بررسی ترانسکریپتوم زیره سیاه ایرانی (bunium persicum boiss) در مرحله دانه‌بندی و شناسایی ریزماهواره‌های (ssr) ژنومی در این گیاه

زیره سیاه ایرانی از مهمترین گیاهان بومی ایران است. دانه این گیاه در رژیم غدایی روزمره ایرانی‌ها مصرف می‌شود و همچنین دارای خواص دارویی و ترکیبات معطر است. متاسفانه اطلاعات کمی در مورد ژنوم و نشانگرهای مولکولی این گیاه وجود دارد. در این پژوهش، ترنسکریپتوم زیره‌ سیاه ایرانی در مرحله دانه‌بندی توالی‌یابی شد و بعد از استخراج ریزماهواره‌های (ssr markers) مرتبط با این مرحله رشدی به تفسیر آن‌ها پرداخته شد. گل‌آذین و ساقه این گیاه‌ بعد از استخراج rna، توالی‌یابی شدند. توالی‌یابی با عمق 6 گیگ و طول قطعات 150 جفت باز و بصورت جفت-انتها انجام شد. داده‌های حاصل از توالی‌یابی توسط نرم‌افزارهای مختلف آنالیز شدند. بازچینش رونوشت زیره سیاه ایرانی توسط نرم افزار trinity انجام شد. استخراج نشانگرهای ریزماهواره توسط نرم‌افزار misa انجام شد. در نهایت تفسیر عملکردی توالی‌های دربرگیرنده ریزماهواره‌ توسط پایگاه داده wego انجام شد. میزان gc نمونه‌های مختلف 47 تا 50 درصد بود. تعداد 8389 نشانگر ریزماهواره از 45146 ژن‌منفرد حاصل شد. حداقل 11 درصد ژن‌های منفرد حاوی ریزماهواره بودند. نوکلئوتیدهای a/t و ag/ct بیشترین درصد نشانگرهای ریزماهواره را در برداشتند. در میان تکرارهای سه نوکلئوتیدی، atc/atg و aag/ctt بیشترین فراوانی ریزماهواره‌ها را به خود اختصاص داد. نتایج تفسیر عملکردی نشان داد که ژن‌های منفرد حاوی نشانگرهای ریزماهواره طیف وسیعی از فعالیت‌های بیولوژیکی گیاه زیره سیاه ایرانی را پوشش می‌دهند و ژن‌های درگیر در تکامل و رشد دانه، حد بالایی از بیان را دارند. این تحقیق برای اولین بار به بررسی نشانگرهای ریزماهواره گیاه زیره سیاه ایرانی پرداخته است. نتایج این تحقیق می‌تواند در پیداکردن نشانگرهای مختلف برای برنامه‌های اصلاحی و توسعه ارقام با اهداف مختلف مفید باشد.

investigation of persian black cumin (bunium persicum boiss.) transcriptome in the granulation stage and identification of its genomic microsatellites (ssr)

persian black cumin is one of the most important endemic plants to iran. its seed is used in the daily diet of iranians and also has medicinal properties and aromatic compounds. unfortunately, there is little information about its genome and molecular markers. in this study, the transcriptome of iranian black cumin was sequenced in the granulation stage and after extracting the microsatellites (ssr markers) related to this growth stage, their interpretation was done. after rna extraction, the inflorescences and stems were sequenced. sequencing depth and length were 6 gb and 150 bp pair-end, respectively. sequencing data were analyzed using different softwares. de-novo assembly of persian black cumin was performed by trinity software. microsatellite markers were extracted using misa software. finally, the functional interpretation of the microsatellite-containing sequences was performed by the wego database. the gc content of different samples was 47 to 50%. 8389 microsatellite markers were obtained from 45146 unigenes. at least 11% of unigenes contained microsatellites. a/t and ag/ct nucleotides had the highest percentage of microsatellite markers. among the three nucleotide repeats, atc/atg and aag/ctt had the highest frequency of microsatellites. the results of functional interpretation showed that unigenes containing microsatellite markers cover a wide range of biological activities of persian black cumin and the genes involved in seed development and growth have a high level of expression. this study is the first report of microsatellite markers of persian black cumin. the results of the present study can be useful in finding different markers for breeding programs and developing cultivars with different goals.