پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 41 |
| تعداد شمارهها | 1,105 |
| تعداد مقالات | 9,457 |
| تعداد مشاهده مقاله | 17,062,433 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 11,959,211 |
شناسایی و بررسی بیان برخی میکرو RNAهای مرتبط با تنش خشکی در گیاه جو | ||
| فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی | ||
| مقاله 5، دوره 8، شماره 3 - شماره پیاپی 27، آذر 1398، صفحه 59-68 اصل مقاله (743.45 K) | ||
| نوع مقاله: علمی پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.30473/cb.2019.47353.1777 | ||
| نویسندگان | ||
| سجاد زارع1؛ فرهاد نظریان فیروزآبادی* 2؛ احمد اسماعیلی3؛ حسن پاک نیت4 | ||
| 1دانشجوی دکتری اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران | ||
| 2استاد گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران | ||
| 3استاد، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرمآباد، ایران | ||
| 4دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران | ||
| چکیده | ||
| مطالعه سازوکارهای تحمل تنش در گیاه جو، به درک بهتر اساس ژنتیکی تحمل تنش خشکی و در نهایت بهبود خصوصیات ژنتیکی مرتبط با تحمل تنش به کمک روشهای نوین ژنتیک مولکولی میانجامد. در این پژوهش، بهمنظور شناسایی و بررسی بیان برخی میکرو RNAهای درگیر در تحمل تنش خشکی گیاه جو، واکاوی EST های برگ و ریشه در گیاه جو صورت گرفت. اطلاعات اولیه کتابخانهها از پایگاه NCBI دریافت گردید، سپس با کمک نرم افزارهای بیوانفورماتیکی، پیشپردازش دادهها و همچنین شناسایی ژنهای با میزان بیان متفاوت در بین کتابخانهها انجام گرفت. به منظور بررسی بیان ژنهای منتخب با استفاده از روش Real time-PCR، یک آزمایش به صورت فاکتوریل اسپلیت پلات در قالب طرح کاملاً تصادفی در گلدان روی رقم زراعی نیمروز (متحمل در برابر تنش خشکی) و اکوتیپ جو وحشی اسپانتانئوم (Hordeum spontaneum) در سه سطح صفر، 24 و 72 ساعت پس از اعمال تنش خشکی صورت گرفت. با جستجو در بین کانتیگهای بهدستآمده، سه miRNA با بیان بالا (ath-miR414، osa-miR2102-5p، osa-miR414) شناسایی شدند. بررسی بیان miR414 و miR2102 در نمونههای گیاهی جو، نشان داد که میزان بیان این دو miRNA در هر دو ژنوتیپ در پاسخ به تنش خشکی بهطور معنیداری (05/0>P) افزایش یافت، بهطوریکه بعد از 72 ساعت بیان ژن miR414 در ژنوتیپ نیمروز و اسپانتانئوم به ترتیب 61/2 و 2 برابر و بیان ژن miR2102 به ترتیب به میزان 4/2 و 8/2 برابر نسبت به اسپانتئوم (شاهد) در شرایط عدم تنش (صفر ساعت پس از اعمال تنش) افزایش یافتند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| بیان ژن؛ تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیکی؛ تنش خشکی؛ miRNA | ||
| موضوعات | ||
| اصلاح نباتات مولکولی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Identification and investigation of microRNAs associated with drought stress in barley | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Sajjad Zare1؛ Farhad Nazarian-Firouzabadi2؛ Ahmad Ismaili3؛ Hassan Pakniyat4 | ||
| 1Ph.D.Candidate, Agronomy and Plant Breeding Department, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khorramabad, Iran. | ||
| 2Professor, Agronomy and Plant Breeding Department, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khorramabad, Iran. | ||
| 3Professor, Agronomy and Plant Breeding Department, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khorramabad, Iran. | ||
