شناسایی برخی ژن ‌های دخیل در مسیر بیوسنتزی اسکلت ترپنوئیدی اسطوخودوس (lavandula angustifolia cv. hidcote) با تکنیک توالی ‌یابی rna

توالی ‌یابی rna در حال حاضر یک انتخاب مناسب جهت مطالعه ترانسکریپتوم گیاهان غیرمدل می‌باشد که با شناسایی سریع‌تر شبکه‌های ژنی و الگوهای ژن‌های تولیدکننده متابولیت‌های ثانویه، می‌تواند جهت افزایش این ترکیبات موثر واقع شود. در این مطالعه، به‌منظور شناسایی برخی ژن‌های دخیل در مسیر ساخت اسکلت ترپنوئیدی در سرشاخه‌های هوایی (برگ و گل) گیاه دارویی اسطوخودوس (lavandula angustifolia cv. hidcote) بااستفاده از توالی‌یابی rna، با تکنیک پربازده iluumina hiseq2500 انجام گرفت. پس از کنترل کیفیت خوانش­ها با استفاده از نرم‌افزارهای fastqc و trimmomatic، تعداد 306995557 خوانش با کیفیت مناسب تولید شد که بعد از یکپارچه‌سازی de novo با برنامه evidentialgene، منجر به تولید 262412 یونی‌ژن با میانگین طول 1181.07 و n50 معادل 1633 نوکلئوتید شد. جهت شناسایی یونی‌ژن‌‌های مرتبط با مسیر بیوسنتزی اسکلت ترپنوئیدی، توالی یونی‌ژن‌‌ها در پایگاه kass بارگذاری شد. در مجموع 17777 یونی‌ژن در 122 مسیر زیستی شناسایی شدند، مسیر اسکلت ترپنوئید با تعداد 88 یونی‌ژن از پر تعدادترین مسیرهای شناسایی‌شده از میان 1664 یونی ‌ژن مسیر بیوسنتز متابولیت‌های ثانویه بود. به‌طورکلی نتایج حاصل از تفسیر کارکردی ژن‌ها منتهی به شناسایی 27 ژن در مسیر بیوسنتز اسکلت ترپنوئید‌ها شد که شامل تمامی‌ژن‌های دو مسیر اصلی بیوسنتزی اسکلت ترپنوئیدی (مسیر سیتوزولی موالونیک‌اسید (mva) و پلاستیدی متیل- اریترول- فسفات (mep) از ابتدای مسیر تا تولید ایزوپنتنیل دی‌فسفات (ipp) بود. شناسایی توالی ژن‌های مسیرهای بیوسنتزی اسکلت ترپنوئیدی و عملکرد‌های مرتبط با آن می‌تواند پایه‌ای برای پژوهش‌های بعدی با پیشبرد اهداف مهندسی متابولیت این ژن‌ ها شود.

identification of some genes involved in terpenoid biosynthesis pathway in lavandula angustifolia using rna sequencing technique

rna sequencing is currently a suitable choice for studying the transcriptome of non-model plants which by faster identification of gene networks and patterns of genes producing secondary metabolites, can be effective in increasing these compounds. in this study, in order to identify some genes involved in the construction of the terpenoid skeleton in the aerial branches (leaves and flowers) of the medicinal plant lavandula angustifolia cv. hidcote using rna sequencing, with the high-throughput iluumina hiseq2500 technique. after controlling the quality of the reads using fastqc and trimmomatic software, 306995557 reads with suitable quality were produced, which after de novo integration with the evidentialgene program, resulted in the production of 262412 unigenes with an average length of 1181.07 and n50 equivalent to 1633 nucleotides. in order to identify unigenes related to the biosynthetic pathway of terpenoid skeleton, the sequence of unigenes was loaded in kass database. a total of 17,777 unigenes were identified in 122 biological pathways, the terpenoid skeleton pathway with 88 unigenes was one of the most identified pathways among the 1,664 unigenes of the secondary metabolite biosynthesis pathway. in general, the results of the functional interpretation of the genes led to the identification of 27 genes in the biosynthesis pathway of the terpenoid skeleton, which included all the genes of the two main biosynthetic pathways of the terpenoid skeleton (mevalonic acid (mva) pathway in cytosolic and methyl-erythritol-phosphate (mep) pathway in plastid) from the beginning of the pathway to the production of isopentenyl diphosphate (ipp). the identification of the sequence of the genes of the biosynthetic pathways of the terpenoid skeleton and the functions related to it can become a basis for further research by advancing the goals of metabolite engineering of these genes.