ہولوپراسٹک پلانٹ Cistanche Tubulosa (Orobanchaceae) کے پلاسٹوم میں وسیع جین کا نقصان
Mar 04, 2022
رابطہ: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 ای میل:audrey.hu@wecistanche.com
Wanqi Xuam، Haimei Chenam، Lixia Tiana، Mei Jianga، Qiaoqiao Yanga، Liqiang Wanga، Bashir Ahmadb اور LinFang Huanga aKey
خلاصہ
پرجیوی پودوں کے پلاسٹوم میں بڑے پیمانے پر فوٹو سنتھیٹک جین کا نقصان اور تیز رفتار ارتقائی شرح واقع ہوتی ہے۔ ہولوپراسیٹک پوداCistanche tubulosaOrobanchaceae کا ایک اہم طبی وسائل ہے جو بنجر علاقوں میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ اس مطالعہ میں، C. tubulosa کے مکمل پلاسٹوم کو ترتیب، جمع اور تجزیہ کیا گیا ہے۔ C. tubulosa کے کل پلاسٹوم کی لمبائی 75,375 bp تھی، جس میں ایک جوڑا الٹا ریپیٹس (IRs، 6,593 bp)، ایک بڑا سنگل کاپی ریجن (LSC، 32,470 bp)، اور ایک چھوٹا سنگل کاپی ریجن (SSC، 29,719 bp)۔ اس میں 24 برقرار پروٹین کوڈنگ جینز، نو سیڈوجینز، اور 44 گمشدہ جین تھے۔ اس کے علاوہ، تمام پروٹین کوڈنگ جین، جو کہ فتوسنتھیس اور توانائی کی پیداوار سے متعلق تھے، سیوڈوجینائزڈ یا کھو گئے تھے۔ چار آر آر این اے جین اور 24 ٹی آر این اے جین برقرار تھے جبکہ پانچ ٹی آر این اے جین غائب تھے۔ فائیلوجنیٹک درخت نے اشارہ کیا کہ C. tubulosa کا C. phelypaea سے گہرا تعلق تھا۔ ہمارے نتائج پلاسٹوم کی تنظیم، درجہ بندی، اور پرجیوی پودوں کے ارتقاء کی سمجھ کو بہتر بنا سکتے ہیں۔
Orobanchaceae ایک خاص خاندان ہے جس میں تمام سطح کے بڑھنے والے رویے والے پودوں پر مشتمل ہے جس میں nonparasitic، hemiparasitic، اور holoparasitic پودوں (Xi et al. 2013) شامل ہیں۔Cistanche tubulosaOrobanchaceae کا ایک holoparasitic پودا، اپنے میزبانوں کی جڑوں سے پانی اور نامیاتی اور غیر نامیاتی غذائیت جذب کرتا ہے۔ Cistanche tubulosa روایتی طور پر پرورش بخش جڑی بوٹیوں کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ C. tubulosa سے بہت سارے مرکبات الگ کیے گئے ہیں، بشمول phenylethanoid glycosides، carbohydrates، lignans، iridoids، echinacoside، verbascoside، chlorogenic acid، acteoside، اور luteolysis (Yong and Peng-Fei 2009; Fuet al.18; 2019)۔ ان الگ تھلگ مرکبات نے وافر فارماسولوجک اثرات کی نمائش کی ہے، جیسے کہ نیورو پروٹیکٹو، امیونوموڈولیٹری، اینٹی سینسینس، اینٹی انفلامیٹری، اینٹی آسٹیوپوروسس، ہیپاٹو پروٹیکشن، اینٹی آکسیڈیٹیو، اینٹی بیکٹیریل، اینٹی ٹیومر اور گلوکوز رواداری کے اثرات۔ Morikawa et al. 2019)۔ آٹوٹروفک جانداروں کے 3000 سے زیادہ پلاسٹومز کے مقابلے میں جو نیشنل سینٹر فار بائیوٹیکنالوجی انفارمیشن ڈیٹا بیس سے حاصل کیے جاسکتے ہیں، پرجیوی پودوں کے پلاسٹومز کا ڈیٹا محدود ہے۔ جین کے نقصانات کی خصوصیت کو ظاہر کرنے اور مجموعی ارتقائی عمل میں نئی بصیرت فراہم کرنے کے لیے، ہم نے C. tubulosa کے پلاسٹوم کا تجزیہ کیا۔
