اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات284
تعداد نشریات سازمان82
تعداد شماره‌ها3,080
تعداد مقالات34,360
تعداد مشاهده مقاله47,731,147
تعداد دریافت فایل اصل مقاله78,767,335
نورمحمدی, نفیسه, اسماعیلی, احمد, سبحانی نجف آبادی, احمد, نظریان فیروز آبادی, فرهاد. (1401). شناسایی miRNAهای حفاظت‌شده گل راعی (Hypericum perforatum) با استفاده از داده‌های توالی‌یابی نسل جدید. سامانه مدیریت نشریات علمی, 30(1), 72-85. doi: 10.22092/ijrfpbgr.2021.356184.1393
نفیسه نورمحمدی; احمد اسماعیلی; احمد سبحانی نجف آبادی; فرهاد نظریان فیروز آبادی. "شناسایی miRNAهای حفاظت‌شده گل راعی (Hypericum perforatum) با استفاده از داده‌های توالی‌یابی نسل جدید". سامانه مدیریت نشریات علمی, 30, 1, 1401, 72-85. doi: 10.22092/ijrfpbgr.2021.356184.1393
نورمحمدی, نفیسه, اسماعیلی, احمد, سبحانی نجف آبادی, احمد, نظریان فیروز آبادی, فرهاد. (1401). 'شناسایی miRNAهای حفاظت‌شده گل راعی (Hypericum perforatum) با استفاده از داده‌های توالی‌یابی نسل جدید', سامانه مدیریت نشریات علمی, 30(1), pp. 72-85. doi: 10.22092/ijrfpbgr.2021.356184.1393
نورمحمدی, نفیسه, اسماعیلی, احمد, سبحانی نجف آبادی, احمد, نظریان فیروز آبادی, فرهاد. شناسایی miRNAهای حفاظت‌شده گل راعی (Hypericum perforatum) با استفاده از داده‌های توالی‌یابی نسل جدید. سامانه مدیریت نشریات علمی, 1401; 30(1): 72-85. doi: 10.22092/ijrfpbgr.2021.356184.1393

شناسایی miRNAهای حفاظت‌شده گل راعی (Hypericum perforatum) با استفاده از داده‌های توالی‌یابی نسل جدید

تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران
دوره 30، شماره 1 - شماره پیاپی 59، شهریور 1401، صفحه 72-85    اصل مقاله (1.15 M)
نوع مقاله: مقاله علمی - پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijrfpbgr.2021.356184.1393
نویسندگان
نفیسه نورمحمدی1؛ احمد اسماعیلی* 2؛ احمد سبحانی نجف آبادی3؛ فرهاد نظریان فیروز آبادی2
1دانش‌آموخته دکتری، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد
2استاد، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد
3دانش‌آموخته دکتری، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی-شاخه اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اصفهان
چکیده
     ژن‌های miRNAs دسته مهمی از تنظیم‌کننده‌های بیان ژنی می‎باشند که نسبت به تنش‌های محیطی، پاسخ‌های متنوعی دارند و نقش کلیدی در تنظیم بیان ژن‌ها در مراحل پس از رونویسی ایفا می‎کنند. گل راعیperforatum)  Hypericum) بیشترین کاربرد را در درمان افسردگی به‌دلیل تأثیر هایپرسین و هایپرفورین دارد. پژوهش حاضر به‌منظور شناسایی miRNAهای حفاظت‌شده و ژن‌های هدف آن‌ها در محتوی رونوشت (Transcriptome) گل راعی صورت گرفت. ابتدا نمونه‌های حاصل از توالی‌یابی RNA گل راعی از بانک اطلاعاتیEMBL-EBI (ENA)  دریافت شدند، سپس ترنسکریپتوم این گیاه سرهم‌بندی گردید و رونوشت‌های غیر کدکننده به پروتئین شناسایی و به‌عنوان توالی‌های کاندید پیش‌ساز miRNA در نظر گرفته شدند. در نهایت از بین توالی‌های کاندید با استفاده از نرم‌افزار C-mii شش miRNA با نام‌های Hp-miR395، Hp-miR845d، Hp-miR414، miR159 Hp-،Hp-miR159e  و Hp-miR156c پس از اعمال فیلترهای سخت‌گیرانه شناسایی شدند. بررسی شبکه‌ برهم‌کنش پروتئین-پروتئین ارتباط ژن‌های هدف با پروتئین‌های هدف به‌ویژه عوامل رونویسی را مشخص کرد. در مرحله بعد جهت تأیید ژن‌های هدف برای miRNAهای شناسایی شده محلول‌پاشی با غلظت‌های صفر (شاهد) و 200 میکرو مولار متیل‌جاسمونات بر روی گل راعی انجام شد و الگو‌‌‌ی تغییرات بیان دو ژن هدف بررسی گردید. در بررسی تغییرات میزان بیانqRT-PCR  در زمانهای 12، 24، 48 و 72 ساعت پس از اعمال تیمار متیل جاسمونات، افزایش سطح بیان نسبی برای رونوشت‌های (DN121523_c1_g4_i2) Hyp-1 و HD-Zip  (DN121003_c0_g1_i1) پس از 72 ساعت از کاربرد با متیل‌جاسمونات مشاهده شد. در مجموع با توجه به نقش تنظیمی miRNAهای شناسایی شده در مطالعه‎ ی حاضر، می ‎توان از این ژن‌ها در شناسایی بهتر و دقیق‌تر مسیر بیوسنتزی هایپرسین و هایپرفورین استفاده کرد.
