بررسی‌ شناسایی مسیرها و lncهای دخیل در گل‌دهی نخل خرما با استفاده از تکنیک RNA-Seq

نویسندگان

1 گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی،دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

2 گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منایع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

3 محقق پست دکتری، گروه بیوتکنولوژی، موسسه تحقیقاتی آیپک آلمان، آلمان

4 گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی ،دانشگاه زابل، زابل، ایران

5 کارشناس بخش تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی هرمزگان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج

6 محقق پست دکتری، گروه بیوتکنولوژی، موسسه تحقیقاتی آیپک آلمان، آلمان

doi
10.22103/jab.2024.23423.1568
چکیده

چکیده: هدف: نخل خرما با نام علمی (Phoenix dactylifera L) گیاهی تک‌لپه‌ و سازگار به نواحی گرمسیری و نیمه‌گرمسیری می‌باشد. رشد گل یکی از مراحل اصلی در ظهور ارگان متمرکز به تولیدمثل جنسی در گیاهان گل‌دار بوده و فرایندهای گلدهی توسط مجموعه‌ای بسیار پیچیده از مسیرهای کنترل شده توسط ژن‌های هویت مریستم گل، چرخه گل، هویت اندام گل و برخی lncRNAها حفاظت شده تکاملی تنظیم می‌شود. مطالعات مختلف روی موجودات به طور مداوم بیان بالایی از lncRNAها را در اندام‌های تولیدمثلی نشان می‌دهد. مواد و روش‌ها‌: به‌منظور دستیابی به شناسایی مسیرها و lncهای دخیل در گل‌دهی نخل خرما با استفاده از تکنیک RNA-Seq، نمونه‌های‌ جوانه گل از نخل‌های خرمای ایستگاه‌ تحقیقاتی میناب (استان هرمزگان) جمع‌آوری و به پژوهشکده زیست‌فناوری کشاورزی طبرستان منتقل شدند. RNAی کل از نمونه‌های جمع‌آوری‌شده از جوانه‌ گل‌ ارقام مختلف نر و ماده استخراج و به نسبت مساوی با یکدیگر مخلوط شده و در انتها، دو تکرار از هر نمونه‌ ادغام شده به دست آمد و برای توالی یابی ارسال شد. پس از دریافت نتایج توالی‌یابی آنالیزهای موردنیاز با استفاده از نرم‌افزارهای مناسب انجام شد.نتایج: نتایج تحقیق حاضر نشان داد که lncRNAهای زیادی در مسیرهای گل‌دهی نخل خرما در سه مسیر تناوب نوری (سیزده مورد)، خودانگیزی (یک مورد) و مسیر جیبرلین (چهار مورد) نقش داشتند درحالی‌که در مسیر بهاره‌سازی هیچ lncRNA شناسایی نشد. در ادامه lncRNAهای شناسایی شده بر اساس توالی با lncRNAهای گزارش شده در سایر گیاهان مورد مقایسه قرار گرفتند که نتایج نشان داد که lncRNA شناسایی شده مرتبط با مسیر تناوب نوری، با موارد گزارش شده در گیاهانی چون نخل روغنی، شبدر قرمز، زیتون و گندم مشابه بودند و افزایش بیان آن منجر به گل‌دهی سریع و مستقل از تناوب نوری در گیاهان می‌شود. یک lncRNA شناسایی شده مرتبط با مسیر جیبرلین، با lncRNA گزارش شده در پنبه که مرتبط با ژن LFY بود، مشابهت داشت. چهار lncRNA شناسایی شده مرتبط با مسیر خودانگیزی، با lncRNAهای موجود در سیب، ارزن و نخودفرنگی مشابه بود و با ژن FCA دخیل در مسیر خودانگیزی مرتبط بود. نتیجه‎گیری: فرایند گل‌دهی در گیاهان تنها در فصل‌های معینی از سال، به‌واسطه شبکه‌های تنظیمی حاصل از سیگنال‌های محیطی و منتج از فرایند ژن‌های دخیل در چهار مسیر تنظیمی گل‌دهی، شامل تناوب نوری، بهاره‌سازی، خودانگیزی و جیبرلین صورت می‌گیرد. شناسایی و مقایسهlncRNAهای دخیل در مسیرهای مختلف گل‌دهی و شناسایی ژن‌های مرتبط با آنها زمینه را برای انجام تحقیقات آتی کاربردی در این گیاه ارزشمند فراهم می‌نماید.