عنوان

جداسازی و بررسی بیان ژن‌های کلیدی سنتز لیپید در ریزجلبک بومی دونالیلا تحت شرایط تنش,‮‭Isolation and expression analysis of key genes in lipid synthesis of native microalga Dunaliella under stress condition‬

شماره

‭۲۳۵۵۰پ‬

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

جداسازی و بررسی بیان ژن‌های کلیدی سنتز لیپید در ریزجلبک بومی دونالیلا تحت شرایط تنش

عنوان اصلي به زبان ديگر

‮‭Isolation and expression analysis of key genes in lipid synthesis of native microalga Dunaliella under stress condition‬

نام نخستين پديدآور

/ناهید حسین زاده قراجه

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: کشاورزی

تاریخ نشرو بخش و غیره

، ‮‭۱۳۹۹‬

نام توليد کننده

، عباسپور

نام خاص و کميت اثر

‮‭۶۸‬ص‬

متن يادداشت

زبان: فارسی

متن يادداشت

چاپی - الکترونیکی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

رشته اصلاح نباتات گرایش ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک

زمان اعطا مدرک

‮‭۱۳۹۹/۰۴/۱۶‬

کسي که مدرک را اعطا کرده

تبریز

متن يادداشت

تجمع بالای لیپیدهای غنی از اسیدهای چرب امگا ‮‭۳‬ زنجیره بلند چند غیر اشباع، با اثرهای سلامتی بخش موجود در ریزجلبک‌ها، توجه زیادی را به سمت مصرف مستقیم، همریختی و یا تراریختی ریزجلبک‌صها جلب نموده است .با این وجود، کمبود فعلی اطلاعات ژنومی و رونویسی ریزجلبک‌صها مانعی بزرگ در مسیر مهندسی زیستی هدفمند این میکروارگانیسم‌صها به شمار می‌صرود .هدف این مطالعه جداسازی و بررسی بیان ژن‌صهای کلیدی درگیر در سنتز لیپید در ریزجلبک بومی دونالیلا تحت شرایط تنش می‌صباشد .برای این منظور ابتدا سه جدایه دونالیلای بومی از نظر تولید لیپید و ترکیب اسیدهای چرب مورد غربالگری قرار گرفتند و جدایه‮‭I۱ - ABRIINW‬به عنوان جدایه پرتولید لیپید، با قابلیت سنتز اسیدهای چرب زنجیره بلند چند غیر اشباع برای مطالعات بعدی انتخاب شد .اثر عوامل شوری) در دو سطح ‮‭۵/۰‬ و ‮‭۲‬ مولار کلرور سدیم(، دما ‮‭(۱۵‬ و ‮‭۲۵‬ درجه سانتیگراد (و نور ‮‭(۱۲۰۰‬ میکرومول فوتون بر مترمربع بر ثانیه ( بصورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در ‮‭۲‬ تکرار بر روی جدایه منتخب در فتوبیوراکتور مورد مطالعه قرار گرفت .صفاتی نظیر مورفولوژی، رشد، محتوای اسید چرب کل، ترکیب اسیدهای چرب و شاخص‌صهای تغذیه‌صای- سلامتی لیپید ارزیابی گردید .نتایج نشان داد که تولید اسید چرب کل به طور معنی دار تحت تاثیر اثرهای اصلی و اثرهای متقابل دوجانبه و سه‌صجانبه عوامل مورد مطالعه قرار دارد .ترکیب‌صهای تیماری‮‭۵/۰‬ ،‮‭۱۵‬ ، ‮‭۲۰۰‬ و‮‭۲‬ ،‮‭۲۵‬ ، ‮‭۲۰۰‬ به ترتیب به عنوان شرایط القا کننده تولید بالا و پایین اسید چرب کل انتخاب شدند .