کلیدواژه‌ها
آنالیز گسترده ترانسکریپتوم؛ بیان ژن؛ شناسایی بیوانفورماتیک؛ گل راعی؛ متیل جاسمونات
عنوان مقاله [English]
Identification of conserved miRNAs of Hypericum perforatum using next-generation sequencing (NGS) data
نویسندگان [English]
N. Noormohammadi1؛ A. Ismaili2؛ A. Sobhani Najafabadi3؛ F. Nazarian-Firouzabadi2
1Ph.D. graduated, Department of Department of Plant Production and Genetic Engineering, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khorramabad, I.R. Iran.
2Prof., Department of Plant Production and Genetic Engineering, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khorramabad, I.R. Iran.
3Ph.D. graduated, Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran - Isfahan Branch, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Isfahan, I.R. Iran.
چکیده [English]
    miRNA genes consider as an important class of gene expression regulators that have diverse responses to environmental stresses and play a key role in regulating gene expression during post-transcriptional regulation. Hypericum perforatum, is well-known medicinal plant for its application in the treatment of depression due to the effects of its bioactive compounds named hypericin and hyperforin. The present study was performed to identify the conserved miRNAs and their target genes in the transcriptome of H. perforatum. First, RNA-seq data were obtained from the European Nucleotide Archive (ENA) of EMBL-EBI database and then the transcriptome (RNA) sequences were assembled. The non-coding transcripts were identified and considered as miRNA precursors candidate sequences. Finally, six miRNAs named Hp-miR395, Hp-miR845d, Hp-miR414, Hp-miR159, Hp-miR159e, and Hp-miR156c were identified from the candidate sequences using of C-mii software after applying strict filters.  Investigation of the protein-protein interaction network determined the relationships between the target genes and target proteins especially in transcription factors. In the next step, to confirm the target genes for the identified miRNAs, the foliar application of Methyl Jasmonate (MJ) with concentrations of 0 (control) and 200 μM was performed on H. perforatum plants and the expression pattern of two target genes was investigated. In the analysis of qRT-PCR expression changes at 12, 24, 48 and 72 hours after applying MJ, the relative expression level of Hyp-1 (DN121523_c1_g4_i2) and HD-Zip (DN121003_c0_g1_i1) transcripts increased after 72 hours of application of MJ. In general, regarding to the regulatory role of the identified miRNAs in the present study, these genes could be used to better and more accurately identify the biosynthetic pathway of hypercin and hyperforin.
کلیدواژه‌ها [English]
Hypericum perforatum, In-silico identification, Methyl Jasmonate, qRT-PCR, Transcriptome-wide analysis
مراجع
  • Akhtar, S., Hartmann, P., Karshovska, E., Rinderknecht, F.-A., Subramanian, P., Gremse, F., Grommes, J., Jacobs, M., Kiessling, F. & Weber, C. 2015. Endothelial hypoxia-inducible factor-1α promotes atherosclerosis and monocyte recruitment by upregulating microRNA-19a. Hypertension, 66(6), 1220-1226.
  • Çakır, Ö., Arıkan, B., Karpuz, B., & Turgut-Kara, N. 2021. Expression analysis of miRNAs and their targets related to salt stress in Solanum lycopersicum H-2274. Biotechnology & Biotechnological Equipment, 35(1), 283-290.
  • Chen, Y., Fu, Z., Zhang, H., Tian, R., Yang, H., Sun, C., Wang, L., Zhang, W., Guo, Z., & Zhang, X. 2020. Cytosolic malate dehydrogenase 4 modulates cellular energetics and storage reserve accumulation in maize endosperm. Plant biotechnology Journal, 18(12), 2420-2435.
  • Du T, Zamore PD 2005. microPrimer: the biogenesis and function of microRNA.Development, 132: 4645-4652.
  • Feyissa, B. A., Amyot, L., Nasrollahi, V., Papadopoulos, Y., Kohalmi, S. E., & Hannoufa, A. 2021. Involvement of the miR156/SPL module in flooding response in Medicago sativa. Scientific reports, 11(1), 1-16.
  • Haas, B. J., Papanicolaou, A., Yassour, M., Grabherr, M., Blood, P. D., Bowden, J., Couger, M. B., Eccles, D., Li, B., & Lieber, M. 2013. De novo transcript sequence reconstruction from RNA-seq using the Trinity platform for reference generation and analysis. Nature protocols, 8(8), 1494-1512.
