Journal of Crop Breeding

fa ساختار و بیان ژن NFX در مراحل رشدی در گونه های جو، ذرت و گندم Structure and Gene Expression of NFX Gene Family in Developmental Stages in Barley, Wheat and Maize بيوتكنولوژي گياهي بيوتكنولوژي گياهي پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: پروتئینهای NFXL1 و NFXL2 دارای موتیف های انگشت روی شامل (موتیف اتصال DNA و انگشت (PHD هستند که به طور بالقوه برهم کنش پروتئین را واسطه گری می کنند. ژن های NF-X نقش مهمی در پاسخ به سیگنالینگ دفاعی با استفاده از هورمونهای گیاهی دارد. مواد و روش ها: در این مطالعه، 12 ژن NF-X در جو، ذرت و گندم انتخاب شدند. ساختار ژن، الگوهای دوبرابرشدگی و درخت فیلوژنتیک برای 12 فاکتور رونویسی NF-X در سه گونه مورد آنالیز قرار گرفت. همچنین، تجزیه و تحلیل مقایسه ای برای شناسایی ارتولوگها و پارالوگ های NF-X در ژنوم ذرت، جو و گندم انجام شد. یافته ها: درخت فیلوژنتیک NF-X از جو و ذرت و گندم به  دو گروه تقسیم بندی شدند. آنالیز ساختاز ژنی نشان داد که تعداد اگزون ژنهای NF-X بین 1 تا 13متغیر است. آنالیز سینتنی ژنهای NF-X جو، ذرت و گندم نشان داد که شباهت TaNFXL1.2 با  HvNFXL1و HvNFXL2  باTaNFXL1.3 ، TaNFXL2،TaNFXL2.1  و ZmNFXL1  با ZmNFXL1.1   بیش از 90٪ می باشد. آنالیز ژنهای NF-X  نشان داد که دوبرابرشدگی تاندوم و دوبرابرشدگی سگمنتال نقش مهمی در گسترش ژنوم جو و ذرت و گندم دارد. با این حال، تعداد دوبرابرشدگی تاندوم و سگمنتال، نشان داد که این عوامل از عوامل اصلی در تکامل ژنهای NF-X هستند. این اولین مطالعه برای مقایسه ژنهای NF-X در سه گونه گیاهی است،. پیش بینی عناصر تنظیمی نشان داد کهNF-YC ،NF-YB ،NF-YA ، bHLH ، myb / SANT ، WRKY ، Dof  و Trihelix  بالاترین فراوانی را در ناحیه آغازگر ژنهای NF-X داشتند. ژنهای HvNF-X2 و ZmNF-X2 و TaNF-X2 بالاترین تعداد سیس المنتها را به خود اختصاص دادند. آنالیز بیان ژنهای NF-X نشان داد که این ژنها تقریبا در تمامی مراحل رشدی افزایش بیان نشان دادند. نتیجه گیری: یافته های ما می تواند به عنوان منبع مفیدی برای مطالعات آینده ژنهای NF-X در مطالعات مقایسه ای بین گونههای مختلف گیاهی در نظر گرفته شود. هدف از این مطالعه، شناسایی و توصیف ژنهای NF-X در سه گونه از طریق روش تجزیه و تحلیل ژنوم بود. ژنهایHvNFX1 ،  HvNF-X2 و ZmNFXL1.1  بیان ژن را در تمام مراحل رشدی نشان دادند. ساختار ژن در اکثر پروتئینهای هر گروه مشابه بود که با طبقه بندی فیلوژنتیک ژنهای NF-X مطابق بود.  </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Introduction and Objective: NFXL1 and NFXL2 proteins have NF-X1 type zinc fingers domains, DNA binding, and PHD finger motifs, which potentially mediate its protein interactions. NF-X genes play an important role in response to defense signaling using plant hormones. Material and Methods: In this study, 12 NF-X genes were selected in barley, maize and wheat. The gene structures, duplication patterns, phylogenetic tree, developmental of the 12 NF-X transcription factors in nine species were analyzed to further investigate the functions of these factors. In the present study, a comparative analysis was performed to identify orthologs and paralogues of NF-X in the genomes of maize, barley and wheat. Results: The phylogenetic tree of NF-X from H.vulgare and Z.mays revealed two groups based on their homology and the exon numbers of NF-X genes, ranging from 1 to 13. According to the synteny analysis, NF-X genes of barley, maize and wheat revealed high similarity, which TaNFXL1.2 with HvNFXL1; HvNFXL2 with TaNFXL1.3, TaNFXL2, TaNFXL2.1; TaNFXL1 with TaNFXL1.1, TaNFXL1.3; ZmNFXL1 with ZmNFXL1.1 genes revealed similarity more than %90. Prediction cis-elements showed that NF-YB; NF-YA; NF-YC, bHLH, myb/SANT, WRKY, Dof, and Trihelix had maximum frequency in the promoter region of NF-X genes.  The HvNF-X2, ZmNF-X2 and TaNF-X2 genes had the highest number of cis-elements. Analysis of NF-X genes showed that tandem duplication and segmental duplication play an important role in the development of barley, maize and wheat genomes. NF-X gene expression analysis showed that these genes were up-regulated in almost all developmental stages. However, the number of tandem and segmental duplication showed that these factors are major factors in the evolution of NF-X genes. Since this is the first study to compare NF-X genes in three species, our findings could be considered as useful source for future NF-X genes studies in comparative studies among different plant species. Conclusion: The aim of this study was to identify and characterize NF-X genes in nine species via in silico genome-wide analysis approach. HvNFX1, HvNF-X2, and ZmNFXL1.1 genes showed that gene expression in all development stages. The gene structure in most proteins in each group was similar, which validated the NF-X transcription factors phylogenetic classification.</div>   آنالیز سینتنی, دمین روی, ساختار ژنی, فاکتور رونویسی NF-X, مراحل رشدی Developmental stages, Gene structure, NF-X transcription factor, Synteny analysis, Zn-domain 97 105 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-719-3&slc_lang=fa&sid=1 Zohreh Hajibarat زهره حاجی برات zohreh.hajbarat@yahoo.com 100319475328460018983 100319475328460018983 No Department of Plant Sciences and Biotechnology, Faculty of Life Sciences and Biotechnology, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran گروه علوم و زیست فناوری گیاهی، دانشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران Abbas Saidi عباس سعیدی abbas.saidi@gmail.com 100319475328460018984 100319475328460018984 Yes Department of Plant Sciences and Biotechnology, Faculty of Life Sciences and Biotechnology, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran گروه علوم و زیست فناوری گیاهی، دانشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران