چکیده: لیگنین پلیمری فنلی در دیواره‌ی ثانویه گیاهان است که از منظر بیولوژیک و اقتصادی اهمیت فراوانی دارد. از این رو مهندسی لیگنین برای منظور تولید گیاهان متحمل همچنین گیاهان مناسب برای صنایع همواره از اهداف دانشمندان بوده است. با این حال اکثر تلاش‌ها برای مهندسی ژن‌های اصلی دخیل در بیوسنتز لیگنین منجر به بروز فنوتیپ‌های نامطلوبی مثل حساسیت به تنش‌ها و کاهش بیومس شده است. از این جهت یافتن ژن های کاندیدای مناسب برای مهندسی لیگنین که بتوانند مقدار و محتوای لیگنین را بدون تاثیرگذاری بر رشد و مقاومت به تنش ها کنترل کنند، اهمیت دارد. در این پایان‌نامه با استفاده از ابزار بیوانفورماتیکی به جستجوی چنین ژن هایی در شبکه ی هم بیانی ژن های کد کننده ی آنزیم های فنیل آلانین آمونیالیاز (PAL)، سینامات 4- هیدروکسیلاز (C4H) و P- کومارات 3-هیدروکسیلاز (C3H) دخیل در مسیر بیوسنتز لیگنین در براکی پودیوم و سویا پرداخته شده است. برای این منظور ژن های هم بیان ژن های مورد مطالعه از پایگاه های داده ی Phytozome وPlaNet بازیابی شد. مطالعات Pathway Enrichment در Phytozome، مطالعه ی عملکرد در KEGG، Uniprot و مطالعه ی هم تنظیمی در PlantPAN 2.0 انجام شد. در کنار سایر ژن های درگیر در مسیر بیوسنتز لیگنین تعداد زیادی ژن با عملکرد ناشناخته در شبکه های هم بیانی حضور داشتند. پیش بینی می شود این ژن ها لیگنیفیکاسیون را تحت تاثیر قرار دهند. مطالعات نشان داد که ژن های مورد مطالعه در مسیرهای مقابله با تنش ها دخالت دارند یا با ژن های دخیل در این مسیرها هم بیان هستند. ژن های موجود در شبکه ی هم بیانی پتانسیل سنتز پلیمرهای دیواره ثانویه (سلولز و زایلان)، شرکت در تنظیم مسیر فنیل پروپانوئید (فاکتورهای نسخه برداری، پروتئین های متصل شونده به RNA، پروتئین های دخیل در سنتز پیش سازهای مسیر بیوسنتز لیگنین (آمینو اسیدهای آروماتیک)، پروتئین های درگیر در انتقال نیترات)، تنظیم پلیمریزاسیون لیگنین (همچون فاکتورهای نسخه برداری، اندوگلوکناز و آسکوربات اکسیدازها و ...) و شرکت در مسیر انتقال سیگنال را دارند. آنالیز توالی بالادست ژن های هر شبکه ی هم بیانی نشان داد که در بالادست این ژن‌ها جایگاه‌ اتصال برای تعدادی از فاکتورهای نسخه برداری دخیل در تنظیم مسیر فنیل پروپانوئید و مسیر بیوسنتز لیگنین حضور دارد. آنالیز تکاملی ژن‌های PAL، C4H و C3H بین دو گیاه مورد مطالعه انجام شد و در تمام موارد به غیر از C3H در براکی‌پودیوم بیش از یک ژن آنزیم‌های مورد مطالعه‌ را کد می‌کنند. بررسی نشان داد که احتمالا خانواده‌ی ژنی PAL و C3H بعد از اشتقاق گونه‌های دولپه از تک لپه گسترش یافته‌اند. علاوه بر این گسترش خانواده‌ی ژنی C4H گیاهان تک لپه، احتمالا قبل از اشتقاق گونه‌ها صورت گرفته است.