C. tubulosa کے تازہ پیمانے پر پتے ہوٹن پریفیکچر (سنکیانگ یوگور خود مختار علاقہ)، چین (78○1203600E, 36○1901200N) سے جمع کیے گئے تھے۔ واؤچر کے نمونے انسٹی ٹیوٹ آف میڈیسنل پلانٹ ڈیولپمنٹ، چائنیز اکیڈمی آف میڈیکل سائنسز، پیکنگ یونین میڈیکل کالج (IMD) کے جڑی بوٹیوں میں جمع کیے گئے تھے، جس میں XJ20170502 کے الحاق نمبر تھے۔ تقریباً 500 این جی ڈی این اے کو 400 بی پی کے انسرٹ سائز کے ساتھ لائبریری بنانے کے لیے استعمال کیا گیا اور HiSeq 4000 پلیٹ فارم کے لیے مینوفیکچرر کی ہدایات کے مطابق ترتیب دیا گیا۔ کلین پیئرڈ اینڈ ریڈز کو 1e - 5 کے ای-ویلیو کٹ آف کے ساتھ BLASTn کا استعمال کرتے ہوئے GenBank ڈیٹا بیس میں ریکارڈ شدہ پودوں کے تمام پلاسٹومز کے خلاف فلٹر کیا گیا تھا۔ نکالے گئے ریڈز کو SPAdes (v. 3.10.1) (Bankevich et) کے استعمال سے جمع کیا گیا تھا۔ al. 2012)۔ باؤنڈری ریجن کو باؤنڈری ریجن پر محیط پرائمر جوڑوں کا استعمال کرتے ہوئے توثیق کیا گیا تھا جس کے بعد علاقوں کی پی سی آر ایمپلیفیکیشن اور پی سی آر پروڈکشن کی سنجر سیکوینسنگ۔ CpGAVAS2 ویب سروس (Shi et al. 2019) کا استعمال کرتے ہوئے جینز کی تشریح کی گئی اور اپولو جینوم ایڈیٹر (Lewis et al. 2002) کا استعمال کرتے ہوئے دستی طور پر ترمیم کی گئی۔ پلاسٹوم کا دائرہ نقشہ OrganellarGenomeDRAW (Lohse et al. 2013) کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیا گیا تھا، اور CGView Server (Grant and Stothard 2008) کا استعمال کرتے ہوئے GC مواد کا تجزیہ کیا گیا تھا۔ Orobanchaceae Rehmannia glutinosa (NC_034308) کے غیر طفیلی پودے کے مقابلے میں، وہ جین جو معلوم پروٹین کوڈنگ جینز سے ملتے جلتے تھے لیکن ان میں ایک یا ایک سے زیادہ فریم شفٹ میوٹیشنز کو کاٹ دیا گیا تھا یا ان میں سیوڈوجینز (Cusimano and Wicke 2016; Xiet) کی درجہ بندی کی گئی تھی۔ al. 2013)۔ جینوم اسمبلی اور تشریح کے نتائج GenBank میں جمع کیے گئے، الحاق نمبر MN614130 کے ساتھ۔
C. tubulosa کے پلاسٹوم کی لمبائی 75,375 bp تھی اور اس نے ایک عام کواڈری پارٹائٹ ڈھانچہ دکھایا، جس میں IRs (6593 bp) کا جوڑا LSC (32,470 bp) اور SSC (29,719 bp) خطے سے الگ کیا گیا تھا۔ کل GC کا مواد 34.95 فیصد تھا اور SSC ریجن میں IR (33.22 فیصد) اور LSC (3286 فیصد) ریجن سے زیادہ GC مواد (38{10}} فیصد) تھا۔ C. tubulosa کے پلاسٹوم نے 27 برقرار پروٹین کوڈنگ جینز کو برقرار رکھا، نو جین سیوڈوجینز بن گئے، اور 44 جین مکمل طور پر غائب تھے۔ فوٹوسنتھیٹک پروٹین کو انکوڈنگ کرنے سے متعلق تمام جین سیوڈوجینائزڈ یا کھو گئے تھے، جو C. tubulosa کے holoparasitic طرز زندگی کی حمایت کرتے ہیں۔ چاروں آر آر این اے ایس ایس سی خطے میں عالمی طور پر مقامی تھے۔ کل 24 ٹی آر این اے باقی رہے، اور پورے ارتقاء میں پانچ تک ٹی آر این اے ضائع ہو گئے۔
Orobanchaceae خاندان کے اندر C. tubulosa کی phylogenetic پوزیشن کا تجزیہ کرنے کے لیے، 36 انواع کا استعمال کرتے ہوئے ایک سالماتی ارتقائی درخت بنایا گیا تھا۔ کلسٹل ڈبلیو پروگرام (Thompson et al. 2002) کا استعمال کرتے ہوئے بارہ مشترکہ پروٹین کی ترتیب کو جوڑ کر جوڑا گیا تھا۔ فائیلوجنیٹک درخت کو رینڈمائزڈ ایکسلریٹڈ میکسمم لائک ہوڈ (RAxML) سافٹ ویئر (Stamatakis 2014) اور ML طریقہ استعمال کرتے ہوئے بنایا گیا تھا، جس میں Arabidopsis thaliana اور Nicotiana tabacum شامل تھے۔ فائیلوجنیٹک درخت نے دکھایا کہ C. tubulosa اور C. phelypaea کو ایک ساتھ گروپ کیا گیا تھا (شکل 1)۔
