Date of Award

11-2025

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science in Molecular Biology and Biotechnology

Department

Biology

First Advisor

Dr. Mohammad Tauqeer Alam

Abstract

Fusarium covers the wide genus of fungi with over 400 species that are key in agricultural and medical practice. The purpose of the current study was to perform a comprehensive genomic profiling of the 19 Fusarium species that were captured in the National Centre of Biotechnology Information (NCBI) database. The study was made to make a comparison of the data, based on the descriptive statistics of every species, with graphical representation images enabling clear demonstration of the numbers. The study indicated that the chromosomal numbers were in the range of 0-15, the gene count was roughly 11000 -19000, while that of the total nucleotide was between 37-60 million base pairs. In relation to taxonomy, it emerged that the GC content of the species averaged at 47%, which indicated that most of them were relatively stable and not evolving.

Key findings from this study were the high metabolism rate of the majority of the Fusarium species studied with about 40% of them demonstrating a metabolism rate of between 1550 and 1600. The implications of these findings are that they are suitable for the biotechnological use, and industrial enzyme production. The Fusarium species with a high similarity and closer clusters in the results indicates that those strains had a similar ecological role or came from the same evolutionary origin, while the divergent cluster suggest that these differences in the gene content are due to specialization possibly to aid in the ability to adapt to a wide range of hosts or due to pathogenicity and adaptation requirements. Findings also confirm that Fusarium species studied had a vast range of accessory genes and Accessory chromosomes that are responsible in production of secondary metabolism. Key to note that the three major species F. oxysporum and F. solani, whose high metabolism rate puts them as a suitable candidate for industrial use. However, it is imperative to note that such highly metabolic and gene metabolic Fusariums tend to evolve and hence creating resistance against drugs and pesticides. Understanding the genomic structure of the Fusarium helps in revealing their virulence or utilization in biotechnology.

Arabic Abstract

تحديد خصائص الشبكة الجينية والأنظمة الفطرية لأنواع فطر الفوزاريوم

يتسم فطر الفوزاريوم بأنه جنساً واسعاً من الفطريات، حيث أنه يدخل بأكثر من 400 نوع أساسي منه في الممارسات الزراعية والطبية. كان الغرض من الدراسة الحالية هو إجراء ملف تعريف جيني شامل لتسعة أنواع من الفوزاريوم تم تجميع معلوماتها من قاعدة بيانات المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية (NCBI). أجرت الدراسات في هذا البحث العلمي لمقارنة البيانات بناءً على الإحصاءات الوصفية لكل نوع من الأنواع، مع إدراج صور تمثيل بياني تتيح توضيحاً مفصلاً وواضحاً للأرقام، حيث أشارت الدراسة إلى أن أعداد الكروموسومات كانت في نطاق 4-550، وعدد الجينات كان يتراوح بين الـ11000 و 19000 جيناً، بينما كان عدد الـ(Nucleotides) أو وحدات القاعدة الجينية بين 37-60 مليون زوج قاعدي. فيما يتعلق بالتصنيف، ظهر أن متوسط محتوى GC للأنواع التسعة عشرة قد بلغ على نحوي 47%، مما يشير إلى أن معظمها كانت مستقرة نسبياً ولا تتطور.

كانت النتائج الرئيسية لهذه الدراسة هي ارتفاع معدل الأبيض لغالبية أنواع الفوزاريوم المدرسة حيث أظهر حوالي 40% منها معدل أبيض يتراوح بين 1550 و 1600. وتتمثل آثار هذه النتائج في أنها مناسبة للاستخدام التكنولوجي الحيوي وإنتاج الإنزيمات الصناعية. كما تؤكد النتائج أن أنواع الفوزاريوم المدرسة لديها مجموعة واسعة من الجينات الإضافية والكروموسومات الإضافية المسؤولة عن إنتاج الأنواع الإضافية. ومن المهم ملاحظة أن الأنواع الثلاثة الرئيسية وهي F. oxysporum f.sp. lycopersic i و F. solan ، التي يضعها معدل الأبيض العالي كمرشح مناسب للاستخدام الصناعي. ومع ذلك، من الضروري ملاحظة أن مثل هذه الفوزاريوم عالية الأبيض والجيني تميل إلى التطور وبالتالي خلق مقاومة ضد الأدوية والمبيدات الحشرية. يساعد فهم التركيب الجيني للفوزاريوم في الكشف عن ضراوته أو استخدامه في التكنولوجيا الحيوية.

Download

Included in

Biology Commons

COinS