شناسایی microRNAهای مرتبط با تنش خشکی در ریشه برنج در مرحله ابتدایی رشد

نوع مقاله: علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، گروه اصلاح نباتات، تهران،

2 استاد گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه تهران، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، کرج

3 دانشیار بخش ژنومیکس، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، کرج،

4 دانشیار بخش تحقیقات کشت بافت و انتقال‌ژن، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، کرج.

چکیده

تنش خشکی یکی از مهمترین تنش‏های غیرزنده است که کشاورزی برنج در ایران را تهدید می­کند. یکی از روش­های مفید برای ایجاد تحمل به تنش خشکی در گیاهان، تنظیم بیان‌ژن پس از نسخه­برداری توسط miRNAها است. miRNAها، RNA­های تنظیم­کننده کوچک 24-19 نوکلئوتیدی هستند که در تنظیم پاسخ گیاه به تنش­های زنده و غیرزنده نقش دارند. در این تحقیق، پنج miRNA برای بررسی ناحیه بالادست آن‌ها و ارزیابی تغییر بیان در شرایط تنش خشکی در ریشه برنج انتخاب شدند. از این پنج miRNA، miR1425 و miR1880 اختصاصی برنج و miR162، miR169 و miR172 در بسیاری از گیاهان، حفاظت شده هستند. همچنین، ارزیابی ژن‏های miRNA مورد بررسی نشان داد که بعضی از آن‌ها مثل miR172، دارای عناصر تنظیم­کننده مهمی مثل DRE و ABRE در بالادست خود هستند. بررسی تغییر بیان miRNAهای مورد ارزیابی در این تحقیق با استفاده از Realtime-PCR کمی انجام شد. نتایج بررسی تغییر بیان نشان داد که در شرایط تنش خشکی در ریشه miR169 افزایش بیان و miR172 کاهش بیان داشته است؛ اما سایر miRNAهای مورد ارزیابی تغییر معنی‌داری نداشته­اند. NF-YA و AP2 به‌عنوان مهمترین ژن‏های هدف miR169 و miR172 می­توانند نقش مهمی را در پاسخ به تنش خشکی ایفا کنند. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Identification of Drought Related MicroRNAs in Rice Root at early stage

نویسندگان [English]

  • Behnam Bakhshi 1
  • Mohmmad Reza Bihamta 2
  • Ghasem Hosseini Salekdeh 3
  • Masoud Tohidfar 4
1 Department of Plant Breeding, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran,
2 Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran,
3 Associate Professor, Department of Genomics, Agricultural Biotechnology Research Institute (ABRII), Karaj, Iran,
4 Associate Professor, Department of Tissue Culture and Genetic Engineering, Agricultural Biotechnology Research Institute (ABRII), Karaj, Iran.
چکیده [English]

Drought stress is one of the most important abiotic stresses that deteriorates rice agriculture of Iran. One of the best ways to establish drought stress tolerance in plants is miRNA mediated post transcriptional gene regulation. MiRNAs are small 19-24 nt regulatory RNAs and play important role in regulating plant gene expression in biotic and abiotic stress. In this study, we selected five miRNAs for promoter analysis and evaluation of differential expression of them under drought stress in roots. Three of them including miR162, miR169 and miR172 are conserved in many plants and the others including miR1425 and miR1880 are rice specific miRNAs. In addition, upstream screening of MIRNA genes showed that upstream region of some MIRNA genes like MIR172 are enriched with important regulatory elements like DRE and ABRE. Quantitative Realtime-PCR was used in this study for analyzing differential expression of evaluated miRNAs. Studying the differential expression of miRNAs in roots under drought condition showed that miR169 was up-regulated but conversely, miR172 was down-regulated. The rest of miRNAs in our study did not show significant differential expression under drought stress. It can be concluded that NF-YA and AP2 as the most important target genes for miR169 and miR172 respectively can play critical roles in response to drought stress.
.

کلیدواژه‌ها [English]

  • MicroRNA
  • Oryza sativa
  • Gene expression
  • Quantitative Realtime-PCR
  • Regulatory elements