| 4Associate Professor, Agronomy and Plant Breeding Department, Faculty of Agriculture, Shiraz University, Shiraz, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| Study of stress tolerance in barley can help for a better understanding of the genetic basis of drought stress tolerance mechanisms and lead to improve the genetic properties associated with drought tolerance through modern molecular genetic techniques. To this end, microRNAs associated with drought stress in barley leaf and root ESTs were analyzed in Nimruz and spantaneum barley genotypes. Bioinformatics databases were mined for relevant EST libraries and bioinformatics services were used for pre-processing and identify genes with different expressions among libraries. The expression profile of candidate genes was studied, by using Real time-PCR in a factorial-split plot design, including Nimruz as tolerant and Spontaneum as a drought sensitive in pots with three replications. Sampling time was also considered at 0, 24 and 72 hours after drought stress as sub factor. Results of this study led to identification of three highly-expressed miRNAs (ath-miR414, os-miR2102-5p and osa-miR414). The expression analysis showed that miR414 and miR2102 expression was significantly (P< 0.05) increased in both genotypes in response to drought stress. After 72h in Nimruz and Spontaneum, the expression of miR414 reached 2.61 and 2-fold and the expression of miR2102 was 2.4 and 2.8-fold of that of control (Spontaneum at control condition at 0 times), respectively. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Bioinformatics, Drought stress, Gene expression, miRNA | ||
| مراجع | ||
|
Allen E, Xie Z, Gustafson AM, Carrington JC (2005) microRNA-directed phasing during trans-acting siRNA biogenesis in plants. Cell, 121(2): 207-221.
Audic S, Claverie J-M (1997) The significance of digital gene expression profiles. Genome research 7 (10): 986-995 Bakhshi B, Bihamta M, Mohseni Fard A, Tohid Far M (2014) Comprehensive review of the expression of miRNAs in response to abiotic stresses. The first international congress and thirteenth Iranian Congress of Genetics, Tehran, Iran's Genetics Society.
Barati M, Majidi MM, Safari M, Mirlohi A, Zeinalinejad KH (2017) Evaluation of Drought Tolerance Indices and Physiological Traits in Cultivated and Wild Barley. Journal of Crop Production and Processing, 7(2):1-18.
Covarrubias AA, Reyes JL (2010) Post‐transcriptional gene regulation of salinity and drought responses by plant microRNAs. Plant, Cell & Environ. 33(4): 481-489.
Ding Y, Tao Y, Zhu C (2013) Emerging roles of microRNAs in the mediation of drought stress response in plants. J. exp. botany, 64(11): 3077-3086.
FAO (2018) Food and Agriculture Organization of the United Nations.
Guleria P, Yadav SK (2011) Identification of miR414 and expression analysis of conserved miRNAs from Stevia rebaudiana. Genomics Proteomics Bioinf. 9(6): 211-217.
Hackenberg M, Gustafson P, Langridge P, Shi BJ (2015) Differential expression of micro RNA s and other small RNA s in barley between water and drought conditions. Plant Biotechnol. J. 13(1): 2-13.
Hsieh CH, Chen WM, Hsieh YS, Fan YC, Yang PE, Kang ST, Liao CT (2018) A Novel Multi-Gene Detection Platform for the Analysis of miRNA Expression. Scientific reports, 8(1), p.10684.
Jaiswal S, Iquebal MA, Arora V, Sheoran S, Sharma P, Angadi UB, Dahiya V, Singh R, Tiwari R, Singh GP, Rai A (2019) Development of species specific putative miRNA and its target prediction tool in wheat (Triticum aestivum L.). Scientific reports, 9(1), p.3790.
Jones-Rhoades MW, Bartel DP, Bartel B (2006) MicroRNAs and their regulatory roles in plants. Annu. Rev. Plant Biol. 57:19-53.
Kantar M, Unver T, Budak H (2010) Regulation of barley miRNAs upon dehydration stress correlated with target gene expression. Funct. Integr. Genomics. 10(4): 493-507.
Khraiwesh B, Zhu JK, Zhu J (2012) Role of miRNAs and siRNAs in biotic and abiotic stress responses of plants. Bioch. Bioph. Acta (BBA)-Gene Regul. Mechan. 1819(2):137-148.