نمونه‌صهای ‮‭RNA‬ مربوط به زمان‌صهای ‮‭۴‬ و ‮‭۲۴‬ ساعت دو تیمار، با پلتفرم ‮‭Illumina Hiseq ۲۵۰۰‬ توالی‌صیابی شدند .پس از تجمیع ‮‭De novo‬ خوانش‌صهای با کیفیت بالا به عنوان مرجع، رونوشت‌صهای ژنی بیان شده متفاوت بین دو تیمار و در بازه زمانی ‮‭۲۴ ۴‬ ساعت در هر تیمار مشخص شدند .این رونوشت‌صها با استفاده از اونتولوژی ژنی و دائرة المعارف ژن‌صها و ژنوم‌صها مورد انتساب عملکردی قرار گرفتند .تحلیل نتایج داده‌صها در شرایط تیماری با لیپید بالا نشان داد که طی انتقال زمانی از ‮‭۴‬ به ‮‭۲۴‬ ساعت ژن‌صهای سنتز گلیسرولیپید و سنتز اسیدچرب افزایش بیان نشان دادند .همچنین در شرایط تیماری با لیپید پایین، بیان ژن‌صهای سنتز گلیسرول و گلیسرولیپید در ‮‭۴‬ ساعت نسبت به ‮‭۲۴‬ ساعت بالاتر بود که دلالت بر پاسخ محافظتی اولیه سلول در مواجهه با شوری زیاد به صورت تولید اسمولیت گلیسرول داشت .ژن‌صهای تطویل اسید چرب، در بازه زمانی ‮‭۴‬ به ‮‭۲۴‬ ساعت در هر دو تیمار افزایش بیان نشان دادند .مقایسه بین دو تیمار، تظاهر بالای ژن‌صهای سنتز تری آسیل گلیسرول را در تیمار با لیپید بالا نسبت به تیمار دیگر در هر دو زمان ‮‭۴‬ و ‮‭۲۴‬ ساعت آشکار ساخت .افزایش بیان الانگاز اسیدهای چرب با زنجیره بسیار بلند و نیز دسچورازهای‮‭۵‬ ،‮‭۷‬ ،‮‭۸‬ ،‮‭۹‬ ،‮‭۱۲‬ ،‮‭۱۵‬ ،‮‭۳‬ ، ‮‭۶‬ و‮‭FAD - LC‬در تیمار با لیپید بالا منجر به افزایش طول و غیراشباعی اسیدهای چرب به سمت سنتز اسیدهای چرب بسیار بلند و چند غیر اشباع گردید .ژن‌صهای بتا اکسیداسیون چربی در تیمار با لیپید بالا نسبت به تیمار با لیپید پایین با مهار بیشتری مواجه شدند که منجر به حفظ بیشتر اسیدهای چرب در آن گردید .در مطالعه حاضر، به رغم تشخیص میزان بالای ‮‭DHA‬ در جدایه مورد مطالعه، رونوشتی به ژن مربوط به مسیر متعارف تولید دوکوزا هگزا انوئیک اسید ‮‭(۴‬ و ‮‭۶‬ دسچوراز (نسبت داده نشد .با این حال، عمده ژن‌صهای درگیر در مسیر جایگزین پلی کتید سنتاز برای تولید دوکوزا هگزا انوئیک اسید که اخیرا در جلبک‌صها کشف شده، در این جدایه نیز شناسایی شدند .ژن‌صهای مربوط به سنتز زنجیره بلند چند غیر اشباع که اختصاصی ریزجلبک-هاست، هنوز به طور کامل در گیاهان ابتدایی و یا خود جلبک‌صها نیز شناسایی نشده اند، از این رو تفاسیر انجام شده در پروژه حاضر متاثر از اطلاعات ژنتیکی و رونویسی محدود مربوط به ریزجلبک‌صها در پایگاه داده‌صها بود .در نهایت تجزیه و تحلیل ترنسکریپتومی انجام شده علاوه بر غنی سازی پایگاه داده‌صهای موجود، می-تواند زمینه‌صای را برای دستکاری ژنتیکی و ژنومیکس عملکردی در آینده فراهم سازد .بعلاوه پروفیل اسیدچرب بدست آمده در این مطالعه نشانگر وجود پتاسیل مناسب جهت تولید در مقیاس وسیع و توسعه مواد غذایی نامتعارف مبتنی بر ریزجلبک‌صها می‌صباشد

