فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

هدف: درک مکانیسم‌های مولکولی پاسخ به تنش از جمله تنش خشکی می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی علم اصلاح مولکولی گیاهان را ارتقا بخشد. مطالعات ترنسکریپتومی می‌تواند حجم زیادی از اطلاعات را در دسترس محققان قرار دهد. ادغام چنین اطلاعاتی از منابع مختلف از طریق روش‌های آماری پیشرفته مانند فراتحلیل فرصت جدیدی برای غلبه بر پیچیدگی بیولوژیکی، شناسایی ژن‌های با بیان متفاوت (DEGs) و کسب نتایج قابل اعتمادتر، فراهم می‌آورد. مطالعه حاضر با هدف شناسایی DEGها در پاسخ به تنش خشکی با استفاده از داده‌های ترنسکریپتومی از طریق فراتحلیل داده‌های RNA-seq انجام شد.مواد و روش‌ها: داده‌های RNA-seq از پایگاه داده EMBL-EBI دانلود شد و پس از پیش پردازش، نقشه‌یابی خوانش‌های با کیفیت بر روی ژنوم مرجع برنج با نرم افزار STAR صورت گرفت. تغییرات بیان ژن‌ها با استفاده از پکیج edgeR به‌صورت جداگانه برای هر مجموعه داده بررسی و سپس از خروجی حاصله برای فراتحلیل با استفاده از پکیج metaRNAseq استفاده شد. ژن‌های با بیان متفاوت و معنادار در پاسخ به تنش، از نظر عمکرد زیستی، مسیرهای زیستی درگیر و برهم‌کنش پروتئینی بررسی شد و در نهایت ژن‌های کلیدی در پاسخ به تنش خشکی تعیین گردید.نتایج: مطابق نتایج فراتحلیل 6607 ژن با متوسط بیان log2FC≥|1| و FDR≤0.05 شناسایی شد که به ترتیب 3313 و 3294 از آن‌ها تحت تنش، بیانشان افزایش و کاهش یافته است. از این تعداد 162 ژن درآنالیز‌های انفرادی به‌عنوان DEG تعیین نشده بودند و تنها از طریق فراتحلیل شناسایی شدند، که این امر نشان‌دهنده قدرت آماری این روش در شناسایی ژن‌های جدید است. نتایج بررسی عملکردی DEGها نشان‌دهنده القای مسیرهای متابولیکی مختلف از جمله بیوسنتز متابولیت‌های ثانویه و اسیدهای آمینه، متابولیسم کربوهیدرات‌ها و مسیر انتقال پیام فیتوهورمون‌ها تحت تنش است. بررسی برهم‌کنش پروتئینی و شناسایی ژن‌های کلیدی نیز حاکی از نقش آن‌ها در پاسخ به تنش، فعالیت اکسیدوردوکتازی و متابولیسم اسید آمینه بود.نتیجه‌گیری: این مطالعه می‌تواند درک ما را از مکانیسم‌های مولکولی پاسخ برنج به تنش‌ خشکی افزایش دهد و همچنین در شناسایی ژن‌های کلیدی و جدید، حتی به‌عنوان نشانگرهای مولکولی در راستای بهبود تحمل به تنش‌ خشکی در برنامه‌های اصلاحی برنج مفید باشد.