تحلیل جامع ژنومی به منظور شناسایی دقیق گونه‌های Cytospora: یافته‌های مبتنی بر نواحی ژنی ITS، TUB، RPB2 و ACT

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 Assistant Professor of Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran

2 دانشجوی دکتری گروه گیاه‌پزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

شناسایی و طبقه‌بندی گونه‌های Cytospora به‌دلیل محدودیت روش‌های مورفولوژیکی سنتی همواره با چالش همراه بوده است. بررسی ویژگی‌های ژنتیکی این قارچ‌ها می‌تواند راهکار مؤثری برای شناسایی دقیق‌تر و بازنگری در رده‌بندی آن‌ها فراهم کند. در این پژوهش، به‌منظور بررسی روابط فیلوژنتیکی میان گونه‌های مختلف Cytospora، چهار ناحیه ژنی ITS، ACT، TUB و RPB2 مورد مطالعه قرار گرفت.
در ناحیه ITS، تعداد ۶۸ کلاد شناسایی شد و این بخش تنها قادر بود ۴۳ درصد از گونه‌های بررسی‌شده را از یکدیگر متمایز سازد. در این ناحیه، یک کلاد پایه‌ای شامل C. valsoide مشاهده شد. ناحیه ACT شامل ۴۵ کلاد بود و توانست ۵۳ درصد از گونه‌ها را تفکیک کند. این ناحیه برای گونه‌هایی مانند C. populinopsis، C. japonica و C. leucostoma مقادیر بوت‌استرپ بالاتری نشان داد. ناحیه TUB دقت بیشتری داشت و با ۳۴ کلاد، ۷۶ درصد از گونه‌ها را از هم جدا کرد. مقادیر بوت‌استرپ بالا در این بخش برای C. chrysosperma، C. davidiana و C. brevispora مشاهده شد. ناحیه RPB2 نیز با ۶۳ کلاد، ۸۰ درصد از گونه‌های بررسی‌شده را به‌خوبی از یکدیگر تمایز داد و گونه‌های دارای چندین توالی ثبت شده ، خوشه‌های منسجم با بوت‌استرپ بالا تشکیل دادند.
ترکیب نواحی ژنی نتایج دقیق‌تری به‌همراه داشت. در ترکیب‌های ITS+ACT، ITS+RPB2، ITS+TUB، ITS+ACT+TUB و ITS+TUB+RPB2+ACT به‌ترتیب ۹۷، ۹۷، ۱۰۰، ۱۱۶ و ۱۲۵ گونه از مجموع ۱۳۷ گونه از هم متمایز شدند. نتایج نشان می‌دهد استفاده از چند ناحیه ژنی برای شناسایی گونه‌های Cytospora دقت بالاتری ایجاد می‌کند. در میان نواحی مورد بررسی، ژن‌های RPB2 و TUB بیشترین کارایی را داشتند

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comprehensive Genomic Analysis for Accurate Identification of Cytospora Species: Insights from ITS, TUB, RPB2, and ACT Gene Regions

نویسندگان [English]

  • Khadijeh Abbasi 1
  • Saeed Afzalinia 2
1 استادیار گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران
2 Department of Plant Protection, College of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

Understanding the genetic characteristics of these species has become a vital necessity for their precise identification and classification. In this comprehensive study, we conducted an in-depth analysis of the genetic composition of various Cytospora species, focusing on four distinct gene regions: ITS, ACT, TUB, and RPB2. Our primary objective was to elucidate the evolutionary relationships among these species and their capability to differentiate from other taxonomic groups. Within the ITS region, our analysis revealed the presence of 68 clades. However, this region was able to effectively separate only 43% of the studied species. Notably, a basal clade featuring C. valsoide was observed, with relatively modest bootstrap values for species containing multiple sequences. Turning our attention to the ACT region, we identified 45 clades, achieving a 53% success rate in species separation. Importantly, this region exhibited higher bootstrap values for certain species, including C. populinopsis, C. japonica, and C. leucostoma sequences. The TUB region emerged as particularly successful, presenting 34 clades and achieving an impressive 76% success rate in species separation. High bootstrap values were observed for species such as C. chrysosperma, C. davidiana, and C. brevispora. In the RPB2 region, we identified 63 clades, effectively separating 80% of the studied species. Species with multiple sequences formed cohesive clusters with high bootstrap values. The combination of gene regions yielded robust results. In the combined phylogenetic analysis of gene regions, ITS+ACT, ITS+RPB2, ITS+TUB, ITS+ACT+TUB and ITS+TUB+RPB2+ACT were able to separate 97, 97, 100, 116 and 125 species among 137, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Phylogenetic analysis
  • Single-Gene
  • Multigene phylogeny
  • Species identification