شناسایی و تایید Mirnaهای جدید مشترک در گندم نان و گونه های مختلف اجیلوپس با استفاده از روشهای بیوانفورماتیکی و Real Time Pcr

گندم نان یکی از غلات مهم است که به طور وسیع در جهان کشت می شود. mirna ها یک نوع از rna های کوچک تنظیمی هستند که حدود 18-22 نوکلئوتیدی بوده و می توانند به عنوان یک ابزار اصلاحی جدید در بهبود ژنتیکی گیاهان عمل کنند. با توجه به اینکه بسیاری از mirna ها از نظر تکاملی در بین قلمرو گیاهان و جانوران محافظت شده هستند، استفاده از ژنومیکس مقایسه ای و روش های محاسباتی برای شناسایی mirna ها، بسیار مورد توجه است. در این مطالعه شناسایی mirna بالقوه جدید در گندم نان مورد نظر بود و از یک روش جستجوی مبتنی بر تشابه روی est برای اینکار استفاده شد. بدین منظور mirna های شناخته شده گیاهی به عنوان مرجع در برابر est های گندم قرار گرفته و blastn انجام شد. سپس توالی های کد کننده پروتئین توسط blastx شناسایی و حذف شدند. در مرحله بعد ساختار ثانویه مورد بررسی قرار گرفت و سپس mirna های کاندید در پایگاه اطلاعاتی rfam بررسی شدند. در نهایت سه mirna جدید با استفاده از این روش شناسایی شد که از نظر توالی، مشابه mirna های شناخته شده در اجیلوپس تائوشی بودند. به منظور تایید وجود آنها در گندم و گونه های اجیلوپس حاوی ژنوم d شامل تائوشی، سیلندریکا و کراسا، از real time pcr استفاده شد و در نهایت وجود توالی myseq2 در ساقه گیاهان مورد مطالعه تایید شد. شناسایی ژن های mirna تایید شده نشان داد که بیشتراین ژن ها مانند rga، pik و nbarc روی مقاومت به بیماری های مختلف تاثیر داشته و برخی نیز در مقاومت به تنش های غیر زیستی از جمله تنش خشکی و شوری نقش داشتند. نتیجه تحقیق تایید کرد که روش های محاسباتی ابزار مناسبی برای پیش بینی mirna های کاندید می تواند باشد که سبب صرفه جویی در وقت و هزینه شناسایی mirna ها می شود.

Identification and confirmation of new common miRNAs in bread wheat and different Aegilops species by bioinformatics approach and Real time PCR

Bread wheat is one of the most important cereals widely cultivated in the world. miRNAs are a type of small regulatory RNAs that have about 1822 nucleotides long and can use as a novel breeding tool for plant genetic improvement. Because miRNAs are evolutionarily conserved between plant and animal kingdoms, the use of comparative genomics and computational methods to identify miRNAs is interesting. In this study, the goal was to identify potential new miRNAs in bread wheat by ESTbased similarity search method. For this purpose, known plant miRNAs were used as reference against wheat ESTs and BLASTn was performed. Then, protein coding sequences were identified and deleted by BLASTx. The secondary structure was examined and then the candidate miRNAs were analyzed in the Rfam database. Finally, three new miRNAs were identified from this method, which were sequentially similar to the miRNAs known in Ae. tauschii. In order to confirm their presence in wheat and Agileops species containing D genome including tauschii, cylindrica and crossa, Real time PCR reaction was performed and finally confirmed the presence of myseq2 sequence in the shoots of studied plants. Identification of target genes of the confirmed miRNA revealed that most of them such as RGA, PIK and NBARC had an impact on resistance to various diseases and some of them played a role in resistance to abiotic stresses, such as drought and salt stress. The results showed that computational methods can be a suitable tool for predicting candidate miRNAs, which saves time and cost in identifying miRNAs.