مطالعه تغییرات بیان pdu-mir319a، pdu-mir398a و ژن‌های هدف آن‌ها در اندام‌های زایشی بادام تحت تنش سرما

درخت بادام به دلیل نیاز سرمایی کم، به سرمای دیررس بهاره حساس بوده و همه ساله متحمل خسارات جبران‌ناپذیری توسط این تنش می‌شود. لازمه توسعه ارقام متحمل با استفاده از روش‌های مهندسی ژنتیک، شناخت مکانیسم‌های مولکولی دخیل در پاسخ‌گیاه به تنش سرما می‌باشد. در مطالعات اخیر نقش مهم rnaهای کوچک به ویژه میکروrnaها در پاسخ و سازگاری گیاهان به تنش‌های زیستی و غیر‌زیستی اثبات شده است. از این‌رو بر اساس نتایج توالی‌یابی srnaهای بادام از میان میکروrnaهای پاسخ دهنده به تنش سرما، در این مطالعه pdu-mir319a و pdu-mir398a-3pانتخاب و الگوی بیان آن‌ها به همراه ژن هدفشان در بین دو ژنوتیپ متحمل و حساس به سرمای بادام تحت تنش سرما مورد مقایسه قرار گرفتند.مواد و روش‌ها: در این آزمایش بافت‌های زایشی بساک و تخمدان ژنوتیپ متحمل h و رقم حساس به سرمای sh12 تحت تیمارهای صفر و 2 درجه سانتی‌گراد قرار گرفتند. پس از استخراج rna و سنتز cdna، واکنش real time pcr انجام و تجزیه و تحلیل داده‌های بیان نیز با استفاده از روش δδct 2 صورت گرفت.نتایج: ژن mir319a با اثر تنظیمی مثبت در پاسخ به هر دو سطح تنش سرما در هر دو ژنوتیپ شناسایی گردید. کاهش بیان gamyblike در هر دو بافت زایشی ژنوتیپ h در پاسخ به تنش صفر درجه سانتی‌گراد و نیز در بافت تخمدان sh12 در پاسخ به هر دو سطح تنش مشاهده شد. ژن tcp4 در ژنوتیپ h در پاسخ به هر دو سطح تنش افزایش معنی‌داری را نشان داد. mir398a-3p با اثر تنظیمی منفی در ژنوتیپ h شناسایی شد. اما افزایش بیان ژن ctr6 در هر دو بافت در پاسخ به تنش 2 درجه سانتی‌گراد مشاهده گردید. در رقم sh12 افزایش بیان mir398a-3p و کاهش بیانctr6 در بافت تخمدان sh12 در پاسخ به تنش 2 درجه سانتی‌گراد مشاهده شد.نتیجه‌گیری: با توجه به مشاهده افتراق بیان ژن‌های مورد مطالعه در بین دو ژنوتیپ متحمل و حساس، به منظور تکمیل اطلاعات مولکولی در رابطه با عملکرد آن‌ها، توصیه می‌شود بیان آن‌ها در سایر ارقام متحمل و حساس و تحت تیمار‌های مختلف تنش سرمایی نیز سنجیده شود و به دنبال آن عملکرد آن‌ها با استفاده از روش‌هایی نظیر بیش بیان کردن ژن‌ها، تکنولوژی amirna و روش target mimicry بررسی گردد.

Study the Expression Changes of Pdu-miR319a, Pdu-miR398a-3p and Their Target Genes in Reproductive Tissues of Almond under Cold Stress

ObjectiveDue to the low chilling requirement of almond, this plant encounters yearly with irreparable damages by late spring frost. The introduction of tolerant cultivars using genetic engineering methods, depends on the identification of molecular mechanisms involved in cold stress response. In recent studies the important role of small RNAs especially miRNAs have been confirmed in the response and adaptation of plants to biotic and abiotic stresses. Therefore, based on the sRNA sequencing results of almond, among identified coldresponsive miRNAs, in this study, the expression pattern of Pdu-miR319a and Pdu-miR398a-3p along with their targets were compared between two cold tolerant and sensitive genotypes of almond.   Materials and methodsThe reproductive tissues of almond (anther and ovary) from H as tolerant genotype and Sh12 as sensitive variety were treated under 0 and 2 ᵒC. After RNA extraction and cDNA synthesis Real Time PCR was performed and expression data were analyzed by 2 ΔΔct method.ResultsMiR319a was identified with a positive regulatory effect in response to both cold stress levels in two genotypes. The downregulation of GAMYBlike was observed in both tissues of H under 0ᵒC and also in the ovary of Sh12 under 0 and 2 ᵒC. The expression of TCP4 was significantly increased in H under both stress levels. MiR398a-3p was detected with a negative regulatory effect in the H but the induction of CTR6 was observed in both tissues under 2ᵒC. In Sh12 the upregulation of miR398a-3p and the downregulation of CTR6 was observed.ConclusionsRegarding to the differential expression of studied genes between two genotypes, in order to complete the molecular information about their function, it is recommended to examine their expression among other tolerant and sensitive varieties under different cold stress treatments, and followed by their function should be assessed using methods such as over expression, amiRNA technology and target mimicry.