شناسایی آر اِن اِ های کوچک تولید شده در پاسخ به آلودگی ویروئید پنج مرکبات در گیاهان گوجه فرنگی
کد مقاله : 1362-23IPPC
نویسندگان
1لنگرود- خیابان شهید بهشتی، خیابان 17 شهریور، کوچه غروی جنب پلاک 93
2گروه گیاه پزشکی دانشگاه فردوسی مشهد، ایران
3گروه گیاهپزشکی، دانشکد کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد
4گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
چکیده
ویروئید پنج مرکبات (CVdV، Citrus viroid V) به طول 293-294 نوکلئوتید در جنس Apscaviroid از خانواده Pospiviroidae قرار دارد و یکی از ویروئیدهای بیماریزا در مرکبات است. آر اِن اِ های کوچک که 20-24 نوکلئوتید طول دارند نقش مهمی در تنظیم فرایندهای بیولوژیکی و متابولیکی گیاهان ایفا میکنند. برای شناسایی آر اِن اِ های کوچک تولید شده در پاسخ به آلودگی CVdV، دو کتابخانه از آر اِن اِ های کوچک استخراج شده از گیاهان گوجه فرنگی (Solanum lycopersicum) سالم و آلوده به CVdV به روش CATS (Capture and Amplification by Tailing and Switching) ساخته شد و در پلت فرم Illumina Hi-Seq 2500 توالی یابی شدند. پس از حذف آداپتورها و خوانشهای با کیفیت پایین، خوانشهای پالایش شده با ژنوم ویروئید و ژنوم مرجع گوجه فرنگی (SL2.0.50.) همردیف سازی شدند. شناسایی ام آر اِن اِ هدف هر میکرو آر اِن اِ و نقش آنها با استفاده از تارنمای plantgrn انجام شد. شناسایی میکرو آر اِن اِ ها با استفاده از پایگاه اطلاعات miRbase انجام شد. آنالیز نتایج نشان داد که در مجموع 28 میکرو آر اِن اِ محافظت شده و 13 میکرو آر اِن اِ جدید در پاسخ به آلودگی CVdV نقش داشتند. این آر اِن اِ های کوچک شناسایی شده، 188 ژن را در رونوشتهای گوجه فرنگی هدف قرار میدهند که این ژنها در تنظیم فرایندهای بیوسنتزی، متابولیسم ترکیبات سلولی، کاتابولیسم، تنظیم رونویسی، پاسخ به تنشهای زنده و غیر زنده، پاسخهای هورمونی، انتقال سیگنال و بعضی دیگر از فعالیت سلولی نقش دارند. همچنین آر اِن اِ های کوچک شناسایی شده در مسیرهای بیوسنتز فلاونوئید، فنیل پروپانوئید و اسید لینولنیک ایجاد اختلال میکنند که منجر به مختل شدن واکنشهای دفاعی گیاه میشود. از سوی دیگر آر اِن اِهای کوچک تولید شده در پاسخ به آلودگیCVdV با تنظیم فعالیت فاکتورهای رونویسی، پروتئینهای سیگنال (به خصوص سرین-ترئونین کینیازها) و پروتئینهای سیگنالدهی اکسین موجب تغییر در متابولیسم و رشد و نمو گیاه شده و شرایط مناسب برای ایجاد بیماری را در گیاه را فراهم می-کنند.
کلیدواژه ها
موضوعات
Title
Identification of Small RNAs Generated in Response to Citrus viroid V in Tomato Plants
Authors
leyla ebrahimi-moghadam, mohammad zakiaghl, behrooz jafarpour, mohsen mehrvar
Abstract
Citrus viroid V, (CVdV), with 293-294 nucleotides length, belongs to the genus Apscaviroid from the family Pospiviroidae. It is one of an infectious viroids in citrus. Small RNAs (sRNAs) with 20-24 nt length, have been play important role in regulation of biosynthesis process and metabolic process in plants. For identification and characterization of the small RNAs whose generated in response to CVdV infection, small RNAs were extracted from healthy and infected tomato (Solanum lycopersicum) and two libraries were constructed using CATS (Capture and Amplification by Tailing and Switching) method and sequenced in Illumina Hi-Seq 2500 platform. The adaptors and low-quality reads were removed from the reads, refined reads were aligned against the viroid genome and tomato reference genome (SL2.0.50). Identification of purpose mRNAs for each microRNA and their functional role were carried out using the plantgrn website (http://plantgrn.noble.org). MicroRNAs were identified using the miRbase database. Analysis of the results revealed a total of 28 conserved microRNAs and 13 novel miRNA were responsive against CVdV infection in tomato. The identified microRNAs were targeted 188 genes in tomato transcriptome; these genes are involved in the regulation of biosynthetic processes, cellular components metabolism and catabolism, regulation of transcription, response to biotic and abiotic stress, hormonal responses, signal transduction and some other cellular activities. Also, the identified small RNAs were interfered in Flavonoids, Phenyl propanoids, and Linolenic acid pathways which can disrupted the plant's defense system. On the other hand, the small RNAs generated in response to CVdV infection by regulating the activity of transcriptional factors, signal proteins (especially serine-threonine protein kinases) and proteins which involve in auxin signaling alters in plant metabolism, growth and development, and provides the appropriate conditions for development of the disease in the plants.
Keywords
MicroRNA, Transcriptome, Pathogenicity