تجزیه و تحلیل مقایسه ای پروفایل های بیان miRNA در ساختار دارای گل و غیر گلدار Crocus sativus L

Crocus sativus به دلیل وجود آپوکاروتنوئیدها در کلاله آن گیاهی ارزشمند است. کارهای قابل توجهی در گذشته برای درک مسیر بیوسنتزی آپوکاروتنوئید در زعفران انجام شده است. با این حال، گزارش‌های مربوط به درک تنظیم گلدهی در سطح پس از رونویسی ناچیز است. هدف این مطالعه کشف miRNA های کاندید، ژن های هدف، فاکتورهای رونویسی (TFs)، و ژن های مسیر بیوسنتزی آپوکاروتنوئید مرتبط با تنظیم و انتقال گل در C. sativus بود. در تحقیق حاضر، پروفایل miRNA در بنه‌های گلدار و غیرگل‌دار زعفران به همراه آنالیز بیان ژن‌های آپوکاروتنوئید و فاکتورهای رونویسی دخیل در سنتز متابولیت‌های ثانویه انجام شد. مدولاسیون قابل توجهی در بیان خانواده های ژن miR156، miR159، miR166، miR172، miR395، miR396، miR399، و miR408 مشاهده شد. ما 36 miRNA شناخته شده (26 در گلدهی و 10 مورد در غیرگل) و 64 miRNA جدید (40 در گلدهی و 24 در غیرگل) منحصر به فرد در بافت های خاص در تجزیه و تحلیل خود به دست آوردیم. TFها، از جمله CsMADS و CsMYb، تعدیل قابل‌توجهی در بیان در بافت گل‌دهنده و به دنبال آن CsHB نشان دادند. علاوه بر این، miRNA ها در متابولیسم کربوهیدرات ها، سیگنال دهی هورمون های گیاهی، تنظیم رشد گل و پاسخ به استرس، سرما و دفاع درگیر هستند. این مطالعه جامع درک ما را از ماشین‌های تنظیمی شامل عواملی مانند هورمون‌های گیاهی، استرس غیرزیستی، ژن‌های آپوکاروتنوئید، فاکتورهای رونویسی و miRNA‌هایی که مسئول سنتز آپوکاروتنوئیدها و فرآیندهای رشد در طول و بعد از گل‌دهی هستند، افزایش داده است.

Crocus sativus is a valuable plant due to the presence of apocarotenoids in its stigma. Considerable work has been done in the past to understand the apocarotenoid biosynthetic pathway in saffron. However, the reports on understanding the regulation of flowering at the post-transcriptional level are meagre. The study aimed to discover the candidate miRNAs, target genes, transcription factors (TFs), and apocarotenoid biosynthetic pathway genes associated with the regulation and transition of flowering in C. sativus. In the present investigation, miRNA profiling was performed in flowering and non-flowering corms of saffron, along with expression analysis of apocarotenoid genes and transcription factors involved in the synthesis of secondary metabolites. Significant modulation in the expression of miR156, miR159, miR166, miR172, miR395, miR396, miR399, and miR408 gene families was observed. We obtained 36 known miRNAs (26 in flowering and 10 in non-flowering) and 64 novel miRNAs (40 in flowering and 24 in non-flowering) unique to specific tissues in our analysis. TFs, including CsMADS and CsMYb, showed significant modulation in expression in flowering tissue, followed by CsHB. Additionally, the miRNAs were predicted to be involved in carbohydrate metabolism, phytohormone signalling, regulation of flower development, and response to stress, cold, and defence. The comprehensive study has enhanced our understanding of the regulatory machinery comprising factors like phytohormones, abiotic stress, apocarotenoid genes, transcription factors, and miRNAs responsible for the synthesis of apocarotenoids and developmental processes during and after flowering.