متن يادداشت

scale production-conventional microalgal based food stock, for large-PUFA genes do not have plant counterparts and they have not yet been fully characterized in lower plants or algae. Thus the interpretations in the present project suffered from the shortage of microalgal genetic and transcriptomic information in data banks. Apart from database enrichments, the whole transcriptome assay may provide a foundation for future genetic manipulation and functional genomics. They can be directed to develop non-specific VLC-PUFA of docosahexaenoic acid (DHA) in the studied isolate, no transcript was annotated as pertaining to the key gene of 4 desaturase in the conventional DHA pathway. However, the main genes involved in the recently discovered alternative pathway of polyketide synthase (PKS) were enriched. Algae-oxidation genes were repressed in high TFA compared to low TFA condition which led to greater maintenance of its FA content. Despite the considerable production of the n3 VLC-PUFA and highly unsaturated fatty acids synthesis. The -chain FA desaturase genes in high TFA samples suggested the increased elongation and desaturation toward VLC- FA elongase as well as 5, 7, 8, 9, 12, 15, 3, 6 and long-expression of the VLC-regulation of TAG synthesis genes in high TFA inducing condition at both 4 and 24h. The over-regulated. Treatment DE comparison analysis of glycerolipid metabolism demonstrated the up-regulated yielding in improved TAG synthesis. In low TFA stimulating condition, the expression of glycerolipid and glycerol genes were generally higher at 4h comparing to 24h, indicating the cells early protective response as an improved synthesis of glycerol osmolyte against high salinity. The elongation genes, during the time span of 4 to 24h in both conditions were up-way interaction of salinity, temperature and light had a significant effect on TFA accumulation. The treatment combinations of 0.5, 15, 200 and 2, 25, 200 were chosen as high and low TFA stimulating conditions, respectively. The RNA samples of these two treatments at two time points of 4 and 24h were sequenced using Illumina Hiseq 2500 platform. Following De novo assembly, differentially expressed (DE) transcripts were determined between the two treatments and in time progression of 4 24h within each treatment. They were then subjected to functional annotation using GO and KEGG orthology. The majority of the GO hits were derived from those of Chlamydomonas and Volvox microalgae. In the high TFA inducing condition, during 4 to 24h period, all the glycerolipid and FA synthesis genes were up-1 were assessed in factorial experiment based on completely randomized design. The morphology, growth, total fatty acid (TFA) content, fatty acid (FA) composition, lipid nutritional and health indices were evaluated. The results revealed that the main and three-2 s-PUFA producer isolate for the subsequent studies. The effect of salinity, temperature and light, each in two levels of respectively 0.5 and 2M NaCl; 15 and 25 C, and 200 and 1200 mol photon m-I1 was selected as lipid hyperproductive and n3 VLC-G29 were assayed in terms of lipid production and fatty acid profile. Based on the results, D. sp. ABRIINW-B1 and D. sp. ABRIINW-I1, D. sp. ABRIINW-PUFA), with health benefiting effects, in the microalgae has attracted increasing attention toward their direct consumption, cisgenesis or transgenesis approaches. However, the current insufficiency of genome and transcriptome information is a barrier to bioengineering purposes. The objective of this study was to analyze the expression of lipid synthesis genes in the native microalga Dunaliella under the stress conditions. Initially, the three indigenous Dunaliella isolates, D. sp. ABRIINW-chain polyunsaturated fatty acids (VLC-long-Accumulation of high lipid content rich in omega 3 very

عنوان اصلي به زبان ديگر

‮‭Isolation and expression analysis of key genes in lipid synthesis of native microalga Dunaliella under stress condition‬

مستند نام اشخاص تاييد نشده

حسین زاده قراجه، ناهید

مستند نام اشخاص تاييد نشده

Hosseinzadeh Gharajeh, Nahid

مستند نام اشخاص تاييد نشده

ولیزاده، مصطفی، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

حجازی، محمد امین، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

دورانی، ابراهیم، استاد مشاور

يادداشت عمومي

سیاه و سفید

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی