Saffron Latent Virus (SaLV) is new species in the Potyvirus genus, which has been recently characterized from Iran. Even though most of the symptoms on infected plants remain hidden, it causes considerable damage to saffron fields. There is no data available on the phylogenetic relationship among different strains of this virus based on its coat protein, despite its high incidence and economic significance. To address this, we collected 152 samples of saffron leaves, flowers, and corms from fields in South Khorasan and Razavi Khorasan provinces, both with and without symptoms like stunting, yellowing, and twisting. After extracting RNA, the presence of SaLV was examined using reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) with specific primers targeting the coat protein. The findings revealed that 92 out of 152 samples (60%) were infected with the virus. Subsequently, seven representative samples, each from a selected region were sequenced. Phylogenetic analysis using MEGAX software showed that the virus strains formed two distinct groups, and the strains studied were placed in the second group. Interestingly, strains from the same geographical region and product were distributed among different groups, suggesting that geographical separation and host type did not significantly impact the viral diversity. This study is the first in detecting of SaLV in saffron flowers and corms and pinpointing the diversity of its new strains based on the coat protein in Iran.

    Keywords: Specific Primer, Coat Protein, Phylogenetic analysis, Sequencing
  • Fatin Nabilah Sahadan, Amirah-Syafiqah Zamri, Annie Christianus, _ Fadhil-Syukri Ismail, Md Yasin Ina-Salwany, Roshani Othman, Zarirah Zulperi*

    Gonadotropin-releasing hormone (GnRH) is the foremost neuroendocrine peptide required in the reproduction system. Characterization and the involvement of GnRH in fish reproduction, especially in fish species has been complicated by the discovery of multiple GnRH forms. In this paper, we determined the molecular characterization and phylogenetic analysis of GnRH1 and GnRH2 genes in a commercially cultured catfish, Hemibagrus nemurus. This species is a high-demand freshwater fish worldwide especially in the Asia Pacific regions due to its thick flesh and high nutritional value. Problems in their breeding restrict the production of this species in captivity. Therefore, a thorough study of the GnRH genes is important due to their critical role in stimulating the secretion of gonadotropins hormone, which leads to the release of steroid hormones and activates the reproduction system. A complete open reading frame (ORF) of GnRH1 and GnRH2 genes was obtained through PCR amplification and cloned into TOPO® TA Cloning® kit, following sequence assembly and phylogenetic analysis. Phylogenetic analysis revealed the GnRH1 and GnRH2 of H. nemurus were clustered with Siluriformes, consisting of mostly catfish species including Pangasius nasutus and Pangasianodon hypopthalmus. The cDNA of GnRH1 was 371 bp with an ORF of 262 bp encoding a highly variable 81 amino acids, while the cDNA of GnRH2 was 376 bp with an ORF of 260 bp encoding a highly conserved 87 amino acids. This study could offer an advanced idea to develop a new GnRH agonist for artificial breeding of H. nemurus and other catfish sp.

    Keywords: Gonadotropin-releasing, hormone, Phylogenetic analysis, Reproductive system, River catfish
  • محمود قربانی مرغشی*، هدایت باقری

    خانواده ژن های موتیف AT-hook بسیار حفاظت شده هستند و نقش بسیار مهمی در فرآیندهای بیولوژیکی گیاهان ایفا می کنند. با وجود این تاکنون هیچ گونه بررسی این خانواده ژنی در گیاه کاردامینه هیرسوتا انجام نشده است. در این مطالعه با توجه به یافته های خانواده ژن موتیف AT-hook در آرابیدوپسیس تالیانا، خانواده ژن های موتیف AT-hook در ژنوم کاردامینه هیرسوتا شناسایی، بررسی و تفسیر شد. با استفاده از بررسی های In Silico، ویژگی های ساختار پروتیین ها و ژن ها، مکان های کروموزومی، رویدادهای تکراری ژن و روابط فیلوژنتیکی ارزیابی شد. در ابتدا 29 ژن AHL در کاردامینه هیرسوتا شناسایی شد تجزیه و تحلیل فیلوژنتیک نشان داد که AHLها در کاردامینه هیرسوتا به 2 کلاد، کلاد A بدون اینترون و کلاد B با 5-4 اینترون مشابه ارابیدوپسیس تالیانا تکامل یافته اند. بر اساس ترکیب موتیف (های) AT-hook و دامنهPPC ، پروتیین های AHL به سه نوع (Type-I/-II/-III) طبقه بندی شدند به طوری که کلاد A نوع یک و کلاد B نوع دو و سه را تشکیل دادند. همچنین بررسی موتیف ها نشان داد که سه ژن AHL1، AHL10 و AHL11 اگرچه دارای موتیف AT-hook هستند اما بدون دومین PCC بوده و بر این اساس، تعداد واقعی ژن های خانواده AHL در گیاه کاردامینه هیرسوتا 26 می باشد. بررسی وضعیت مضاعف شدن در خانواده ژن های AHL در کاردامینه هیرسوتا نشان داد 16 ژن همولوگ ناشی از دوبرابر شدن قطعه ای می باشند و توالی تاندمی در هیچکدام از ژن ها مشاهده نشد. بررسی نسبت نرخ جانشینی غیر مترادف به نرخ جانشینی مترادف، یعنی Ka/Ks در 5 جفت ژن همولوگ نشان داد که آن ها با Ka/Ks <1 در معرض انتخاب منفی قرار گرفته اند. این نتایج و تجزیه و تحلیل آن، یک ارتباط تکاملی احتمالی را برای خانواده ژن های AHL در گیاه کاردامینه هیرسوتا نشان می دهد و امکان مطالعات جدید برای بررسی عملکرد بیولوژیکی آن ها را تسهیل می کند.

    کلید واژگان: آرابیدوپسیس تالیانا، آنالیز فیلوژنتیکی، خانوادهAHL، کاردامینه هیرسوتا، موتیفAT-hook
    Mahmood Ghorbani Marghashi*, Hedayat Bagheri

    AT-hook motif nuclear localization (AHL) proteins play a critical role in plant biological processes, and it is highly conserved in terrestrial plants. In Arabidopsis thaliana this gene family data is available. We used this data to detect and interpret the AHL gene family in the Cardamine hirsuta. In Silico analysis was launched and initially 29 AHL genes were detected. Phylogenetic analysis afterward exhibits that AHL in C. hirsuta has been grouped into two clades, clade B with 3-5 introns, and clade A intron-free similar to A. thaliana. According to the combination of AT-hook motif(s) and PPC domain, AHL proteins are divided into three subclades (sub-clades-I/-II/-III). Subclades-I are related to Clade-A, while subclades-II and subclades-III are related to Clade-B. The motif analysis exhibits that the three genes including AHL1, AHL10, and AHL11, although had the AT-hook motifs, lacked the PCC domain, and therefore the actual number of AHL family genes decreased to 26. Looking at duplication events in the AHL gene family in C. hirsuta, 16 homologous genes were found due to segmental duplication, and no tandem sequences were observed in these genes. In-depth inspection showed that segment genomic duplication events could cause the expansion of these genes. Examining ratios of non-synonymous (Ka) and synonymous (Ks) substitution rates, i.e. Ka/Ks, in 5 pairs of homologous genes showed those with Ka/Ks < 1 were exposed to the adverse selection. These findings reveal a possible evolutionary relationship for the AHL gene family in C. hirsuta, providing helpful information for future analysis to investigate their biological functions.

    Keywords: Arabidopsis thaliana, Phylogenetic Analysis, AHL Family, Cardamina hirsuta, AT-hook motif
  • محمدرضا زرهون، سعید نصرالله نژاد*، الهام محمودی، آتنا زاهدی طبرستانی
    در بازدید های بهار، تابستان و پاییز سال های 1400و 1401 از باغات درختان میوه هسته دار استان گلستان، علایم مشکوک به بیماری فیتوپلاسمایی مانند زردی، زوال، قرمز شدن و ریز برگی مشاهده شد و 28 نمونه از برگ میزبان های مختلف درختان میوه هسته دار جمع آوری گردید. از آغاز گر های عمومی P1/P7 برای آزمون PCR عمومی و آغاز گر های R16F2n/ R16R2 برای آزمون PCR آشیانه ای استفاده شد. نمونه های آلوده قطعات 1800 جفت باز را در PCR عمومی و قطعه 1250 جفت باز را در PCR آشیانه ای تکثیر کردند که از بین 28 نمونه جمع آوری شده، 3 نمونه از درختان هلو دارای باند در ناحیه مد نظر بودند؛ سپس محصول PCR آشیانه ای پس از توالی یابی در بانک جهانی ژن با شماره دسترسی های OQ945143 و OP055811 ثبت شدند. همزمان پیوند بر روی گیاه محک پروانش با هدف مخزن ذخیره ژن و مشاهده علایم فیتوپلاسما صورت گرفت. مقایسه توالی های به دست آمده با توالی های موجود در سایت NCBI توسط نرم افزار بر خط بلاست، بیشترین شباهت را به فیتوپلاسما های Aster yellows phytoplasma نشان داد و آنالیز فیلوژنتیک توالی مد نظر با الگوریتم تخمین درست نمایی بیشینه در مقایسه با زیر گروه های مختلف فیتوپلاسمای گزارش شده در ایران نیز نتایج حاصل از بلاست را تایید کرد. همچنین مقایسه نقوش حاصل از RFLP مجازی، مشابه ترین الگوی مرجع گروه 16SrI، زیرگروه AD (دسترسی GenBank: DQ286577)، با ضریب شباهت 77/0 را مشخص کرد که این موضوع نشان داد که این سویه ممکن است نشان دهنده یک گروه جدید باشد. نتایج این مطالعه حضور فیتوپلاسما را در درختان هلو استان گلستان برای اولین بار تایید نموده و نشان از حضور گونه فیتوپلاسمایی نزدیک به Candidatus phytoplasma asteris در استان گلستان دارد.
    کلید واژگان: فیتوپلاسما، آنالیز فیلوژنتیکی، درختان میوه هسته دار، زردی و زوال هلو
    Mohammadreza Zarhoon, Saeed Nasrollahnejad *, Elham Mahmoudi, Atena Zahedi Tabarestani
    In the visits of the spring, summer, and autumn of 2021 and 2022 to the orchards of stone fruit trees in Golestan province, suspected symptoms of phytoplasma disease such as yellowness, deterioration, reddening, and small leaves were observed, and 28 samples of leaves from different hosts of stone fruit trees were collected. P1/P7 general primers were used for general PCR, and R16F2n/R16R2 primers were used for nested PCR. Infected samples amplified 1800 bp fragments in general PCR and 1250 bp fragment in nested PCR. Out of the 28 samples collected, 3 samples of peach trees had a band in the target area. The nested PCR product after sequencing was registered in the World Gene Bank with accession numbers OQ945143 and OP055811. At the same time, transplanting was done on the benchmark plant, Periwinkle, with the aim of gene storage and observation of phytoplasma symptoms. The comparison of the obtained sequences with the sequences available on the NCBI by the BLAST showed the most similarity to Aster yellows phytoplasmas, and the phylogenetic analysis of the target sequence with the maximum likelihood estimation algorithm in comparison with the different phytoplasma subgroups reported in Iran also showed the results confirmed the blast. Also, the comparison of patterns obtained from virtual RFLP identified the most similar reference pattern of the 16SrI group, subtype AD (GenBank accession: DQ286577), with a similarity coefficient of 0.77, which indicates that this strain may represent a new group. The results of this study confirm the presence of phytoplasma in peach trees in Golestan province for the first time and indicate the presence of a phytoplasma species close to Candidatus phytoplasma asteris in Golestan province.
    Keywords: phytoplasma, phylogenetic analysis, Stone fruit trees, peach yellows, decline
  • محمدجواد حبیب زاده، سید مهدی زیارت نیا*، ابراهیم دورانی علیایی

