| تعداد نشریات | 284 |
| تعداد نشریات سازمان | 82 |
| تعداد شماره‌ها | 3,081 |
| تعداد مقالات | 34,371 |
| تعداد مشاهده مقاله | 47,878,236 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 78,877,385 |
بررسی بیوانفورماتیکی میکرو آر.ان.ای‌ها و ژنهای هدف مرتبط با مقاومت و حساسیت پنبه (Gossypium hirsutum) به بیمارگر Verticillium dahliae | ||
| پژوهش های پنبه ایران | ||
| دوره 12، شماره 2، شهریور 1404، صفحه 1-14 اصل مقاله (1.18 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijcr.2024.367070.1225 | ||
| نویسندگان | ||
| امین الله طهماسبی* 1؛ محمد حامد قدوم پاریزی پور2؛ امیر غفار شهریاری3 | ||
| 1گروه مهندسی کشاورزی، مجتمع آموزش عالی میناب، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران. | ||
| 2گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران. | ||
| 3گروه کشاورزی و منابع طبیعی، مرکز آموزش عالی اقلید، اقلید، ایران. | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: میکرو آر.ان.ای‌ها توالی‌های آر.ان.ای غیر کد کننده هستند که که به عنوان تنظیم‌کننده‌های کلیدی پاسخ‌های دفاعی در برهمکنش‌های گیاه و بیمارگر عمل می‌کنند. قارچ بیمارگر گیاهی Verticillium dahliae باعث پژمردگی ورتیسیلیومی در پنبه (Gossypium hirsutum) می‌شود که منجر به کاهش قابل توجهی در عملکرد پنبه و کیفیت الیاف می‌شود. این بیمارگر مکانیسم‌های مختلفی نظیر تولید آنزیم‌های تجزیه کننده دیواره سلولی و فعال کردن ژنهای پر آزاری و افکتورها را در جهت ایجاد آلودگی گیاه توسعه داده است. در پاسخ به آلودگی قارچی، گیاه پنبه مکانیسم‌های مختلفی از جمله تولید لیگنین و رسوب کالوز برای تقویت دیواره سلولی، انواع اکسیژن فعال، هورمون‌های دفاعی، بیان ژنهای مرتبط با دفاع و خاموشی ژن را بکار می‌گیرد. مواد و روش‌ها: در این مطالعه، میکرو آر.ان.ای‌ها و ژنهای هدف آن‌ها و مسیرهای دخیل در پاسخ‌های حساس و مقاوم پنبه به بیمارگر V. dahliae توسط روش‌های بیوانفورماتیکی ارزیابی و شناسایی شدند. سپس فرآیند زیستی، اجزای سلولی و عملکرد مولکولی آن‌ها مورد بررسی قرار گرفتند. برهمکنش پروتئین- پروتئین و رسم شبکه ژنی بیشترین تعداد پروتئین‌های هدف به عنوان کلیدی ترین ژنهای هدف در پاسخ‌های حساسیت و مقاومت گیاه پنبه مورد بررسی قرار گرفتند. در این مقاله سعی شده است نقش میکرو آر.ان.ایهای دخیل در مقاومت و حساسیت گیاه پنبه به بیمارگر قارچی V. dahliae با شناسایی ژنهای هدف آن‌ها و مسیرهای تنظیمی دخیل در پاسخ‌های حساس و مقاوم مورد ارزیابی قرار گیرند. یافته‌ها: نتایج نشان داد که تعداد 778 و 563 ژن در پنبه به طور اختصاصی تحت تأثیر میکرو آر.ان.ایهای انتخاب شده در پاسخ‌های مقاومت و حساسیت گیاه در برابرV. dahliae قرار می‌گیرند. همچنین، در مجموع 13 ژن مشترک تحت تأثیر میکرو آر.ان.ای‌ها بین مقاومت و حساسیت پنبه در پاسخ به آلودگی V. dahliae شناسایی شدند. مکانیسم بازدارندگی (تجزیه آر.ان.ای/بازدارندگی ترجمه) مرتبط با میکرو آر.ان.ای‌ها نشان داد که بیان ژن عمدتاً توسط تجزیه آر.ان.ایهای هدف کنترل می‌شود. با توجه به تجزیه و تحلیل KEGG، مسیرهای "چرخه شبانه روزی"، "ترمیم برش باز"، "پروتئین‌های حرکتی" و "انتقال سیگنال هورمون گیاهی" در مسیر مقاومت پنبه از اهمیت زیادی برخوردار بودند و مسیرهای "متابولیسم آراشیدونیک اسید"، "بیوسنتز استروئیدی"، "تجزیه گلیکوزآمینوگلیکان"، و "بیوسنتز تری ترپنوئید و سزکویی ترپنوئید" در پاسخ حساسیت پنبه بهV. dahliae ضروری بود. همچنین بعضی از مسیرهای تنظیمی بر نقش بیوسنتز لیگنین و هورمورن‌های جاسمونیک اسید و سالیسیلیک اسید در مقاومت گیاه پنبه در برابر V. dahliae تاکید داشت. نتیجه گیری: این نتایج، میکرو آر.ان.ایهای دخیل در مقاومت و حساسیت پنبه، ژنهای هدف و مسیرهای مرتبط را در طی برهمکنش G. hirsutum-V. dahliae شناسایی کردند که ممکن است نقش‌های مهمی در تعیین پاسخ‌های حساس و مقاوم گیاه میزبان در برابر بیمارگر قارچی داشته باشند و در ایجاد ارقام مقاوم به بیمارگر در برنامه‌های بهنژادی و مهندسی ژنتیک نقش مهمی ایفا کنند. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| بیمارگر گیاهی؛ پنبه؛ حساسیت؛ مقاومت؛ میکرو آر.ان.ای | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Bioinformatic evaluation of the microRNAs and their targeted genes associated with cotton (Gossypium hirsutum) susceptibility and resistance to Verticillium dahliae | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Aminallah Tahmasebi1؛ Mohamad Hamed Ghodoum Parizipour2؛ Amir Ghaffar Shahriari3 | ||
