بررسی تفاوت های ترانسکریپتومی بین اندام های گل و ریشه گیاه داروئی لعل کوهستان (Oliveria decumbens Vent) با استفاده از روش RNA-Seq
امیر خداویردی پور
علوم طبیعی(پردیس)
۱۴۰۱
۱۴۰۱/۰۵/۰۴
سی دی
دکتری
ژنتیک مولکولی
۱۴۰۱/۰۵/۰۴
لعل کوهستان گیاهی یک ساله و بومی ایران می¬باشد. این گیاه سرشار از ترکیبات آنتی باکتریال بوده و واجد خواص ضد سرطانی می¬باشند و گل و ریشه آن در عطاری¬های جنوب و جنوب غرب ایران با اهداف متنوع دارویی عرضه می¬شود. ترپن¬ها بخش عمده ترکیبات دارویی اسانس لعل کوهستان را تشکیل می¬دهند. در این تحقیق با هدف شناسایی تفاوت¬های ترانسکریپتومی ریشه و گل گیاه لعل کوهستان و بررسی میزان بیان ژن¬های درگیر در فرایند سنتز ترپنوئیدها از طریق RNA-Seq در مجموع 136,031,188 میلیون قرائت از دو نمونه ریشه و گل تولید شد. نتایج نشان داد هر دو مسیر در سنتز ترپنوئیدها MEP و MVA در ریشه و گل گیاه لعل کوهستان فعال هستند اما مسیر MEP مسیر غالب می¬باشد. مسیر MEP بیشترین فعالیت را در گل و در مقابل مسیر MVA فعالترین مسیر در ریشه بود. سه ژن GPP، FPPS، GGPP که در پایان هر دو مسیر MEP و MVA، در تولید پیش¬سازهای سنتز منو، دی و تری-ترپنوئیدها نقش دارند در ریشه میزان بیان بالاتری نسبت به گل داشتند. توالی و میزان بیان تعداد 23 ژن اصلی سنتز منو، دی و تری¬ترپنوئیدها در گیاه لعل کوهستان در دو بافت ریشه و گل شناسایی و بررسی شد. تعداد سه ژن در نمونه ریشه بیان بالاتری را نشان دادند که عبارت بودند از geranyllinalool synthase، ent-kaurene synthase و geranyl diphosphate phosphohydrolase. همچنین سه ژن beta-bisabolene synthas، (S)-limonene synthase و (R)-limonene synthase تنها در نمونه گل بیان می¬شوند. همچنین تعداد 191 و 185 ژن افزایش بیان یافته به ترتیب در گل و ریشه برای آنالیز¬های ژن آنتولوژی و بازسازی شبکه هم-بیانی مورد استفاده قرار گرفت. تحقیق حاضر نخستین مورد توالی¬یابی ترانسکریپتوم گیاه لعل کوهستان بوده و توالی ژن¬های مورد اشاره در این مقاله با همولوگ¬یابی در گیاه لعل کوهستان در پایگاه NCBI ثبت شده است.
Oliveria decumbens Vent. is an annual plant endemic of Iran. This plant is rich in antibacterial compounds and has anti-cancer properties, and its flowers and roots are offered in Iran Classical Medicine clinics for various medicinal purposes. Terpenes are the major component of Oliveria decumbens Vent. essential oils. In this study, with the aim of identifying the transcriptom differences between the roots and flowers of the Oliveria decumbens Vent. plant and investigating the expression of genes involved in the synthesis of terpenoids through RNA-Seq, a total of 136,031,188 million readings of two roots and flowers were produced. The results showed that both pathways are active in the synthesis of terpenoids MEP and MVA in the roots and flowers of Oliveria decumbens Vent., but the MEP pathway is the dominant pathway. The MEP pathway had the highest activity in flowers and the MVA pathway was the most active pathway in roots. The three genes GPP, FPPS, and GGPP, which at the end of both the MEP and MVA pathways, are involved in the production of precursors for the synthesis of meno, di-, and triterpenoids, had higher expression levels than flowers at the root. Sequence and expression of 23 main genes for the synthesis of meno, di and trityterpenoids in Oliveria decumbens Vent. were identified and studied in both root and flower tissues. Three genes in the root sample showed higher expression: geranyllinalool synthase, ent-kaurene synthase and geranyl diphosphate phosphohydrolase. Also, three genes of beta-bisabolene synthas, (S) -limonene synthase and (R) -limonene synthase are expressed only in flower samples. Also, 191 and 185 increase genes expressed in flowers and roots, respectively, were used for ontology gene analysis and co-expression network reconstruction. The present study is the first case of transliteration of Oliveria decumbens Vent. and the sequence of genes mentioned in this article has been recorded in the NCBI database by homology.
Comparative de Novo transcriptome analysis of flower and root of Oliveria decumbens Vent. medicinal plant by RNA-Seq