شناسایی ژن های کلیدی درگیر در رسیدگی میوه لیموترش با استفاده از واکاوی داده های ریزآرایه

طی دهه های اخیر تلاش های متعددی به منظور تشریح مولکولی مکانیسم های اساسی رسیدن میوه انجام شده است. درک جامع شبکه تنظیمی رسیدگی در تنظیم کیفیت میوه، تغییر زمان رسیدگی و افزایش ماندگاری حائز اهمیت می باشد. در پژوهش حاضر، با توجه به ارزش غذایی و دارویی لیموترش، داده های ریزآرایه مربوط به بافت این میوه در دو مرحله نموی نارس و بلوغ، با هدف شناسایی مسیرها و ژن های مرتبط با رسیدن، توسط نرم افزارهای بیوانفورماتیک از جمله Bioconductor Limma، DAVID ، String و iTAK  مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد تعداد ۴۲۵۵ پروب ست در مرحله نموی رسیده نسبت به نارس افتراق بیان نشان دادند. یکی از مسیرهای غنی شده KEGG توسط این پروب ست ها، مسیر کاروتنوئید بود. با توجه به افزایش بیان ژن های مسیر زیست ساخت کاروتنوئید در مرحله رسیدگی و نقش این مسیر در بیوسنتز آبسیزیک اسید (ABA)، می توان بیان داشت سوخت و ساز و علامت دهی ABA نقش کلیدی در رسیدگی میوه لیموترش دارد. افزون بر این، افزایش بالای رونوشت های ژن های کلیدی درگیر در مسیر زیست ساخت اتیلن در مرحله رسیدگی، می تواند موید نقش اتیلن و مسیر انتقال پیام آن در رسیدگی این میوه باشد. بر اساس نتایح پژوهش حاضر ژن رمزکننده آنزیم  ۱-آمینو سیکلو پروپان کربوکسیلات  اکسیداز ۱ (۱-aminocyclopropane-۱-carboxylate oxidase ۱) دارای بیشترین افزایش بیان (۰۵/۱۳ برابر) در مرحله رسیدگی در مقایسه با میوه نارس لیموترش بود. جستجو برای تعیین عوامل رونویسی با افزایش بیان منجر به شناسایی ۴۱ عامل رونویسی شد. هم چنین واکاوی شبکه مرتبط با ژن های با افزایش بیان، منتج به شناسایی ۱۰ ژن به عنوان نقاط کلیدی شبکه از جمله عامل رونویسی HY۵-like گردید. دست ورزی ژن های معرفی شده می تواند یکی از راهکارهای بهبود متابولیت های ثانویه و تغییر زمان رسیدگی میوه لیموترش باشد که در صورت موفقیت، به تولید ارقامی با زمان رسیدگی مطلوب می انجامد که می توانند در مناطق مختلف مورد کشت قرار گیرند.

Keywords:

Transcriptome , Gene network , Citrus , Transcription factor , KEGG pathway analysis , واکاوی مسیر KEGG , رونوشت , شبکه ژن , مرکبات , عوامل رونویسی