    آپوکاروتنوییدها عامل ارزش اقتصادی در گیاه زعفران هستند، بنابراین جداسازی و مطالعه ژن های درگیر در متابولیسم آپوکاروتنوییدها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق، باتوجه به اهمیت ژن CsUGT در بیوسنتز کروسین و به منظور شناخت بیشتر خصوصیات پروتیین CsUGT، اقدام به جداسازی، همسانه سازی و انتقال این ژن به باکتری E.coli سویه DH5α شد. بدین منظور، ابتدا توالی پروتیینی ژن مورد نظر بدست آمد و سپس ویژگی های فیزیکی و شیمیایی و فیزیولوژی پروتیین CsUGT توسط سرورها و ابزارهای Protparam، SOPMA، ProtScale، Pfam، ProtComp، SignalP، TMHMM و ChloroP بررسی شد. همچنین با استفاده از سرور Swiss-Model ساختار سه بعدی این پروتیین مورد بررسی قرار گرفت و جهت اعتبار سنجی ساختاری مدل ترسیم شده سه بعدی، نمودار راماچاندران ترسیم گردید. با توجه به نتایج حاصل، پروتیین CsUGT دارای ثبات در دماهای بالا، قطبی و فاقد دمین آب گریز می باشد . این پروتیین دارای 462 اسید آمینه و حاوی توالی حفاظت شده پروتیین های خانواده گلیکوزیل ترانسفراز است. پروتیین CsUGT فاقد پپتیدهایی با نقش سیگنالی یا سیگنال های اتصال دهنده است و جایگاهی سیتوپلاسمی دارد. این تحقیق امکان جداسازی ژن CsGTS زعفران را فراهم و شرایط انتقال آن را به داخل ناقل بهینه نمود. علاوه بر این، نتایج تجزیه و تحلیل ساختار پروتیین CsUGT زمینه را برای مطالعات عملکردی آتی فراهم می کند و می تواند اطلاعات با ارزشی در رابطه با رفتار و واکنش این آنزیم در مسیر سنتز آپوکاروتنوییدهای زعفران فراهم کند.

    کلید واژگان: آپوکاروتنوئید، کروسین، بررسی فیلوژنتیک، مدل سازی
    MohammadJavad Habibzadeh, Seyed Mahdi Ziaratnia *, Ebrahim Dorani-Uliaie

    Saffron is the most expensive spice in the world. The economic value of saffron is due to the existence of apocarotenoids in its stigma. Therefore, the isolation and characterization of genes involving in apocarotenoids metabolism is on particular importance. In this research, beacause the importance of CsUGT gene in crocin biosynthesis, it was isolated, cloned the E.coli strain DH5α. The full length gene was sequenced and registered in the NCBI. In order to characterize CsUGT gene, first the protein sequence was obtained, and then the physical and chemical characteristics and physiology of the CsUGT protein were analyzed by Protparam, SOPMA, ProtScale, Pfam, ProtComp, SignalP, TMHMM and ChloroP servers and tools. Also, using the Swiss-Model server, the 3D structure of this protein was investigated and Ramachandran diagram was drawn to validate the 3D drawn model structure. According to the results, CsUGT protein with 462 amino acids has the conserved sequence of glycosyltransferase family proteins and was identified as a polar protein, stable at high temperatures and without hydrophobic domain. CsUGT protein has no peptide signal or binding signals and has a cytoplasmic location. This research made it possible to isolate the CsGTS gene of saffron and optimized the conditions of its transfer into a vector. In addition, the results of CsUGT protein structure analysis provide the basis for future functional studies and can also provide valuable information regarding the behavior and reaction of this enzyme in the synthesis of saffron apocarotenoids. In addition, these results can be useful in the future programs of Iranian saffron genetic modification.

    Keywords: apocarotenoid, Crocin, phylogenetic analysis, Modeling
  • بتول اصغری اسفدن*، علیرضا خان احمدی، غلامرضا داشاب، الیاس لطفی فرخد
    مقدمه و هدف

