Біоінформатичний аналіз Alternaria macrospora для розробки системи молекулярної детекції
Альтернативна назва
Bioinformatic analysis of Alternaria macrospora for molecular detection
Вантажиться...
Файли
Дата
2026
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
ISSN
2076-0558
E-ISSN
2307-4663
Назва тому
Видавець
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Анотація
Мета. Розробити специфічні праймери та TaqMan-зонди для детекції фітопатогенного гриба Alternaria macrospora методом полімеразної ланцюгової реакції у реальному часі. Методи. Біоінформатичний аналіз послідовностей A. macrospora, наявних у генетичній базі даних Національного центру біотехнологічної інформації (NCBI). Пошук гомологів здійснювали з використанням інструменту «BLAST» (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi). Для оцінки роздільної здатності генетичних локусів проводили філогенетичний аналіз у програмі raxmlGUI. Множинне вирівнювання послідовностей виконували за допомогою алгоритму MAFFT. Дизайн праймерів та TaqMan-зондів здійснювали за допомогою інструменту «Primer3» (https://primer3. ut.ee/). Специфічність праймерів перевіряли in silico із використанням інструменту «Primer-BLAST». Результати. Проаналізовано 82 нуклеотидні послідовності A. macrospora, з них 48 послідовностей ITS регіону (Internal Transcribed Spacer) та послідовності генетичних локусів 18S rRNA і 28S rRNA (Ribosomal RNA), RPB2 (RNA Polymerase II Second Largest Subunit), GAPDH (Glyceraldehyde 3 Phosphate Dehydrogenase), TEF1 (Translation Elongation Factor 1-alpha), histone H3, calmodulin, actin, allergen alt a 1. Встановлено, що традиційний молекулярний маркер ITS має низьку роздільну здатність для ідентифікації A. macrospora та не дозволяє відрізнити цей вид від інших представників Alternaria. Виявлено, що гени calmodulin та histone H3 містять видоспецифічні ділянки, які можуть бути використані для диференціації A. macrospora. На основі послідовностей цих генів розроблено дизайн пар праймерів (прямий та зворотний) та внутрішніх TaqMan-зондів, що показали специфічність до A. macrospora при перевірці in silico. Висновки. Гени calmodulin та histone H3 виявилися перспективними молекулярними маркерами для специфічної детекції A. macrospora. Розроблена TaqMan-система дозволяє in silico специфічно ідентифікувати A. macrospora.
Aim. To develop specific primers and TaqMan probes for the detection of the phytopathogenic fungus Alternaria macrospora using real-time polymerase chain reaction. Methods. Bioinformatics analysis was conducted on A. macrospora sequences available in the National Center for Biotechnology Information (NCBI) genetic database. Homolog searches were performed using the BLAST tool. To evaluate the resolution of genetic loci, phylogenetic analysis was carried out using raxmlGUI software. Multiple sequence alignment was performed using the ClustalW algorithm. Primers and TaqMan probes were designed using the Primer3 tool, and their specificity was verified in silico using Primer-BLAST. Results. A total of 82 nucleotide sequences of A. macrospora were analyzed, including 48 sequences of the ITS (Internal Transcribed Spacer) region, as well as sequences of the 18S rRNA and 28S rRNA (Ribosomal RNA), RPB2 (RNA Polymerase II Second Largest Subunit), GAPDH (Glyceraldehyde 3-Phosphate Dehydrogenase), TEF1 (Translation Elongation Factor 1-alpha), histone H3, calmodulin, actin and allergen alt a 1 genetic loci. It was established that the traditional ITS molecular marker has low resolution for the identification of A. macrospora and does not allow for the differentiation of this species from other members of the Alternaria genus. The calmodulin and histone H3 genes were found to contain species-specific regions that can be utilized for A. macrospora differentiation. Based on these gene sequences, primer pairs (forward and reverse) and internal TaqMan probes were designed, showing high specificity to A. macrospora during in silico testing. Conclusions. The calmodulin and histone H3 genes proved to be promising molecular markers for the specific detection of A. macrospora. The developed TaqMan system enables the specific in silico identification of A. macrospora.
Aim. To develop specific primers and TaqMan probes for the detection of the phytopathogenic fungus Alternaria macrospora using real-time polymerase chain reaction. Methods. Bioinformatics analysis was conducted on A. macrospora sequences available in the National Center for Biotechnology Information (NCBI) genetic database. Homolog searches were performed using the BLAST tool. To evaluate the resolution of genetic loci, phylogenetic analysis was carried out using raxmlGUI software. Multiple sequence alignment was performed using the ClustalW algorithm. Primers and TaqMan probes were designed using the Primer3 tool, and their specificity was verified in silico using Primer-BLAST. Results. A total of 82 nucleotide sequences of A. macrospora were analyzed, including 48 sequences of the ITS (Internal Transcribed Spacer) region, as well as sequences of the 18S rRNA and 28S rRNA (Ribosomal RNA), RPB2 (RNA Polymerase II Second Largest Subunit), GAPDH (Glyceraldehyde 3-Phosphate Dehydrogenase), TEF1 (Translation Elongation Factor 1-alpha), histone H3, calmodulin, actin and allergen alt a 1 genetic loci. It was established that the traditional ITS molecular marker has low resolution for the identification of A. macrospora and does not allow for the differentiation of this species from other members of the Alternaria genus. The calmodulin and histone H3 genes were found to contain species-specific regions that can be utilized for A. macrospora differentiation. Based on these gene sequences, primer pairs (forward and reverse) and internal TaqMan probes were designed, showing high specificity to A. macrospora during in silico testing. Conclusions. The calmodulin and histone H3 genes proved to be promising molecular markers for the specific detection of A. macrospora. The developed TaqMan system enables the specific in silico identification of A. macrospora.
Опис
Ключові слова
Alternaria macrospora, бавовник, біоінформатика, молекулярна детекція, ПЛР у реальному часі, bioinformatics, Gossypium, molecular detection, real-time PCR
Бібліографічний опис
Біоінформатичний аналіз Alternaria macrospora для розробки системи молекулярної детекції / Г. І. Сліщук, Г. І. Дроздов, Н. Ю. Васильєва, Н. Е. Волкова. Мікробіологія і біотехнологія. 2026. № 1(66). С. 21–36.
УДК
577.21:575.22:581.6