همسانه¬سازی مولکولی، جداسازی و توصیف یک ژن پکتات لیاز از بافت حبه انگور بی¬دانه سفید (Vitis vinifera L. cv. Bidaneh Sefid)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین

3 استادیار، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین

4 استادیار، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بینالمللی امام خمینی(ره)، قزوین

5 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بینالمللی امام خمینی (ره)، قزوین

چکیده

یکی از فعالیت­های مهم سلول­های گیاهی در دوره رشد آن، فعال نمودن ژن­های عامل و آنزیم­های موثر در تجزیه برخی مواد ذخیره شده در مراحل اولیه تشکیل میوه است. بر اساس مطالعات انجام شده، آنزیم­های مختلفی در تخریب دیواره سلولی و نرم شدن بافت میوه نقش دارند. از مهم­ترین این آنزیم­ها، آنزیم پکتات لیاز می­باشد. در این مطالعه، cDNA ناقص یکی از ژن­های پکتات لیاز از بافت حبه انگور بی­دانه سفید (Vitis vinifera L. cv. Bidaneh Sefid) با استفاده از تکنیک واکنش زنجیره­ای پلی­مراز نسخه­برداری معکوس (Reverse Transcriptase-PCR) جداسازی و در ناقل pUC19 همسانه­سازی و ساختار مولکولی، ویژگی­های بیوشیمیایی و فیلوژنتیکی آن مورد بررسی قرار گرفت. توالی نوکلئوتیدی این ژن، تحت عنوان VvPel1، به­طول  bp429 بوده و یک پروتئین با 143 اسیدآمینه را رمز می­کند. وزن مولکولی محاسبه شده و نقطه ایزوالکتریک پیش­بینی شده این پروتئین به­ترتیب برابر 78/15 کیلو دالتون و 53/6 می­باشد. بررسی ساختارهای دوم و سوم توالی پروتئینی VvPel1 نشان داد که این پروتئین از نظر ساختاری مشابه با توالی­های پکتات لیاز گزارش شده از موجودات دیگر می­باشد. توالی پروتئینی به­دست آمده شباهت زیادی را با توالی­های پکتات لیاز سایر گیاهان از قبیل Ricinus communis، Fragaria ananassa، Prunus persica و Populus trichocarpa نشان داد. بررسی فیلوژنتیکی نیز مشخص کرد که این ژن به زیرگروه I پکتات لیازهای گیاهی تعلق دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Molecular Cloning, Isolation and Characterization of a Pectate Lyase Gene from Grape (Vitis vinifera L. cv. Bidaneh Sefid) Berry Tissue

نویسندگان [English]

  • Raheem Haddad 1
  • Sayed Sharafe Al-Din Moosavi 2
  • Ghasem- Ali Garoosi 3
  • Ramin Hosseini 4
  • Reza Heidari Japelaghi 5
1 Associate Professor, Department of Agricultural Biotechnology, Technical and Engineering Faculty, Imam Khomeini International University, Qazvin
2 Graduate Student, Department of Agricultural Biotechnology, Technical and Engineering Faculty, Imam Khomeini International University, Qazvin
3 Assistant Professor, Department of Agricultural Biotechnology, Technical and Engineering Faculty, Imam Khomeini International University, Qazvin
4 Assistant Professor, Department of Agricultural Biotechnology, Technical and Engineering Faculty, Imam Khomeini International University, Qazvin
5 Graduate Student, Department of Agricultural Biotechnology, Technical and Engineering Faculty, Imam Khomeini International University, Qazvin
چکیده [English]

One of the important activities of the plant cell on the life cycle is to promot genes and enzyms involved in degradation of the storage components at the bigining of the fruit formation. Based on the researches, different enzymes take part in the cell wall modification and fruit tissue softening. Pectate lyase is one of the most important enzymes involved in such activities. Partial cDNA of a pectate lyase gene was isolated from grape (Vitis vinifera L. cv. Bidaneh Sefid) berry tissue by reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) technique and then was cloned into a pUC19 plasmid. Then, molecular structur, biochemical and phylogenetic characteristics were analyzed. Nucleotide sequence of the gene, called VvPel1, revealed a 429 bp long, encoding a protein of 143 amino acid residues. The calculated molecular mass and the predicted isoelectric point of the deduced polypeptide were 15.78 and 6.53 kDa, respectively. Analysis of secondary and three dimensional structures of the deduced polypeptide sequence for VvPel1 was shown that VvPel1 is similar to those of previouly reported pectate lyase proteins from other organisms. The deduced protein sequence was indicated a high similarity to pectate lyases isolated from plants such as Ricinus communis, Fragaria ananassa, Prunus persica, and Populus trichocarpa. Phylogenetic study was also demonstrated that VvPel1 gene belongs to the subgroup I of plant pectate lyases.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Grape
  • Pectate lyase
  • Softening
  • Cell wall
  • Cloning