Kim JC, Lee SH, Cheong YH, Yoo CM, Lee SI, Chun HJ, Yun DJ, Hong JC, Lee SY, Lim CO, Cho MJ (2001) A novel cold‐inducible zinc finger protein from soybean, SCOF‐1, enhances cold tolerance in transgenic plants. The Plant J. 25(3): 247-259.
Kong Y, Elling AA, Chen B, Deng X (2010) Differential expression of microRNAs in maize inbred and hybrid lines during salt and drought stress. Am. J. Plant Sci. 1(02): 69-76.
Kuhkan Sh, Lak M, Yousefi A, Lak I, Fallahi H, Barati A, Akbari H, Rostami H, Jahanbin A, Kekha Gh (2011) Nimrooz, A New Barley Cultivar for Sistan and Warm Areas of Southern Provinces of Iran. Seed and Plant Improv J. 4(1): 727-728
Lim LP, Glasner ME, Yekta S, Burge CB, Bartel DP (2003) Vertebrate microRNA genes. Sci. 299(5612): 1540-1540.
Liu HH, Tian X, Li YJ, Wu CA, Zheng CC (2008) Microarray-based analysis of stress-regulated microRNAs in Arabidopsis thaliana. Rna, 14(5): 836-843.
Masoudi-Nejad A, Tonomura K, Kawashima S, Moriya Y, Suzuki M, Itoh M, Kanehisa M, Endo T, Goto S (2006) EGassembler: online bioinformatics service for large-scale processing, clustering and assembling ESTs and genomic DNA fragments. Nucleic Acids Res. 34: 459-462.
Mohseni Fard EM, Bakhshi B, Keshavarznia R, Nikpay N, Shahbazi M, Salekdeh GH (2017) Drought responsive microRNAs in two barley cultivars differing in their level of sensitivity to drought stress. Plant Physiol. Biochem. 118:121-129.
Numnark S, Mhuantong W, Ingsriswang S, Wichadakul D (2012) C-mii: a tool for plant miRNA and target identification. BMC genomics. 13(7): 120-137.
Ozhuner E, Eldem V, Ipek A, Okay S, Sakcali S, Zhang B, Boke H, Unver T (2013) Boron stress responsive microRNAs and their targets in barley. PloS one, 8(3): e59543.
Sharma D, Tiwari M, Lakhwani D, Tripathi RD, Trivedi PK (2015) Differential expression of microRNAs by arsenate and arsenite stress in natural accessions of rice. Metallomics, 7(1): 174-187.
Soleimani A, Valizadeh M, Darvishzadeh R, Aharizad S, Alipour H (2017) Evaluation of Yield and Yield Component of Spring Barely Genotypes under Late Season Drought Stress. Journal of Crop Breeding. 9(23): 105-106
Varkonyi-Gasic E, Wu R, Wood M, Walton EF, Hellens RP (2007) Protocol: a highly sensitive RT-PCR method for detection and quantification of microRNAs. Plant methods, 3(1): 1-12.
Wang Y, Makedon FS, Ford JC, Pearlman J (2004) HykGene: a hybrid approach for selecting marker genes for phenotype classification using microarray gene expression data. Bioinformatics, 21(8): 1530-1537.
Xie Z, Allen E, Fahlgren N, Calamar A, Givan SA, Carrington JC (2005) Expression of Arabidopsis MIRNA genes. Plant physiol. 138(4): 2145-2154.
Yin ZJ, Shen FF (2010) Identification and characterization of conserved microRNAs and their target genes in wheat (Triticum aestivum). Genet. Mol. Res. 9(2):1186-1196.
Zhang BH, Pan XP, Wang Q, Cobb GP, Anderson TA (2006) Computational identification of microRNAs and their targets. Comput. Biol. Chem. 30: 395-407.
Zhao B, Liang R, Ge L, Li W, Xiao H, Lin H, Ruan K, Jin Y (2007) Identification of drought-induced microRNAs in rice. Biochem. Biophys. Res. Commun. 4(2): 585-590.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 679 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 609 |
||