    DNA  میتوکندریایی یکی از پرکاربردترین نشانگرهای مولکولی برای مطالعات فیلوژنتیک در حیوانات به علت ساختار ساده ژنوم آن است که یک مدل ایده آل برای مطالعه تکامل و تشابه ژنتیکی ارایه می دهد. هدف از مطالعه حاضر، شناسایی شباهت ها و تفاوت های ژنتیکی و فیلوژنتیکی با استفاده از توالی کامل ژنوم میتوکندریایی به همراه توالی های جداگانه 13 ژن رمزگر پروتیین به طور جداگانه به ازای هر ژنوم، در بین هشت گونه بز وحشی و بز اهلی بود.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه توالی های کامل ژنوم میتوکندریایی و همچنین توالی 13 ژن رمزگر پروتیین به طور جداگانه به ازای هر ژنوم مربوط به هفت نژاد بز وحشی شامل (Markhor (C. falcoeri, Capra,،Capra nubiana، Capra pyrenaica, Capra ibex sibirica, Capra caucasica,Capra aegagrus) و نژاد بز اهلی (Capra hircus) از پایگاه داده ها NCBI استخراج شدند. هم ردیفی چندگانه ژنوم ها و توالی نوکلیوتیدی 13 ژن رمزگر پروتیین به ازای هر ژنوم، با استفاده از نرم افزار DNASTAR بانام MegAlign و با روش Clustal W انجام شد؛ و برای محاسبه واگرایی و درصد شباهت ژنتیکی ژنوم ها و توالی های نوکلیوتیدی از بخش دیگر نرم افزار DNASTAR به نام Sequence Distances استفاده شد؛ برای آنالیز فیلوژنتیکی ژنوم کامل میتوکندریایی و توالی 13 ژن رمزگر با نرم افزاری MEGA7 هم تراز شدند.

    یافته ها

    بر اساس آنالیز های انجام شده مشخص شد که بیشترین شباهت در بین توالی های نوکلیوتیدی ژنوم کامل میتوکندریایی (99/50) بین بز اهلی (Capra hircus) و بز وحشی Capra aegagrus و کمترین درصد شباهت (93/79) بین نژاد Capra nubiana با بز وحشی Capra sibirica وجود دارد. هم چنین، بر اساس نتایج درخت فیلوژنتیکی مشخص شد که نژادهای بز اهلی (Capra hircus) و بز وحشی Capra aegagrus در یک گروه و نژاد وحشی Capra ibex و Capra pyrenaica در یک خوشه متمایز دیگر تقسیم بندی شده اند.

    نتیجه گیری

    در این مطالعه، تمام نتایج بدست آمده از آنالیز توالی کل ژنوم میتوکندریایی با نتایج حاصل از توالی 13 ژن رمزگر پروتیین به ازای هر ژنوم مطابقت داشت که نشان دهنده خوشه بندی صحیح نژادهای بز وحشی و اهلی می باشد؛ بنابراین می توان از توالی های ژنوم میتوکندری به عنوان یک نشانگر ژنتیکی مناسب در جهت تجزیه وتحلیل دقیق فیلوژنتیک و خوشه بندی گونه های مختلف بز استفاده کرد.

    کلید واژگان: آنالیز فیلوژنتیکی، بز، تنوع ژنتیکی، توالی یابی، ژنوم میتوکندریایی
    Batol Asghari Esfedan*, Alireza Khan Ahmadi, Gholam Reza Dashab, Elias Lotfi Farokhad
     Introduction and Objectives

    DNA Mitochondria is one of the most commonly molecular markers for phylogenetic studies in animals due to its simple genome structure, which presents an ideal model to study evolution and genetic similarity. The aim of the present study was to investigate the divergence and percentage of genetic similarity along with the phylogenetic analysis of the eight species of wild and domestic goat based on the complete sequence of the mitochondrial genome and the separate sequences of 13 protein-coding genes for each genome.

    Materials and Methods

    In the present study, complete mitochondrial genome sequences along with separate sequences of 13 protein-coding genes per each genome from seven wild species of goat including Markhor (C. falcoeri), Capra ibex, Capra nubiana, Capra pyrenaica, Capra sibirica, Capra caucasica, Capra aegagrus, and domesticated species of goat (Capra hircus) were retrieved from NCBI database and compared to each other. Mitochondrial genomes and genes alignment were accomplished by the MegAlign module of DNASTAR software and compared by the Clustal W method. The Sequence Distances sub-section of the MegAlign module of DNASTAR also was used for the analysis of complete genome and gene sequences divergence and similarity percentage. For phylogenetic analysis, complete mitochondrial genomes and protein-coding genes’ sequences were aligned using MEGA7 software.

