ريز RNAهاي محافظت شده و ژن‌هاي هدف آن‌ در Quercus infectoria

بلوط گال‌زا (Quercus infectoria) يكي از گونه‌هاي كمياب با خواص دارويي  كاربردي از خانواده بلوط است. مطالعات مختلف وجود متابوليت‎هاي ثانويه متعدد با خواص درماني را در اين درخت تأييد كرده‌اند. با وجود اهميت اين گياه، ساختار ژنتيكي آن مبهم باقي مانده است. بنابراين شناخت ساختار ژنتيكي اين گياه مي‌تواند بينش ارزشمندي در مورد كاربردهاي بالقوه آن در صنايع مختلف ارائه دهد. ريز RNAها يكي از مهم‌ترين عناصر ژنتيكي هستند كه در بيوسنتز متابوليت‌هاي مهم در گونه‌هاي مختلف گياهي نقش مؤثري دارند. علي‌رغم نقش مهم ريز RNAها در گياهان، تا به امروز هيچ عضوي از اين عناصر تنظيمي كوچك در Q. infectoria گزارش نشده است. بنابراين، در مطالعه حاضر، پس از توالي‌يابي و سرهم‌بندي نوپديد پروفايل بياني Q. infectoria، اقدام به شناسايي ريز RNAهاي محافظت شده گرديد. بدين منظور از برگ و ريشه درختان بلوط گال‌زا در منطقه شينه قلايي و نهال هاي دوساله در خرم‌آباد نمونه‌برداري شد. براي استخراج RNA كل از روش Djami-Tchatchou استفاده شد. پس از توالي‌يابي RNA با استفاده از پلتفرم Illumina HiSeq 2500 و كيفيت‌سنجي خوانش‌هاي ايجاد شده، توالي آداپتورها حذف و خوانش‌هاي با كيفيت بالا با استفاده از بسته نرم‌افزاري Trinity سرهم‌بندي شدند. براي شناسايي ريز RNAها و ژن‌هاي هدفشان، تمام توالي‌هاي ريز RNA گياهي از پايگاه داده miRbase دانلود شدند. الگوريتم BLASTn براي شناسايي بالاترين شباهت بين يوني‌ژن‌ها و ريز RNAهاي بالغ گياهي مورد استفاده قرار گرفت. علاوه‌بر اين، BLASTx براي جستجوي پايگاه‌داده پروتئين‌هاي غير تكراري براي حذف يوني‌ژن‌هاي كدكننده پروتئين استفاده شد. بررسي پيش‌بيني ساختار دوم ريز RNA شامل ارزيابي شباهت بين ژن‌هاي بالقوه و توالي‌هاي ريز RNA بالغ با استفاده از ابزارتحت وب mfold صورت گرفت. شناسايي ژن هاي هدف ريز RNA و هستي‌شناسي ژن به‌ترتيب با استفاده از ابزار تحت وب psRNAtarget و نرم‌افزار OmicsBox انجام شد. پس از پالايش دقيق و سختگيرانه، چهار ريز RNA متعلق به خانواده‌هاي ريز RNAهاي حفاظت‌شده، از جمله qin-miR156، qin-miR399، qin-miR160 و qin-miR172 شناسايي شدند. تجزيه و تحليل مسير KEGG نشان داد كه ژن‌هاي هدف در مسير چرخه سيترات نقش دارند. بررسي ژن هاي هدف ريز RNAها در Q. infectoria و تجزيه و تحليل شبكه برهم‌كنشي آن‌ها، در نهايت به شناسايي سه ژن هاب منجر شد. ژن‌هاي هدف ريز RNAهاي شناسايي ‌شده با بيوسنتز گروه‌هاي آنزيمي مختلف مرتبط بودند، كه نشان مي‌دهد اكثر ريز RNAها هيدرولازها، ترانسفرازها و اكسيدوردوكتازها را تنظيم مي‌كنند. با توجه به نقش ريز RNAها در تنظيم بيان عوامل رونويسي و تأثير آن‌ها بر ژن‌هاي دخيل در بيوسنتز متابوليت‌هاي ثانويه، مي‌توان از پتانسيل چنين عناصر تنظيمي به عنوان راهنما و كليد در برنامه‌هاي بهنژادي بلوط گال‌زا بهره برد.