چائے
حوالہ جات
Bankevich A, Nurk S, Antipov D, Gurevich AA, Dvorkin M, Kulikov AS, Lesin VM, Nikolenko SI, Pham S, Prjibelski AD, et al. 2012. SPAdes: ایک نیا جینوم اسمبلی الگورتھم اور سنگل سیل کی ترتیب کے لیے اس کے اطلاقات۔ J Comput Biol۔ 19(5):455–477۔
Cusimano N، Wicke S. 2016. نان گرین اوروبانچاسی میں پلاسٹڈ جینوم کی کمی کے دوران بڑے پیمانے پر انٹرا سیلولر جین کی منتقلی۔ نیا فائٹول۔ 210(2):680–693۔
فو زیڈ، فین ایکس، وانگ ایکس، گاو ایکس 2018۔Cistanches Herba: اس کی کیمسٹری، فارماکولوجی، اور فارماکوکینیٹکس پراپرٹی کا ایک جائزہ۔ جے ایتھنوفرماکول۔ 219:233–247۔
Gao Y, Guo LN, Ma SC, Liu J, Zheng J, Zan K. 2019. UPLC مخصوص کرومیٹوگرام اور اہم اجزاء کے تعین پر مبنی تین Cistanche انواع کا تقابلی مطالعہ۔ Zhongguo Zhong Yao Za Zhi. 44(17):3749–3757۔
گرانٹ جے آر، اسٹوتھارڈ پی۔ 2008۔ سی جی ویو سرور: سرکلر جینوم کے لیے ایک تقابلی جینومکس ٹول۔ نیوکلک ایسڈ Res. 36(ویب سرور): W181–W184۔
Lewis SE, Searle SMJ, Harris N, Gibson M, Iyer V, Richter J, Wiel C, Bayraktaroglu L, Birney E, Crosby MA, et al. 2002. اپالو: ایک ترتیب تشریح ایڈیٹر۔ جینوم بائیول۔ 3(12): RESEARCH0082۔
Lohse M, Drechsel O, Kahlau S, Bock R. 2013. OrganellarGenomeDRAW- پلاسٹڈ اور مائٹوکونڈریل جینوم کے فزیکل نقشے بنانے اور ایکسپریشن ڈیٹا سیٹس کو دیکھنے کے لیے ٹولز کا ایک مجموعہ۔ نیوکلک ایسڈ Res. 41(ویب سرور کا مسئلہ): W575–W581۔
Morikawa T, Xie H, Pan Y, Ninomiya K, Yuan D, Jia X, Yoshikawa M, Nakamura S, Matsuda H, Muraoka O. 2019. صحرا سے حیاتیاتی طور پر فعال قدرتی مصنوعات کا جائزہپوداCistanche tubulosa. کیم فارم بیل۔ 67(7):675–689۔
Shi L, Chen H, Jiang M, Wang L, Wu X, Huang L, Liu C. 2019. CPGAVAS2، ایک مربوط پلاسٹوم سیکوینس اینوٹیٹر اور تجزیہ کار۔ نیوکلک ایسڈ Res. 47(W1): W65–W73۔
Stamatakis A. 2014. RAxML ورژن 8: فائیلوجنیٹک تجزیہ اور بڑے فائیلوجنی کے بعد کے تجزیہ کے لیے ایک ٹول۔ بایو انفارمیٹکس۔ 30(9): 1312–1313۔
تھامسن جے ڈی، گبسن ٹی جے، ہیگنس ڈی جی۔ 2002. ClustalW اور ClustalX کا استعمال کرتے ہوئے ایک سے زیادہ ترتیب کی سیدھ۔ کرر پروٹوک بایو انفارمیٹکس۔ باب 2: 2.3.1–2.3.22۔
Xi L, Ti-Cao Z, Qin Q, Zhumei R, Jiayuan Z, Takahiro Y, Masami H, Crabbe MJC, Jianqiang L, Yang Z. 2013. holoparasite کی مکمل کلوروپلاسٹ جینوم ترتیبCistanche deserticola(Orobanchaceae) اپنے میزبان Haloxylon ammodendron (Chenopodiaceae) سے جین کے نقصان اور افقی جین کی منتقلی کو ظاہر کرتا ہے۔ پی ایل او ایس ون۔ 8(3):e58747
یونگ جے، پینگ-فی ٹی. 2009۔ سیستانچے پرجاتیوں میں کیمیائی اجزاء کا تجزیہ۔ J Chromatogr A. 1216(11):1970–1979۔
