تجزیه و تحلیل بیان برخی از rnaهای طولانی غیرکدکننده در نیشکر رقم cp73-21 در پاسخ به تنش سرما

هدف: نیشکر از جمله مهمترین گیاهان صنعتی مورد استفاده در تولید شکر است که برای تولید ساخت سوخت‌های زیستی از جمله بیواتانول و برق نیز کاربرد دارد. این گیاه بومی مناطق گرمسیری است و تنش سرما جدی‌ترین تنش محیطی برای رشد نیشکر محسوب می‌شود. بر اساس اطلاعات موجود، برخی از rnaهای طولانی غیررمزکننده (rna طولانی غیرکد کننده) در ایجاد سازگاری نسبت به تنش‌های محیطی و از جمله سرما نقش به‌سزایی دارند.مواد و روش‌ها: در این پژوهش پس از دریافت ژنوم مرجع نیشکر از پایگاه داده‌ی ncbi و هم‌ردیفی توالی‌ها، فراوانی ژن‌ها با استفاده از نرم افزار rsem ، تخمین زده شد. سپس به منظور به‌دست آوردن ژن های افتراقی از بسته‌ی نرم افزاری edger استفاده شد. در ادامه با استفاده از blast 2go هستی شناسی و طبقه بندی ژن‌ها به دسته های سلولی، مولکولی و بیولوژیکی انجام شد.نتایج: بر اساس آنالیزهای بیوانفورماتیک تعداد 170 ژن در شرایط تنش، بیان افتراقی (deg) نشان دادند این ژن‌ها با بهره گرفتن از چهار شاخص طول توالی، cnci، cpc2 و orf تعداد 64 rna طولانی غیرکد کننده شناسایی شدند و با در نظر گرفتن مرتبط بودن ژن هدف آن‌ها با تنش سرما، ارزیابی تغییرات بیان پنج rna طولانی غیرکد کننده برای رقم cp73-21 صورت گرفت. برای این منظور برگ گیاهچه‌های هشت هفته‌ای نیشکر تیمار شده در دمای 4 درجه سلسیوس به مدت 0، 12، 24، 48 ساعت در 3 تکرار زیستی استفاده و برای اطمینان از تاثیر تنش سرما بر گیاهچه‌ها، شاخص خسارت فیزیولوژیکی eli و mda نیز اندازه‌گیری شد. میزان به‌دست آمده هر دو شاخص eli و mda در طول زمان روند افزایشی داشت. بر اساس آنالیزهای بیوانفورماتیکی صورت گرفته با edger بیان rna طولانی غیرکد کننده های رمزگذاری شده با اعداد یک، سه و پنج در طی تنش سرما افزایشی و بیان  rna طولانی غیرکد کننده کد چهار و دو کاهشی بود. بررسی میزان بیان نسبی ژن‌های هدف rna طولانی غیرکد کننده ها به‌ترتیب کدگذاری cpn60، zipper family gene، wrky، sat1 و cbf برای هر 5 ژن افزایش نشان داد و به‌طور کلی افزایش مشاهده شده در طی زمان، روند صعودی در پی داشت.نتیجه‌گیری: بر اساس تحقیق حاضر می‌توان نتیجه گرفت که بالا رفتن میزان بیان این ژن‌ها و rna طولانی غیرکد کننده مرتبط با آن‌ها نسبت به گیاه شاهد، می تواند بیانگر افزایش تحمل گیاه نسبت به تنش‌های دمایی و از جمله تنش سرما باشد.

expression analysis of some long non-coding rnas in sugarcane variety cp73-21 in response to cold stress

objectivesugarcane is one of the most important industrial plants used in sugar production, as well as in the generation of biofuels such as bioethanol and electricity. this plant is native to tropical regions, and cold stress is considered the most significant environmental factor limiting sugarcane growth. according to available information, some long non-coding rnas (lncrnas) play a significant role in adapting to environmental stresses, including cold stress.materials and methodsin this research, after obtaining the sugarcane reference genome from the ncbi database and aligning the sequences, gene frequency was estimated using rsem software. differentially expressed genes (degs) were identified using the edger software package. subsequently, blast2go was employed to perform gene ontology analysis and classify genes into cellular, molecular, and biological categories.resultsbased on bioinformatics analysis, 170 genes showed differential expression under stress conditions, and 64 lncrnas were identified using four parameters: sequence length, cnci, cpc2, and orf. since their target genes are linked to cold stress, the expression changes of five lncrnas were evaluated for the cp73-21 variety. for this purpose, leaves from 8-week-old sugarcane seedlings treated at 4°c for 0, 12, 24, and 48 hours in three biological replicates were used. to confirm the effect of cold stress on the seedlings, the physiological damage indices eli and mda were measured. both eli and mda indices increased over time. according to bioinformatics analysis conducted with edger, the expression of lncrnas coded as numbers 1, 3, and 5 increased during cold stress, whereas the expression of lncrnas coded as numbers 2 and 4 decreased. examining the relative expression levels of the target genes coding for cpn60, zipper family gene, wrky, sat1, and cbf revealed an increase in expression for all five genes, generally following an upward trend over time.conclusionsbased on the present study, the increased expression of these genes and their associated lncrnas compared to the control plant suggests enhanced plant tolerance to temperature stresses, including cold stress.