Ανίχνευση πολυμορφισμών (SNPs – Indels) στην αλληλουχία του γονιδίου συνθάση των ιριδοειδών σε ελληνικές ποικιλίες ελιάς (Olea europaea)
Creators: name: Πιστικούδη, Αδαμαντία Γεωργίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2022
Subjects: Ελιά
Συνθάση των Ιριδοειδών
Ελευρωπαΐνη
Olive
Iridoid Synthase
Oleuropein

description: Η ελιά αποτελεί μια εμβληματική καλλιέργεια και μια σημαντική πηγή οικονομικών πόρων για την Ελλάδα. Η ανάδειξη των ελληνικών ποικιλιών ελιάς και των προϊόντων τους, σε παγκόσμιο επίπεδο, αποτελεί ύψιστης σημασίας εγχείρημα. Για την πραγματοποίηση αυτού του στόχου, είναι απαραίτητη τόσο η μελέτη των προϊόντων της ελιάς σε οργανοληπτικό επίπεδο, όσο και η μελέτη του γενετικού υλικού των ελληνικών ποικιλιών. Μέσω της έρευνας, θα αναγνωρισθούν χαρακτηριστικά που διαφοροποιούν και καθιστούν τα ελληνικά προϊόντα ελιάς ανταγωνιστικά, σε σχέση με αντίστοιχα προϊόντα άλλων χωρών. Επίσης θα δοθεί η δυνατότητα ανάπτυξης νέων πρωτοποριακών προϊόντων, που θα μπορούσαν να επιφέρουν πολλά οφέλη στην ελληνική επιχειρηματικότητα και οικονομία. Χαρακτηριστικά που θα μπορούσε να αποτελέσουν αντικείμενο έρευνας και ανάπτυξης είναι η ελευρωπαΐνη και οι φαινολικές ενώσεις της ελιάς. Ένας μεγάλος αριθμός ερευνών αναδεικνύουν τα οφέλη αυτών των ενώσεων, τόσο στα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά των προϊόντων ελιάς, όσο και στην υγεία του ανθρώπου και σε ασθένειες, όπως ο καρκίνος. Συνεπώς, η ελευρωπαΐνη και οι φαινολικές ενώσεις αποτελούν πολύτιμες ενώσεις με δυνατότητα να καταστήσουν το ελαιόλαδο και τις ελιές λειτουργικά τρόφιμα, αλλά και να αποτελέσουν βάση για την ανάπτυξη φαρμάκων και συμπληρωμάτων διατροφής. Αν και το μεταβολικό μονοπάτι βιοσύνθεσής τους δεν έχει αποσαφηνιστεί πλήρως, τα τελευταία χρόνια έχει γίνει μεγάλη πρόοδος και έχουν ανακαλυφθεί σημαντικά ένζυμα και γονίδια του μονοπατιού. Ένα ένζυμο κλειδί για τη βιοσύνθεση αυτών των ενώσεων είναι η συνθάση των ιριδοειδών (iridoid synthase) που, όπως φαίνεται, συνθέτει τον ιριδοειδή δακτύλιο της ελευρωπαΐνης και παράλληλα συμμετέχει στη βιοσύνθεση και σημαντικών φαινολικών ενώσεων όπως η υδροξυτυροσόλη και η τυροσόλη. Η γενετική μελέτη αυτού του γονιδίου είναι δυνατό να αναδείξει διαφορές στο επίπεδο αλληλουχίας του DNA των ελληνικών ποικιλιών, οι οποίες συνδέονται με την ποσοτική και ποιοτική περιεκτικότητά τους σε ελευρωπαΐνη και φαινολικές ενώσεις. Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκε η αλληλουχία του γονιδίου της συνθάσης των ιριδοειδών σε 18 ελληνικές ποικιλίες ελιάς. Για τον σκοπό αυτό, σχεδιάστηκαν εξειδικευμένοι εκκινητές για το γονίδιο της συνθάσης των ιριδοειδών, οι οποίοι χρησιμοποιήθηκαν για την απομόνωση και ενίσχυση του γονιδίου στις 18 ελληνικές ποικιλίες και τη μετέπειτα αλληλούχιση των γονιδίων με τη μέθοδο Sanger. Τέλος, οι αλληλουχίες των γονιδίων αναλύθηκαν και προσδιορίστηκαν 14 μονονουκλεοτιδικοί πολυμορφισμοί (SNPs) και 1 προσθήκη βάσης (insertion) μεταξύ των 18 ποικιλιών ελιάς. Τα αποτελέσματα αυτά συγκρίθηκαν με τα αντίστοιχα αποτελέσματα του πειράματος αλληλούχισης ολόκληρου γονιδιώματος των ίδιων ποικιλιών του Εθνικού Ερευνητικού Δικτύου του προγράμματος «Εμβληματική Δράση της Ελιάς». Τα SNPs και η προσθήκη βάσης που ανακαλύφθηκαν θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως βάση για την ανάπτυξη μοριακών δεικτών, που θα είναι χρήσιμα εργαλεία σε βελτιωτικά προγράμματα, με στόχο την ανάπτυξη νέων ποικιλιών ελιάς με χαρακτηριστικά υψηλής παραγωγής ελευρωπαΐνης και φαινολικών ενώσεων
description: The olive tree continues to be a flagship crop as well as a major financial resource for Greece. Highlighting the Greek olive tree cultivars and their products world widely has turned into a project of the utmost importance. Therefore, the objectives of this project include both the analysis of olive tree products at the organoleptic level and the study of Greek olive germplasm. Through research, the characteristics that distinguish Greek olive tree products from similar foreign agricultural products will be identified. Moreover, these characteristics will become the incentive for the development of new pioneering products that would promote Greek entrepreneurship and the market economy. Oleuropein and phenolic compounds are two features that could be the subject of further research. Numerous studies have showcased the beneficial effects of these compounds on the organoleptic properties of olive tree products, as well as on important human diseases such as cancer. Therefore, oleuropein and phenolic compounds are valuable compounds that have the potential to establish olive oil and olives as functional foods and form the basis for the development of new drugs and dietary supplements. Although their biosynthetic pathway has not yet been fully elucidated, great progress has been made in recent years on significant enzymes and genes of the metabolic pathway. A key enzyme in the biosynthesis of these compounds is iridoid synthase, which appears to synthesize the iridoid scaffold of oleuropein and is also involved in the biosynthesis of important phenolic compounds, such as hydroxytyrosol and tyrosol. Genetic study of this gene could reveal differences in the genomic sequence of Greek olive cultivars, which could be related to the quantitative and qualitative content of oleuropein and phenolic compounds. In this research thesis, the gene sequence of iridoid synthase was studied in 18 Greek olive tree cultivars. For this purpose, specific primers for the iridoid synthase gene were designed and used in order to isolate and amplify the gene from these 18 cultivars and subsequently sequence the genes using Sanger sequencing. Gene sequences were analyzed, and 14 Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) and 1 base insertion were identified among the 18 olive cultivars. The results of this thesis were compared with those of the National Research Network of the “Olive Roads” research project, that performed whole genome sequencing on the same olive tree cultivars. The SNPs and base insertion found could serve as the basis for the development of molecular markers, which in turn will be implemented in breeding programs aimed at developing new olive tree cultivars characterized by high production of oleuropein and phenolic compounds