| 1Department of Agriculture, Minab Higher Education Center, University of Hormozgan, Bandar Abbas, Iran. | ||
| 22- Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan, Mollasani, Iran. | ||
| 3Department of Agriculture and Natural Resources, Higher Education Center of Eghlid, Eghlid, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and objectives: MicroRNAs (miRNAs) are non-coding RNA molecules that serve as crucial regulators of plant defence responses during plant–pathogen interactions. The phytopathogenic fungus Verticillium dahliae causes verticillium wilt, leading to substantial reductions in cotton yield and fibre quality. To successfully infect host plants, this pathogen employs diverse mechanisms, including the secretion of cell wall-degrading enzymes and activation of virulence genes and effectors. In response, cotton (Gossypium hirsutum) deploys a range of defence strategies, such as lignin biosynthesis, callose deposition to reinforce cell walls, reactive oxygen species production, modulation of defense-related hormones, activation of defence gene expression, and gene silencing. Materials and methods: In this study, comprehensive bioinformatic analyses were performed to identify miRNAs, their target genes, and the associated regulatory pathways involved in both susceptible and resistant responses of cotton to V. dahliae. Gene ontology analyses were conducted to characterise biological processes, cellular components, and molecular functions. Protein–protein interaction networks were constructed to identify key hub genes with the highest connectivity, representing central regulators of sensitivity and resistance in cotton. The study aimed to elucidate the roles of miRNAs in mediating cotton’s resistance and susceptibility to V. dahliae through identification of their targets and associated regulatory pathways. Results: A total of 778 and 563 cotton genes were uniquely regulated by miRNAs in resistant and susceptible responses, respectively, during the G. hirsutum–V. dahliae interaction, with 13 genes down-regulated in both responses. miRNA-mediated regulation primarily involved cleavage of target mRNAs. KEGG pathway analyses revealed that “circadian rhythm,” “base excision repair,” “motor proteins,” and “plant hormone signal transduction” pathways were significantly associated with resistance, whereas “sulfur relay system,” “arachidonic acid metabolism,” “steroid biosynthesis,” “glycosaminoglycan degradation,” and “sesquiterpenoid and triterpenoid biosynthesis” were pivotal in susceptibility. Additionally, pathways related to lignin biosynthesis, jasmonic acid, and salicylic acid signalling were emphasised as central components of cotton resistance to V. dahliae. Conclusion: This study highlights key regulatory miRNAs as potential biomarkers, alongside associated hub genes and pathways, that shape susceptible and resistant responses in G. hirsutum during interaction with V. dahliae. These findings provide a valuable framework for understanding miRNA-mediated regulation of cotton defence and offer targets for improving disease resistance. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Gossypium hirsutum, MicroRNAs, plant–pathogen interaction, Verticillium dahliae | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 195 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 125 |
||