    Results

    Based on the analysis, it was found that the highest similarity between the nucleotide sequences of the complete genome (99.50) of domestic goat (Capra hircus) and wild Capra aegagrus goat and the lowest percentage of similarity (93.79) between the nucleotide sequences of the complete genome of the breed Capra nubiana) with wild goat Capra sibirica goat. Also, based on the results of the phylogenetic tree, it was found that domestic goat breeds (Capra hircus) and wild Capra aegagrus goat are divided into one group and wild Capra ibex and Capra pyrenaica breeds are divided into another distinct cluster.

    Conclusion

    In this study, all the results obtained from complete sequences of the mitochondrial genome analysis are consistent with the results obtained from the sequence of 13 protein coding genes per each genome, which indicates the correct clustering of wild and domestic goat breeds. Therefore, mitochondrial genome sequences could be used as a suitable genetic marker for accurate phylogenetic analysis and clustering of different species of sheep.

    Keywords: Genetic diversity, Goat, Mitochondrial genome, Phylogenetic analysis, Sequencing
  • مریم مهدیزاده حکاک، مسعود توحیدفر*، محمدحسین میرجلیلی

    اسکوالن یک تری ترپن غیر اشباع با کاربردهای گسترده در داروسازی است. در این تحقیق تولید اسکوالن و بررسی بیوانفورماتیکی آن در چهار گونه یوکاریوت تک سلولی و پرسلولی و پروکاریوت به منظور تفاوت این ژن در یوکاریوت ها و پروکاریوت ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آنالیز فیلوژنتیکی نشان داد که جلبک به عنوان یوکاریوت پرسلولی، مخمر به عنوان یوکاریوت تک سلولی و باکتری به عنوان پروکاریوت تک سلولی در یک گروه و گیاه در گروه مجزا قرار گرفت. درصد GC پروتیین SQS توسط GC Content Calculator و همچنین شاخص آلیفاتیک و شاخص ناپایداری توسط protparam بررسی شد. نتایج نشان داد که ژن SQS در دامنه ای از ناپایداری تا پایدار قرار دارد. آنالیز وجود توالی های سیگنال و آنالیز رهگیری محل استقرار نهایی پروتیین نشان داد که احتمال انتقال پروتیین SQS به میتوکندری، کلروپلاست و مسیر ترشحی بسیار پایین است و جزء پروتیین های سیگنال نیست. همچنین در گیاه Gymnema sylvestre مشخص شد که این پروتیین دارای سه دومین حافظت شده است. مقایسه ی ساختار ثانویه پروتیین وجود صفحات آلفا را تایید کرد. مدل سازی سه بعدی این پروتیین در گیاه به روش همولوژی مدلینگ و با استفاده از پایگاه داده Swiss Model پس از انتخاب الگوی مناسب با میزان شباهت بالا که از پایگاه داده ی PDB استخراج شد، انجام گرفت. جهت اعتبارسنجی ساختاری مدل ترسیم شده سه بعدی و آنالیز استریوشیمیایی، نمودار راماچاندران ترسیم و زوایای دی هیدرال محاسبه شدند. نتایج ارزیابی کیفیت ساختاری نشان داد که مدل های پیشنهادی دارای کیفیت و پایداری مناسبی می باشند. مطالعه ساختار پروتیین می تواند به درک عملکرد پروتیین کمک کند و بررسی جزییات ساختار آن می تواند در مطالعات جایگاه فعال پروتیین و داکینگ سودمند باشد.

    کلید واژگان: آنالیز فیلوژنتیکی، پروتئین SQS، درصد GC، شاخص آلیفاتیک، مدل سازی سه بعدی
    Maryam Mehdizadeh Hakkak, Masoud Tohidfar *, MohammadHossein Mirjalili

