Identification, classification and gene expression analysis of WRKY transcription factors gene family in barley

Yazdani, Beniamin and Asghari Zakaria, Rasool and Sadat Shobbar, Zahra and Heydari, Amir and Motahari, Abolfazl (2016) Identification, classification and gene expression analysis of WRKY transcription factors gene family in barley. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (شناسایی، طبقه‌بندی و بررسی بیان خانواده ژنی عوامل رونویسی WRKY در جو)
Beniamin Yazdani.pdf

Download (331kB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

Biotic and abiotic stresses are the most important crop yield reducing agents. The WRKY family is an important transcription factor type in higher plants, and is not present in fungal and animal genomes. Here, we found 96 WRKY proteins in Hordeum vulgare. Multiple Sequence Alignment was obtained using the tree base progressive alignment protocol with a neighbor joining algorithm. A phylogenetic tree was constructed based on the whole protein sequence and evolutionary distances were computed by estimate the number of aa substitutions per site. HvWRKYs were classified into 3 major groups and 5 subgroups. The tree endorsed Wheat, Rice and Arabidopsis classifications. The tree classified clusters of group II a and b subgroups, III and IId and also group I and IIc next to each other, confirming their structural similarity in WDs. It is believed that the evolutionary relationship of group I and IIc are close and because of high sequence similarity of subgroup IIc with carboxyl WDs in group I, it concluded that subgroup IIc has been derived from group I by losing its amino terminal WD during the evolution. Phylogenetic analysis confirms the hypothesis of group I as being the true ancestor of WRKY genes and other groups of the family have been evolved from the group I. Group III had the most number of additional conserved motifs outside the WDs, by 38 motifs. All sequences were analyzed for ATG context. The average length of 5'-UTR was shorter than the average length of 3'-UTR. 3745 binding sites found in all sequences. ABRERATCAL binding site had the most frequent occurrences in the HvWRKY promoters. Microarray-based data analyses of both development and stress responses were performed and heat map clusters for samples and probes were drawn which revealed differential expression pattern of HvWRKYs in response to abiotic stresses. HvWRKY8, 29, 56 and 90 were the most up-regulated genes in drought treatment samples

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: شناسایی، طبقه‌بندی و بررسی بیان خانواده ژنی عوامل رونویسی WRKY در جو
Persian Abstract: تنش‌های زیستی و غیر زیستی از مهمترین عوامل محدود‌کننده عملکرد گیاهان زراعی هستند. خانواده ژنی WRKY از مهمترین عوامل رونویسی در گیاهان عالی بوده که در ژنوم قارچ‌ها و جانوران وجود ندارد. در پژوهش حاضر، اطلاعات مربوط به 96 پروتئین خانواده WRKY جو جمع‌آوری شد. توالی‌ها با استفاده از نرم افزار Clustalx به صورت چندگانه همردیف شده و درخت فیلوژنتیک آنها با روش اتصال همسایه و با انجام خودراه‌اندازی با تکرار ۱۰۰۰ بار توسط نرم افزارMEGA6 رسم شد. توالی‌های موجود بر مبنای تعداد پهنه‌های WRKY و ساختار انگشت روی موجود در 3 ‌گروه دسته‌بندی شدند. بر این اساس ۱۳پروتئین دارای 2 دمین حفاظت شده WRKY در گروه I،3۰ پروتئین‌ دارای یک دمین WRKY با ساختار انگشت روی Cx7Cx23HxC در گروه III و بقیه پروتئین‌های دارای یک دمین WRKY با ساختار انگشت روی Cx4-5Cx22-23HxH در زیر‌گروه‌های پنج‌گانه گروه II قرار گرفتند. در درخت رسم‌شده، کلاسترهای زیرگروه‌های a و b، III و d و همچنین I و c کنار یکدیگر قرار گرفتند. برای 71 ژن از این خانواده مکان‌های کروموزومی پیدا شد و براساس اطلاعات موجود امکان ترسیم ساختار ژنی 62 عضو فراهم شد. متوسط طول 5’-UTRکوتاه‌تر از متوسط طول 3’-UTR بود. آنالیز UTRها و راه‌اندازها ساختارهای مورد انتظار ژنی را تایید کرد و بر دخیل بودن ژن‌های این خانواده در پاسخ به تنش‌های غیرزیستی صحه گذاشت. 3745 جایگاه اتصال عوامل تنظیمی سیس در توالی‌ها پیدا شد. جایگاه اتصال ABRERATCAL فراوان‌ترین جایگاه اتصال در راه‌اندازهای این خانواده بود. برای 22 ژن Probe Set ID مربوطه برای آنالیزهای بیانی پیدا شد که تاییدی بر دخیل بودن این ژن‌ها در پاسخ به تنش‌های غیرزیستی بودند و در نهایت چهار ژن کاندیدا (HvWRKY8, 29, 56, 90) با بیشترین افزایش بیان به عنوان ژن‌های دخیل در پاسخ به تنش خشکی معرفی شدند که تایید‌کننده بیشترین تاثیر گذاری گروه III در پاسخ به تنش‌های غیرزیستی بودند و نشان دادند که بیشترین تاثیر ژن‌های خانواده عوامل رونویسی WRKY در پاسخ به تنش‌های غیرزیستی به‌ترتیب دربرابر تنش‌های خشکی، سرما و شوری می‌باشد.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Asghari Zakaria, RasoolUNSPECIFIED
Sadat Shobbar, ZahraUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Heydari, AmirUNSPECIFIED
Motahari, AbolfazlUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Date Deposited: 16 Nov 2018 13:34
Last Modified: 15 Dec 2018 16:06
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/1940

Actions (login required)

View Item View Item