  • Han, J., Xie, H., Kong, M., Sun, Q., Li, R., & Pan, J. 2014. Computational identification of miRNAs and their targets in Phaseolus vulgaris. Genet Mol Res, 13(1), 310-322.
  • He, M., Wang, Y., Hua, W., Zhang, Y., & Wang, Z. 2012. De novo sequencing of Hypericum perforatum transcriptome to identify potential genes involved in the biosynthesis of active metabolites. PloS one, 7(7), e42081.
  • Ho, T.-T., Murthy, H. N., & Park, S.-Y. 2020. Methyl Jasmonate Induced Oxidative Stress and Accumulation of Secondary Metabolites in Plant Cell and Organ Cultures. International Journal of Molecular Sciences, 21(3), 716-727.
  • Jung J H, Seo PJ, Park CM. 2009. MicroRNAbiogenesis and function in higher plants. Plant Biotechnology Reports, 3: 111-126.
  • Li, H., Zhang, X., Wang, F., Zhou, L., Yin, Z., Fan, J., Nie, X., Wang, P., Fu, X.-D., & Chen, C. 2016. MicroRNA-21 lowers blood pressure in spontaneous hypertensive rats by upregulating mitochondrial translation. Circulation, 134(10), 734-751.
  • Mahmoudi, A., Aalami, A., Hasani Komleh, H., Esfehani, M & Shirzadian, M. 2018. Assessment of NAC2, MYB and CBF14 genes expression in susceptible. Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research, 26(1), 244-252. (In Persian)
  • Naghavi, M., & Karimi, A. 2018. Identification of miRNAs and their target genes in red clover (Trifolium pretense). Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research, 26(2), 155-163. (In Persian)
  • Rastogi, S., Meena, S., Bhattacharya, A., Ghosh, S., Shukla, R. K., Sangwan, N. S., Lal, R. K., Gupta, M. M., Lavania, U. C., & Gupta, V. 2014. De novo sequencing and comparative analysis of holy and sweet basil transcriptomes. BMC genomics, 15(1), 588-600.
  • Rizzo, P., Altschmied, L., Stark, P., Rutten, T., Gündel, A., Scharfenberg, S., Franke, K., Bäumlein, H., Wessjohann, L., & Koch, M. 2019. Discovery of key regulators of dark gland development and hypericin biosynthesis in St. John's Wort (Hypericum perforatum). Plant Biotechnology Journal, 17(12), 2299-2312.
  • Sabzehzari, M., & Naghavi, M. 2019. Phyto-miRNA: a molecule with beneficial abilities for plant biotechnology. Gene, 683, 28-34.
  • Schmiesing, A., Emonet, A., Gouhier-Darimont, C., & Reymond, P. 2016. Arabidopsis MYC transcription factors are the target of hormonal salicylic acid/jasmonic acid cross talk in response to Pieris brassicae egg extract. Plant Physiology, 170(4), 2432-2443.
  • Scholz, I., Liakoni, E., Hammann, F., Grafinger, K. E., Duthaler, U., Nagler, M., Krähenbühl, S., & Haschke, M. 2020. Effects of Hypericum perforatum (St John's wort) on the pharmacokinetics and pharmacodynamics of rivaroxaban in humans. British Journal Clinical Pharmacology, 87(3), 1466-1474.
  • Shahidi, B., Ahmadi, J., & Ourang, S. 2019. The Study of microRNAs expression pattern involved in drought stress tolerance in ancestors and wild-domestic relatives of wheat. Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research, 27(1), 1-13. (In Persian)
  • Sobhani, A., & Naghavi, M. 2018. Mining Ferula gummosa transcriptome to identify miRNAs involved in the regulation and biosynthesis of terpenes. Gene 645, 41–47.
  • Wang, Z., Wang, S., Xiao, Y., Li, Z., Wu, M., Xie, X., Li, H., Mu, W., Li, F., & Liu, P. 2020. Functional characterization of a HD-ZIP IV transcription factor NtHDG2 in regulating flavonols biosynthesis in Nicotiana tabacum. Plant Physiology and Biochemistry, 146, 259-268.
  • Wang, M., Yin, H., Zhou, Y., Sui, C., Wang, Y., Meng, X., Waterhouse, G. I., & Ai, S. 2019. Photoelectrochemical biosensor for microRNA detection based on a MoS2/g-C3N4/black TiO2 heterojunction with Histostar@ AuNPs for signal amplification. Biosensors and Bioelectronics, 128, 137-143.
  • Wu, H., Ren, Z., Zheng, L., Guo, M., Yang, J., Hou, L., Qanmber, G., Li, F., & Yang, Z. 2021. The bHLH transcription factor GhPAS1 mediates BR signaling to regulate plant development and architecture in cotton. The Crop Journal, 9(5), 1049-1059.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 494
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 400


counter
سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب