تنش‌های محیطی در علوم زراعی، جلد ۱۴، شماره ۳، صفحات ۵۸۵-۵۹۴

عنوان فارسی شناسایی میکرو RNAهای جدید در کلزا (.<i>Brassica napus</i> L) و نقشی که در سرکوب ژن‌های هدف به‌عهده دارند
چکیده فارسی مقاله میکرو RNAها گروهی از RNAهای کوچک غیررمزکننده پروتئین با طول تقریبا 18 تا 24 نوکلئوتید هستند که در تغییرات پس از رونویسی در یوکاریوت‌ها نقش سرکوب کننده mRNA دارند. به عبارت دیگر میکرو RNA بیان ژن را یا از طریق تجزیه یا سرکوب ترجمه mRNA تنظیم می‎. میکرو RNAها به‎طور مستقیم بر فرآیندهای مانند رشد و نمو، ریخت شناسی، زمان گلدهی، سوخت و ساز، متابولیسم اسیدهای چرب، گلیکولیز و پاسخ به تنش‌های زنده و غیر زنده در گیاهان تاثیرگذار هستند. برای شناسایی میکرو RNAها روش‌های مختلفی وجود دارد که استفاده از داده‌های زیستی(بیوانفورماتیک) یکی ازکم‎هزینه‎ترین و ساده‎ترین روش‌ها می‌باشد. توالی‌های miRAN بالغ شناخته‎شده از شمار زیادی گونه جانوری، گیاهی از پایگاه داده miRBase دانلود شد. از توالی‎های miRNA به‌عنوان توالی شناخته‎شده برای یافتن miRNAهای حفاظت‎شده بر پایه جستجوی همسانی بین miRNAها با GSSهای گیاه کلزا استفاده شد. ابتدا توالی‎های GSS در گیاه کلزا از بانک اطلاعاتی NCBI در برابر miRNAهای شناخته‌شده BLASTn شدند. برای شناسایی رونوشت‎ها و ژن‌های هدف از تشابه مکمل معکوس بین miRNA و رونوشت هدف استفاده شد. در نهایت پنج عدد miRNA بالغ جدید شناسایی‌شد. ژن‌های مانند LUC7L3 ,UEL1D ,WSD1 ,LBD41 ,HST,NST1 ,CIPK26 و CNOT11 که به چندین خانواده ‎ژنی با عملکردهای بیولوژیکی مختلف تعلق داشتند، شناسایی‎شد. در این تحقیق از سرورها و نرم‌افزارهای مانند Mfold، miRBase، psRNATarget و GC content استفاده شد.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله توالی GSS، روش داده‎های زیستی، یوکاریوت، کلزا، mRNA هدف،

عنوان انگلیسی Identification of new miRNAs in rapeseed (<i>Brassica napus</i> L.) and their role in suppressing target genes
چکیده انگلیسی مقاله Introduction
MicroRNAs(miRNAs) are a group of small non-coding RNAs of approximately 18 - 24 nucleotides that play a negative role in post-transcriptional changes in eukaryotes. The miRNAs are then loaded onto the argonate family proteins (AGO) to form a protein complex (RISC). The primary activity of the RISC complex is to direct the mature miRNA to the target RNA and to stop protein production (Megah et al., 2018). miRNAs are involved in response to abiotic stresses in plants such as drought; several miRNA families have been reported in response to drought stress in rice, tomato, Arabidopsis, Medicago truncatula, peach, barley and wheat (Akdogan et al., 2015). The purpose of this study was to identify new microRNAs and their role in suppressing and preventing expression of some of their target genes in rapeseed.
Materials and Methods
A total of 38589 known mature miRAN sequences were downloaded from the miRBase database. The miRNA sequences were used as known sequences to find conserved miRNAs based on homology search for miRNAs with rapeseed GSS sequences.103369 GSS for rapeseed was downloaded from NCBI database. Mature miRNA sequences were uploaded to the BLASTn algorithm to search for homology with rapeseed GSSs in Linux. The miRNA sequences as known sequences and the GSS sequences as sequences were compared with each other for homology search. GSSs with mature miRNA sequences up to four mismatches were selected as candidates (Zhang, 2005). GSS sequences were used instead of EST sequences because miRNAs can generate GSS sequences in addition to EST sequences. Consequently, GSSs were sequenced between the BLASTx miRNA sequences and the GSS coding sequences were deleted and only non-coding GSS sequences remained (Karimi et al., 2017). Mfold software was used to predict the secondary structure of candidate miRNAs (Vivek, 2018). ath-miR5021 and ath-miR8175 from Arabidopsis, bol-miR9410 and bol-miR9411 from wild cabbage and cas-miR11592 from Camelina sativa were selected from the psRNATarget website (Dai and Zhao, 2011.
Results
For miR5021: The NST1 target gene encodes a protein called Stress response protein NST1, which plays a role in regulating secondary wall thickness in plants and preventing its destruction against a variety of stresses (Mitsuda et al., 2005). For miR9410: The HST gene is one of the target genes that encodes an enzyme called Shikimate O-hydroxycinnamoyltransferase in plants, which participates in the phenylpropanoid biosynthesis and heat stress control in plants, propanoids as secondary metabolites during developmental stages. The plant is synthesized in response to stress conditions (Lukasik et al., 2013).
Discussion
Types of microRNAs and their role in suppressing target genes during live and abiotic stresses in barley, wheat, soybean, cucumber, alfalfa, olive, rice have been reported (Ozhuner et al., 2013). In this study, we tried to identify new microRNAs and their role in suppressing target genes for the first time in rapeseed. The results of this study showed that among the newly identified microRNAs, miR5021 and miR9410 families play an important role in suppressing NST1 and HST target genes, respectively, especially during stress in canola.. Therefore, identifying the molecular mechanism of these microRNAs and their target genes can help us in selecting drought and heat resistant varieties for rapeseed. A study of microRNAs for boron stress tolerance in leaves and roots of barley showed that of the four new microRNAs identified, miR408 was more involved in regulating cell signaling in leaves than the other three microRNAs (Ozhuner et al., 2013). Also, no response has been reported in hybrid and maize inbred lines for miR172 under drought and salt stress conditions (Kong et al., 2010). Therefore, understanding the cellular regulation mechanism for new microRNAs, including how to regulate the activity pathway of antioxidant enzymes such as superoxide dismutase in organs such as leaves, roots and shoots of canola, requires further investigation.
Conclusions
MicroRNAs can be used as a new molecular tool alongside existing classical breeding methods to improve the genetic status of plants to promote tolerance to a variety of biotic and abiotic stresses in plant breeding.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله توالی GSS, روش داده‎های زیستی, یوکاریوت, کلزا, mRNA هدف

نویسندگان مقاله مراد چشمه نور |
محقق بخش تحقیقات دانه‎های روغنی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی لرستان

محمدرضا بی همتا |
استاد پردیس کشاورزی و منابع طبیعی کرج، دانشگاه تهران

علی اکبر شاه نجات بوشهری |
استاد پردیس کشاورزی و منابع طبیعی کرج، دانشگاه تهران

علیرضا عباسی |
دانشیار پردیس کشاورزی و منابع طبیعی کرج، دانشگاه تهران

بهرام علیزاده |
دانشیار بخش تحقیقات دانه‌های روغنی، موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات ،آموزش و ترویج کشاورزی،کرج، ایران


نشانی اینترنتی https://escs.birjand.ac.ir/article_1725_b960fef624f3da29a541b07de84649fa.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات