داده کاوی پروفایل ترانسکریپتومی کتان تحت تنش سمیت آلومینیوم و کمبود روی

گیاه کتان (linum usitatissimum l.) در سراسر جهان به‌دلیل کاربرد گسترده در صنایع غذایی، نساجی و دارویی در مقیاس وسیع کشت می‌شود. یکی از عواملی که کشت و کار این گیاه را تحت تاثیر قرار می‌دهد تنش‌های غیر زیستی از جمله ph نامناسب و خاک دارای کمبود یا سمیت عناصر غذایی است که منجر به کاهش کمیت و کیفیت آن می‌شود. بنابراین شناسایی ژن‌های پاسخگو به تنش های مختلف ضروری است. در مطالعه حاضر، با استفاده از داده های rna-seq به‌دست آمده از ریشه گیاه کتان تحت تنش سمیت آلومینیوم و کمبود روی به بررسی deg‌ها به‌منظور شناسایی تغییرات پاسخگو به تنش در دو کلتیوار مقاوم و حساس پرداخته شد. در مجموع 30 تا deg مشترک بین کلتیوارهای مقاوم و 97 تا deg مشترک بین کلتیوارهای حساس در هر دو تنش شناسایی شد که در آن تعداد deg‌ها در رقم حساس بیشتر بوده و چهار ژن مشترک بین حساس و مقاوم بود. بیشترین تغییرات کلی deg‌های مشترک مربوط به فرآیندهای زیستی اختصاصی کتان، فرآیندهای متابولیکی و فرآیندهای سلولی بود که نشان‌دهنده وضعیت فعال متابولیکی سلول گیاهی است. کلتیوارهای مقاوم به‌طور اختصاصی‌تر پاسخ داده و بیشتر ژن‌ها در go مرتبط پاسخ به محرک‌ها قرار گرفتند. در شبکه برهمکنش پروتئین-پروتئین کلتیوارهای حساس، کیتینازها و ژن pr4 بیشترین ارتباط را با سایر پروتئین‌ها داشتند، در حالی‌که در کلتیوارهای مقاوم استراتژی مقاومت متفاوت بود و بیان ژن‌های تغییر دهنده دیواره سلولی بیشترین ارتباط را با سایر پروتئین‌ها نشان دادند. به‌طور کلی پروفایل بیانی ژن‌های پاسخگو به تنش نشان داد که در هر دو کلتیوار ژن pr1 بیشترین تغییرات را داشت و می‌توان به‌عنوان مارکر مقاومت برای اهداف به‌نژاد گیاهی استفاده نمود. همچنین بیوسنتز متابولیت های ثانویه که به نوعی پاسخ به تنش است به‌طور معنی داری افزایش یافت. نتایج به‌دست آمده بینش های جدیدی در مورد مکانیسم تحمل به تنش های غیرزیستی کتان ارائه می‌دهد که می توان جهت بهبود عملکرد کمی و کیفی گیاهان مورد استفاده قرار داد.

data mining of flax transcriptome profile under stress aluminum toxicity and zinc deficiency

flax (linum usitatissimum l.) is cultivated all over the world on a large scale due to its wide use in the food, textile, and pharmaceutical industries. one of the factors that affect the cultivation of this plant is abiotic stresses, such as inappropriate ph and soil with a lack or toxicity of nutrients, which leads to a decrease in its quantity and quality. therefore, it is necessary to identify genes responsive to different stresses. in the present study, using rna-seq data obtained from the roots of flax plants under the stress of aluminum toxicity and zinc deficiency, degs were investigated to identify stress-responsive changes in two resistant and sensitive cultivars. in total, 30 common degs were identified between resistant cultivars and 97 common degs between sensitive cultivars in both stresses in which, the number of degs was more in the sensitive cultivar and four genes were common between sensitive and resistant cultivars. the most general changes of common degs were related to flax-specific biological processes, metabolic processes, and cellular processes, which indicate the metabolically active state of the plant cell. resistant cultivars responded more specifically and most of the genes were grouped in go related to response to stimuli. in the protein-protein interaction network of susceptible cultivars, chitinases and the pr4 gene had the most related to other proteins, while in the resistant cultivars, the resistance strategy was different, and the expression of cell wall modifying genes showed the highest relation with other proteins. in general, the expression profile of stress-responsive genes showed that the pr1 gene had the most changes in both cultivars and can be used as a resistance marker for plant breeding purposes. also, the biosynthesis of secondary metabolites, which is a response to stress, increased significantly. the obtained results provide new insights into the mechanism of tolerance to abiotic stress in flax, which can be used to improve the quantitative and qualitative yields.