تنظيم miR319 و ژن هدف آن MYB3 در طي بهاره سازي دو رقم گندم

Regulation of miR319 and its target gene (MYB3) during vernalization in two wheat cultivars

بسياري از گياهان سازگار با اقليم‌هاي سرد تنها پس از يك دوره‌ي طولاني سرما گل مي‌دهند كه بهاره‌سازي ناميده مي‌شود. در طول زندگي غلات زمستانه، گلدهي ناشي از بهاره‌سازي تنها يك قسمت از فرآيند توليدمثلي نبوده بلكه يك مرحله نموي مهم است كه مي‌تواند از گياه در مقابل تنش‌هاي محيطي محافظت بكند. اين فرآيند در غلاتي مثل گندم زمستانه توسط ژن‌هاي بهاره‌سازي و عمدتا توسط ژن‌هاي VRN1 وVRN2 كنترل مي‌شود. اگر چه مطالعات بسياري بر روي بهاره‌سازي در گندم گزارش شده است، اما مكانيسم مولكولي بهاره‌سازي هنوز تا حد زيادي ناشناخته است. مطالعات اخير نشان داده است كه يك كلاس از RNAهاي غيركدكننده كوچك، microRNAها (miRNAs)، نقش مهمي را در گلدهي با مشاركت در مسيرهاي شناخته‌شده گلدهي ايفا مي‌كند. در مطالعه حاضر، miR319 و ژن هدف موردنظر آن، فاكتور رونويسي MYB3 تحت تيمارهاي بهاره‌سازي در دو رقم گندم بهاره و زمستانه مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد بيان miR319 در طي بهاره‌سازي در هر دو رقم القا شد، اما مقدار بيان ژن miR319در رقم نورستار كاهش و در رقم بهاره‌ي باز افزايش داشت. هم چنين سطوح بيان ژن MYB3 در هر دو رقم تحت بهاره‌سازي كاهش يافت. رابطه معكوس بين بيان miR319 و ژن هدف MYB3 آن وجود داشت. اين نتايج نشان دهنده پيچيدگي اثر متقابل ژنوتيپ و سطوح بيان miRNA و ژن هدف تحت تيمارهنوشين آشورياي متفاوت بهاره‌سازي بود.

Many plants adapted to cold climates flower only after an extended period of cold, namely vernalization. In the lifetime of a winter cereals, flowering due to vernalization is not only an essential part of the reproductive process but also a critical developmental stage that can be protect the plant against environmental stresses. This process in cereals such as winter wheat is mainly regulated by the VERNALIZATION genes, VRN1 and VRN2. Although many studies on vernalization in wheat have been reported, the molecular mechanism of vernalization is still largely unknown. Recent studies were shown that a class of small non-coding RNAs, microRNAs (miRNAs), plays a key role in flowering by integrating into the known flowering pathways. In the present study, we investigated the expression of miR319 and its target gene (MYB transcription factor) under the vernalization treatments in spring and winter wheat cultivars. Our results demonstrate that cold treatment induced the miR319 expression in both cultivars, but miR319 level is down-regulated in Norstar and upregulated in the spring wheat cultivar Baz. Likewise, the expression levels of MYB3 gene was decreased in both cultivars exposed to vernalization. There was reverse relationship between expression of miR319 and its target gene MYB3. These results highlight the complex interactions between genotypes, miRNA and expression of target gene under different vernalization treatment.