    Squalane is an unsaturated triterpene that has wide applications in pharmaceuticals. In this research, the production of squalene and its bioinformatic analysis in four species of unicellular and multicellular eukaryotes and prokaryotes were investigated in order to determine the difference of this gene in eukaryotes and prokaryotes. The results of phylogenetic analysis showed that algae as multicellular eukaryotes, yeast as single-celled eukaryote and bacteria as single-celled prokaryote were placed in one group and plants were placed in a separate group. GC percentage of SQS protein was evaluated by GC Content Calculator, as well as aliphatic index and instability index by protparam. The results showed that the SQS gene is in a range from unstable to stable. The analysis of the presence of signal sequences and the analysis of the detection of the final location of the protein showed that the possibility of transferring the SQS protein to the mitochondria, chloroplast and secretory pathway is very low and it is not among the signal proteins. It was also found in Gymnema sylvestre that this protein has three protected domains. The comparison of the secondary structure of the protein confirmed the existence of alpha sheets. 3D modeling of this protein in plant was done by homology modeling method and using Swiss Model database after selecting a suitable model with high similarity which was extracted from PDB database. In order to validate the structure of the drawn three-dimensional model and stereochemical analysis, the Ramachandran diagram was drawn and the dihedral angles were calculated. The results of structural quality evaluation showed that the proposed models have good quality and stability. The study of the protein structure can help to understand the function of the protein, and studying the details of its structure can be useful in the studies of the active site of the protein and docking.

    Keywords: Aliphatic Index, 3D modeling, GC Percentage, Phylogenetic Analysis, SQS protein
  • زهره مرادی، محسن مهرور*

    ویروس نهفته نرگس (narcissus latent virus, NLV) یکی از بیمارگرهای بسیار مهم و خسارت زای ارقام تجاری گیاه نرگس و زنبق در سراسر جهان می باشد. به منظور شناسایی این ویروس، گیاهان زنبق با علایم مشکوک ویروسی از شمال شرق کشور جمع آوری و ناحیه ´3 ژنوم آنها با استفاده از آغازگرهای اختصاصی با روش رونویسی معکوس و واکنش زنجیره ای پلی مراز (RT-PCR) تکثیر و همسانه سازی شد. ناحیه CP-UTR این جدایه ها (سه جدایه) به همراه تعدادی از ترادف های جدایه های موجود در بانک ژن (24 جدایه) مقایسه و پس از انجام همردیف سازی چندگانه، مورد تجزیه و تحلیل فیلوژنتیکی قرار گرفتند. جدایه های مورد مقایسه در درخت فیلوژنتیکی در دو گروه جداگانه قرار گرفتند (I وII) و جدایه های ایرانی در کنار جدایه هایی از لهستان، نیوزیلند، و بریتانیا در گروه II قرار گرفتند. مقایسه درصد مشابهت ژنتیکی نشان داد که جدایه های ایرانی با سایر جدایه های NLV بین 47/77 تا 12/98 درصد در سطح نوکلیوتیدی مشابهت دارند که به ترتیب بیشترین میزان شباهت (بین 65/97 تا 12/98 درصد) با جدایه NLV5_1 (JX270766) از لهستان و کمترین (بین 47/77 تا 95/77 درصد) با جدایه NLV3 (JX270762) از لهستان بود. همچنین تشابه توالی نوکلیوتیدی و آمینواسیدی سه جدایه ایرانی با یکدیگر به ترتیب 84/97-97 و 02/99-38/97 درصد تعیین گردید. میزان تنوع نوکلیوتیدی ناحیه CP-UTR  بین جدایه های NLV، 130/0 به دست آمد که نشان دهنده تنوع ژنتیکی بالای این ویروس در این ناحیه از ژنوم است. نتایج پژوهش حاضر می تواند در برنامه های به نژادی مولکولی برای تولید ارقام مقاوم به ویروس مفید بوده و خسارت ناشی از بیماری را کاهش دهد.

