سامانه همایش های دانشگاه جیرفت

صفحه اصلی / سومین همایش بین المللی و چهارمین همایش ملی کشاورزی، محیط زیست و امنیت غذایی

نقش بیوانفورماتیک در تجزیه و تحلیل داده‌های ژنومی برای ارتقای مقاومت به بیماری در گیاهان به منظور بهبود ایمنی غذایی

نویسندگان :

مرجان حیدرزاده¹

1- پژوهشگاه استاندارد

کلمات کلیدی :

بیوانفورماتیک،ژنومیک گیاهی،مقاومت به بیماری،یادگیری ماشین،بیان ژن،ایمنی غذایی

چکیده :

هدف: این مطالعه با هدف بررسی کاربرد بیوانفورماتیک در تجزیه و تحلیل داده‌های ژنومی برای ارتقای مقاومت به بیماری در گیاهان و در نهایت بهبود ایمنی غذایی انجام شده است. با استفاده از ابزارهای بیوانفورماتیک، محققان می‌توانند ژن‌های مرتبط با مقاومت به بیماری را شناسایی کنند و گیاهان مقاوم‌تر را توسعه دهند. روش تحقیق: بیوانفورماتیک به عنوان یک ابزار مهم در ژنومیک گیاهی عمل می‌کند و امکان تجزیه و تحلیل مجموعه داده‌های بزرگ ژنومی را فراهم می‌کند. این فناوری به شناسایی ژن‌هایی که با مقاومت به بیماری مرتبط هستند کمک می‌کند و درک ما از مکانیسم‌های دفاعی گیاه را ارتقا می‌دهد. در این مطالعه، ابزارهای مختلف بیوانفورماتیکی استفاده شده است. BLAST برای مقایسه توالی‌های نوکلئوتیدی و پروتئینی با پایگاه‌های داده موجود برای شناسایی شباهت‌ها و تفاوت‌های ژنتیکی بین گونه‌ها استفاده شد. RNAstructure برای پیش‌بینی ساختار RNA و Fast PCR برای طراحی و تحلیل پرایمرها به کار گرفته شد. GenePattern به عنوان یک سیستم جریان علمی قدرتمند، دسترسی به صدها ابزار تجزیه و تحلیل ژنومی را فراهم کرد. GenScan برای شناسایی ساختارهای کامل ژن در توالی‌های ژنومی و Jmol برای تجسم ساختارهای مولکولی در سه بعد استفاده شد. این ابزارها به‌طور هماهنگ برای تجزیه و تحلیل داده‌های توالی ژنومی، پیش‌بینی ژن‌ها و درک مکانیسم‌های مقاومت به بیماری در گیاهان استفاده شدند. علاوه بر این، یادگیری ماشین (ML) امکان آنوتاسیون ژنوم و اندازه‌گیری کارآمد متغیرهای زراعی در محیط‌های کنترل‌شده و طبیعی را فراهم کرد و به شناسایی مناطق ژنومی مهم برای کشاورزی کمک کرد. یافته‌های پژوهش: بیوانفورماتیک به‌طور قابل توجهی به شناسایی نشانگرهای ژنتیکی مرتبط با مقاومت به بیماری در گیاهان کمک کرده است. به عنوان مثال، الگوریتم‌های یادگیری ماشین می‌توانند الگوهای بیان ژن را پیش‌بینی کنند که مقاومت به پاتوژن‌ها را به ارمغان می‌آورند، و این امکان را برای برنامه‌های اصلاح هدفمند فراهم می‌کند. علاوه بر این، ابزارهای بیوانفورماتیک ادغام داده‌های ژنومی با ویژگی‌های فنوتیپی را تسهیل می‌کنند و درک ما از مکانیسم‌های مقاومت به بیماری را ارتقا می‌دهند. مطالعات نشان داده‌اند که ژن‌هایی که در مسیرهای دفاعی گیاهان، مانند سیگنال‌دهی اسید سالیسیلیک و جاسمونیک اسید، دخیل هستند، می‌توانند به‌طور مؤثر با استفاده از رویکردهای بیوانفورماتیکی شناسایی و دستکاری شوند. این یافته‌ها می‌توانند در توسعه گیاهانی با مقاومت به بیماری بیشتر کمک کنند و در نهایت ایمنی غذایی را با کاهش خطر انتقال بیماری از طریق زنجیره غذایی بهبود بخشند. نتیجه‌گیری: بیوانفورماتیک نقش حیاتی در ارتقای مقاومت به بیماری در گیاهان دارد و با ارائه بینش‌هایی در مورد داده‌های ژنومی، می‌تواند به توسعه گیاهانی با مقاومت بهتر به بیماری‌ها کمک کند. این فناوری می‌تواند به امنیت غذایی جهانی و ایمنی غذایی با کاهش خطر انتقال بیماری از طریق زنجیره غذایی کمک کند.