شناسایی میکرو RNA‌های محافظت‌شده و ژن‌های هدف آن‌ها در یولاف (.Avena sativa L) تحت تنش خشکی و شوری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه ژنتیک و به‌نژادی گیاهی، واحد خرم‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، خرم‌آباد، ایران

2 محقق، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد خرم‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، خرم‌آباد، ایران

3 استادیار، گروه کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کنگاور، کنگاور، ایران

چکیده

یولاف زراعی (.Avena sativa L) یکی از محصولات زراعی مهم در جهان است. تاکنون هیچ ژنوم مرجع و مستندسازی شده‌ای و هیچ‌گونه گزارشی از شناسایی میکرو RNA‌ها برای این گیاه وجود ندارد. در مطالعه حاضر به‌منظور شناسایی میرناهای محافظت‌شده بالقوه و بررسی بیان ژن‌های هدف آن‌ها در یولاف، از 733 میلیون خوانش کوتاه حاصل از توالی‌یابی ترنسکریپتوم برگ و گیاه کامل که تحت تنش‌های مختلف خشکی و شوری قرار گرفته بودند، استفاده شد. از مجموع 73419 یونی‌ژن سرهم‌بندی شده، 1419 یونی‌ژن‌ غیرکد‌کننده شناسایی و به‌عنوان توالی‌های کاندید پیش‌ساز میرناها در نظر گرفته شدند. در نهایت از بین رونوشت‌های غیرکدکننده، هشت میرنا با نام‌های asa-miR5181b، asa-miR5049a-3p، asa-miR169d-5p، asa-miR5181a، asa-miR2118b-5p، asa-miR5049-3p، asa-miR5049b-3p و asa-miR1130-5p متعلق به پنج خانواده محافظت‌شده میرنا با میانگین شاخص حداقل انرژی آزاد تاخوردگی (MFEI) 29/1- کیلوکالری بر مول شناسایی شدند. میرناهای شناسایی‌شده در تنش خشکی نسبت به حالت کنترل و هم‌چنین تنش شوری کاهش بیان نشان دادند. هرچند پاسخ به انواع تنش‎های غیرزیستی در گیاهان دارای وجوه مشترکی است، با این حال بیان میرناهای شناسایی‌شده در دو شرایط تنش خشکی و شوری متفاوت بود، این امر را می‌توان به تفاوت در نوع بافت موردمطالعه، مکانیسم حس و پاسخ اولیه گیاهان به انواع تنش‌ها مرتبط دانست. در مجموع باتوجه به نقش تنظیمی میرناهای محافظت‌شده در ابتدای شبکه تنظیمی بیان ژن، می‌توان از پتانسیل بالای میرنا‌های شناسایی‌شده در این پژوهش به‌ویژه asa-miR1130-5p جهت تغییر یا تنظیم بیان ژن‌های پاسخ‌دهنده به تنش خشکی و شوری ازجمله اعضایی از خانواده‌های عوامل رونویسی مانند MYB، bHLH و ERF، در یولاف استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Identification of Conserved Micro RNAs and Their Target Genes in Oat (Avena sativa L.) Under Drought and Salt Stress

نویسندگان [English]

  • Reza Mir drikvand 1
  • Seyyed sajad Sohrabi 2
  • Seyyed Mohsen Sohrabi 2
  • Kamran Samiei 3
1 Associate Professor, Department of Genetic and Plant Breeding, Khorramabad Branch, Islamic Azad University, Khorramabad, Iran
2 Researcher, Young Researchers and Elite Club, Khorramabad branch, Islamic Azad University, Khorramabad, Iran
3 Assistant Professor, Department of Agriculture, Kangavar Branch, Islamic Azad University, Kangavar, Iran
چکیده [English]

The Oat (Avena sativa L.), is a plant of the Poaceae family and is one of the important crops in the world. Despite the high nutritional value, there is no annotated reference genome and there is no report of microRNA identification for this plant. In the present study, 733 million short reads was used to identify the conserved miRNAs and to investigate the expression of their target genes in the drought and salt-stressed leaf transcriptome of oat. Out of a total of 73419 assembled unigenes, 1419 non-coding unigenes were identified and considered as miRNA precursor. Finally, among non-coding unigenes, eight miRNAs named asa-miR5181b, asa-miR5049a-3p, asa-miR169d-5p, asa-miR5181a, asa-miR2118b-5p, asa-miR5049-3p, asa-miR5049b-3p and asa-miR1130-5p with Minimal Free Energy Index (MFEI) of -1.29 kcal/mol belonging to five conserved families were identified. Identified miRNAs down-regulated under the drought stress compared to control and salt stress conditions. Although the response to different types of abiotic stresses in plants is very similar, however, the expression of identified miRNAs was different between drought and salinity stresses. This is probably related to differences in the type of tissue, the sensing mechanism, and the initial response of plants to various stresses. In general, considering the regulatory role of conserved miRNAs in the control of the gene regulatory network, the identified miRNAs in this study, especially asa-miR1130-5p, can be used to regulate the expression of stress-responsive genes, including members of MYB, bHLH, and ERF transcription factors gene families in oat.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Transcriptome
  • Drought stress
  • Salt stress
  • miRNA
  • Oat