پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 31 |
| تعداد شماره‌ها | 792 |
| تعداد مقالات | 7,554 |
| تعداد مشاهده مقاله | 24,670,528 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 7,582,894 |
شناسایی ژن‌های کلیدی و miRNA های دخیل در تحمل به تنش خشکی در برنج (Oryza sativa L.) | ||
| تحقیقات غلات | ||
| دوره 14، شماره 4 - شماره پیاپی 53، بهمن 1403، صفحه 347-362 اصل مقاله (785.5 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22124/cr.2025.29246.1844 | ||
| نویسندگان | ||
| سحر شجاعی1؛ محمد محسن‌زاده گلفزانی* 2؛ حبیب‌اله سمیع‌زاده لاهیجی3؛ مریم پسندیده ارجمند4 | ||
| 1دانشجوی دکتری، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران | ||
| 2دانشیار، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران | ||
| 3استاد، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران | ||
| 4دانش‌آموخته دکتری، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران (آدرس جدید: پژوهشگر، واحد فناور زیست رادان ژن کاسپین (بیوژن تک)، مرکز رشد واحدهای فناور، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی منطقه شمال کشور، رشت، ایران) | ||
| چکیده | ||
| مقدمه: گیاهان اغلب در معرض انواع تنش‌های زیستی و غیرزیستی قرار می‌گیرند. تنش‌های شوری، خشکی و دما از عوامل غیرزیستی هستند که با تأثیر منفی بر ویژگی‌های فیزیولوژیک و بیوشیمیایی گیاهان، سبب کاهش رشد و بهره‌وری محصول می‌شوند. شناسایی صفات کلیدی مرتبط با تنش‌های زیستی و غیرزیستی برای درک پاسخ گیاهان در سطح مولکولی و سلولی اهمیت زیادی دارد. مطالعه ترکیبات miRNA در گیاهان زراعی ابزار مؤثری برای تشخیص زودهنگام تنش‌ها، تغییرات فیزیولوژیک و تنظیم بیان ژن‌ها است. هدف از انجام این مطالعه، شناسایی ژن‌ها و miRNA های کلیدی درگیر در تحمل به تنش خشکی و معرفی آن‌ها در راستای به‌نژادی گیاه برنج برای تحمل به تنش خشکی بود. مواد و روش‌ها: در این مطالعه، داده‌های میکروآرایه دو رقم برنج متحمل (Dagad Deshi) و حساس (IR20) تحت تنش خشکی از پایگاه داده NCBI با سه تکرار جمع‌آوری و ژن‌های تفرق‌یافته در این دو ژنوتیپ با استفاده از ابزار GEO2R شناسایی شدند. ژن‌های با LogFC ≥ 3 و LogFC ≤ -3 به‌ترتیب به‌عنوان ژن‌های با افزایش و کاهش بیان در نظر گرفته شدند. به‌منظور تعیین ژن‌های مشترک بین ژنوتیپ‌های حساس (IR20) و متحمل (Dagad Deshi) از ابزار VENNY استفاده شد و جهت انتخاب ژن‌های کلیدی پاسخ دهنده به تنش خشکی، ژن‌هایی که فقط در ژنوتیپ متحمل بیان شدند، با استفاده از نرم‌افزار Cytoscape، پلاگین CytoHubba و روش MCC (Maximal Clique Centrality) شناسایی شدند. فرآیندهای زیستی ژن‌های کلیدی و مسیرهای ژن‌هایی که تفرق بیان یافتند، توسط ابزار DAVID بررسی و مسیرهای مهم‌تر با استفاده از تجزیه مسیر به‌کمک پایگاه داده KEGG شناسایی شدند. برای شناسایی miRNA های تنظیم کننده ژن‌های کلیدی نیز از ابزار psRNATarget نسخه 2017 استفاده شد. یافته‌های تحقیق: تجزیه و تحلیل داده‌های میکروآرایه نشان داد که در شرایط تنش خشکی در رقم متحمل (Dagad Deshi)، 33 درصد و 26 درصد از ژن‌ها به‌ترتیب افزایش و کاهش بیان معنی‌دار نشان دادند، در حالی‌که در رقم حساس (IR20)، افزایش و کاهش بیان معنی‌دار به‌ترتیب در هفت و شش درصد از ژن‌ها مشاهده شد. همچنین، 766 ژن در هر دو رقم متحمل و حساس، افزایش بیان و 340 ژن کاهش بیان معنی‌داری را نشان دادند. معنی‌دارترین فرآیندهای زیستی، اجزای سلولی و عملکردهای مولکولی در بین ژن‌های افزایش بیان یافته در رقم متحمل به‌ترتیب شامل پاسخ به سالیسیلیک اسید، سیتوپلاسم و فعالیت کربوکسی لیاز و در بین ژن‌های کاهش بیان یافته به‌ترتیب شامل مونومتیلاسیون پپتیدیل لیزین، زیرواحد بزرگ ریبوزومی میتوکندری و فعالیت آسیل CoA ردوکتاز با زنجیره بلند تشکیل دهنده الکل بودند. تجزیه و تحلیل غنی‌سازی مسیر KEGG نشان داد که ژن‌های افزایش و کاهش بیان یافته در رقم متحمل به‌ترتیب در 18 و 10 مسیر غنی شدند. از بین ژن‌های تغییر بیان یافته، 15 ژن از جمله چندین ژن از خانواده ژنی MCM (Minichromosome Maintenance Complex) به‌عنوان ژن‌های موثر و کلیدی در مسیر تحمل به تنش خشکی در برنج انتخاب شدند. این ژن‌ها شامل MCM5، Os05g0358200، MCM4، MCM7، NAC037، OS11G0128400، CDC6، RPA2A، OS12G0124700، MCM3، POLA، Os07g0406800، MCM6، Os05g0160800 و PCNA بودند. علاوه بر این، برای ژن‌های موثر در مسیر تحمل به تنش خشکی در برنج، تعداد 247 miRNA از جمله osa-miR172c، osa-miR1849، osa-miR2925، osa-miR397a و osa-miR414 نیز شناسایی و معرفی شدند. نتیجه‌گیری: بر اساس نتایج این مطالعه، تعداد 15 ژن از جمله چندین ژن از خانواده ژنی MCMs و همچنین 247 miRNA به‌عنوان ژن‌ها و miRNA های موثر و کلیدی دخیل در مسیر تحمل به تنش خشکی در برنج شناسایی شدند. از ژن‌ها و miRNA های شناسایی شده در این تحقیق می‌توان به‌منظور به‌نژادی و تولید گیاهان متحمل به تنش خشکی در برنج استفاده کرد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| بیان ژن؛ تنش‌های غیرزیستی؛ سایتواسکیپ؛ میکرواری؛ GEO2R | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 289 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 36 |
||