    کلید واژگان: آنالیز تبارزایی، ناحیهCP-UTR، ویروس نهفته نرگس، همسانه سازی، ایران
    Z. Moradi, M. Mehrvar *
    Introduction

    Iris spp. is reported to be affected by several viruses in the family Potyviridae including iris mild mosaic virus (IMMV), iris severe mosaic virus (ISMV), iris fulva mosaic virus,  bean yellow mosaic virus (BYMV), turnip mosaic virus (TuMV), ornithogalum mosaic virus (OrMV), narcissus latent virus (NLV), butterfly flower mosaic virus (BFMV), and gladiolus mosaic virus (tentative name). Narcissus latent virus (NLV) is a member of the genus Macluravirus in the family Potyviridae. It has non-enveloped flexuous filamentous virions of 657 nm long and 13 nm wide, which encapsidate a single-stranded, positive-sense RNA molecule of approximately 8,000 nt long. NLV is distributed widely throughout the major planting areas of Japan, New Zealand, and European countries. It is one of the most common viruses infecting narcissus, iris, gladiolus, and nerine, causing significant yield losses and quality deterioration in their bulbs and flowers. Due to the presence of asymptomatic infection of NLV in iris and narcissus, the relevance of its infection in host plants may be severely underrated. As Khorasan Razavi province is one of the major producing areas of ornamental plants in Iran, identification of this virus is a concern. In this study, we attempted to identify NLV infecting iris plants and compare Iranian NLV isolates with other sequences from different geographical regions to provide the first detailed information of phylogenetic characterization of this virus in Iran.

    Materials and Methods

    Iris leaf samples showing virus-like symptoms of leaf chlorosis and mosaic were collected from field-grown plants in Khorasan Razavi province. Total RNA was extracted from the field samples using Promega SV Total RNA Isolation Kit (USA). Reverse-transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) was performed using specific primer pair CPU-F (5΄-CATTACACCCGACCTGGAACT-3΄) and CPU-R (5΄-CCATTTCAGGGCATTGGAGGA-3΄), which were designed to amplify a 1066 bp fragment of the 3΄-region of NLV genome (encompassing partial NIb (25 nt), complete CP (894 nt), and partial 3'UTR (147 nt)). PCR products and DNA ladder were separated by agarose gel electrophoresis, visualized using DNA Green viewer staining, and photographed with ultraviolet-illumination. Amplified fragments of the expected size were purified, cloned into pTG19-T vector and bi-directionally sequenced. Obtained sequences were phylogenetically compared with the corresponding isolates available in the GenBank after multiple alignments. The phylogenetic tree was constructed based on the nucleotide sequences of the CP-UTR using the neighbor-joining method by MEGA11.

    Results and Discussion

    Amplification product (1066 bp) was obtained from five infected samples, but not from healthy samples. The most typical symptoms in positive samples were mosaic, and interveinal chlorosis. Three selected PCR positive samples were cloned into the pTG19-T vector and sequenced. BLASTn analysis of the sequenced data revealed that the PCR-amplified fragments belonged to NLV. Three selected isolates which are referred to as IR, IR2, and IR3 were deposited in GenBank. The previously identified and conserved amino acid sequence motifs described in CP of macluraviruses were present in Iranian CP sequences. The phylogenetic tree placed the NLV sequences into two distinct phylogroups I and II; the Iranian isolates clustered together with isolates from Poland, New Zealand, and United Kingdom into group II. Phylogenetic analysis showed that Iranian isolates shared 77.47 to 98.12% nucleotide sequence identity and 77.70-99.34% amino acid sequence identity with other isolates of NLV. Also, identity of these three isolates in the nucleotide and amino acid levels ranged between 97 to 97.84% and 97.38 to 99.02%, with each other, respectively. Iranian isolates showed the highest nucleotide sequence identity with NLV5_1 isolate (JX270766) from Poland (between 97.65 to 98.12 %) and the lowest with NLV3 isolate (JX270762) from Poland (between 77.47 to 77.95 %).

    Conclusion

    NLV is a major constraint to iris and narcissus production worldwide. The phylogenetic analysis showed a low correlation between genetic and geographic distances which further emphasizing the importance of the exchange and use of virus-free propagating organs in preventing the dissemination of this virus. It seems that contaminated vegetative organs from some European countries (e.g. Netherlands), which are the major producer and the largest exporters of flowers and ornamentals in the world, can play a significant role in the worldwide distribution of the virus. Identification and the use of more isolates are recommended for a better understanding of the genetic structure and variation of NLV populations on a large geographical scale. The data obtained in this study will be beneficial to improve control strategies for this virus in Iran.

    Keywords: Cloning, CP-UTR, Iran, Narcissus latent virus, Phylogenetic analysis
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال