ارزیابی ترانسکریپتوم گیاه باریجه (ferula gummosa) با استفاده از روش rna-seq

گیاه باریجه با نام علمی ferula gummosa boiss، از تیره چتریان بومی مناطق شرق و غرب ایران است. گیاه باریجه به دلیل داشتن قابلیت استحصال شیرابه ای با ارزش دارویی و صنعتی، بسیار مورد توجه است. اگر چه این شیرابه از حیث صادرات گیاهان دارویی مرتعی ایران در رتبه اول قرار دارد و خواص دارویی و کاربردهای صنعتی فراوانی دارد اما اطلاعات اندکی در زمینه مکانیسمهای بیوشیمیایی و ژنتیکی تولید این ترکیبات وجود دارد. در حال حاضر تکنیک rna-seq جزو پرکاربردترین و دقیقترین روشهای ترانسکریپتومیکس به شمار می رود. در تحقیق حاضر جهت ارزیابی ترانسکریپتوم باریجه از روش rna-seq برای دو اندام ریشه و گل استفاده گردید. خوانش های بدست آمده از دستگاه illumina hiseq2000 پس از تعیین کیفیت، با نرم افزار trinity مونتاژ و سپس از نظر عملکرد مورد ارزیابی قرار گرفتند. ترانسکریپتوم حاصله دارای 158436 ترانسکریپت با n50 برابر با 1348 نوکلئوتید بود که پس از بلاست با دیتابیسهای مختلف 100275 ترانسکریپت از نظر عملکردی تفسیر شدند. ارزیابی نتایج بلاست nr از نظر هستی شناسی ژنها منجر به شناسایی 73678 ترانسکریپت دارای حداقل یک go گردید که از بین آنها از نظر فرایندهای زیستی، فرایندهای سلولی و متابولیکی بیشترین goها را به خود اختصاص دادند که این حالت نشان دهنده وضعیت فعال متابولیکی گیاه میباشد. ارزیابی ترانسکریپتوم از نظر ژنهای ارتولوگ منجر به شناسایی 42452 ژن از 3925 خانواده عملکردی در 26 کلاس کلی گردید. کلاس متابولیت های ثانویه، انتقال و کاتابولیسم با فراوانی 4.25 درصد از جمله فعالترین کلاسهای عملکردی در گل و ریشه باریجه می باشند.

Evaluation of Ferula gummosa Transcriptome by RNA-Seq

Ferula gummosa Boiss is a herbaceous plant from the Apiaceae family that is indigenous to East and West of Iran. Galbanum is an oleo-gum-resin with high pharmaceutical and industrial values, which is exuded from F. gummosa in response to wounds. Although galbanum ranks first in terms of Iranian export of pasture medicinal plants, little information exists on the genetic and biochemical mechanisms of these compounds are existed. In this regard, transcriptomics studies of medicinal plants have much to contribute to this field of science. RNA-Seq techniques are now one of the most used and most accurate methods in transcriptomics. In the present study, RNA-Seq was used to evaluate the root and flower of F. gummosa transcriptome. Short reads obtained from Illumina HiSeq2000 were assembled by Trinity software after trimming and filtering for quality scores below 30. The assembled transcriptome with 158,436 transcripts and N50 1,348 bp was annotated using different databases such as NCBI nr-proteins, Plant sub-database of NCBI nr-proteins, Swiss-Prot, TAIR10 and PLAZA 3. In total, 100,275 transcripts were annotated using BLASTX with an E-value cut-off of 10-5. Gene ontology (GO) classification of annotated transcripts was done by Blast2Go and Trinotate pipeline and in total 73,678 transcripts with at least one GO were identified. In terms of biological processes, cellular and metabolic processes are the most GO terms (44.55 %) indicated that the plant is in a metabolically active status. Transcriptome assessment of orthologous genes by NCBI-KOG database led to the identification of 42,452 genes from 3,925 families and 26 functional classes. The largest class of orthologous genes was associated with signal transduction mechanisms (14.29 %), followed by other classes, such as secondary metabolites-transport and catabolism with a frequency of 4.25 % (1,806 transcripts) indicating the most active status of F. gummosa roots and flowers for secondary metabolite production and transportation.