شناسایی نشانگرهای مولکولی ریز ماهواره در گیاه زعفران (.crocus sativus L) با استفاده از داده های RNA-Seq

زعفران ارزشمندترین گیاه ادویه‎ای و دارویی جهان است. به‌نژادی زعفران به دلیل اطلاعات اندک از ساختار ژنوم آن با مشکلات زیادی همراه است. از این‌رو، دست‌یابی به اطلاعات ژنتیکی این گیاه از اهمیت بسیاری برای برنامه‌های به‌نژادی سنتی و مولکولی آن برخوردار می‌باشد. نشانگرهای مولکولی به‌ویژه نشانگرهای قدرتمند هم‌بارزی همانند نشانگرهای ریزماهواره (SSRs) جایگاه مهمی در برنامه‌های به‌نژادی دارند. در پژوهش حاضر برای اولین بار نشانگرهای ریزماهواره‌ی SSR بنه گیاه زعفران از ترانسکریپتوم بنه تحت تاثیر بیماری قارچی Fusarium oxysporum استخراج شدند. در این راستا پس از استخراج RNA، توالی‌یابی بر اساس چارچوب فنی Novaseq6000 انجام شد. یکپارچه‎سازی نوپدید با بهره‌گیری از نرم‌افزار Trinity صورت گرفت و برای شناسایی SSRها از ابزار جستجوی MISA استفاده شد. بر اساس نتایج این مطالعه، از 357028 رونوشت شناسایی شده، تعداد 70060 رونوشت دربرگیرنده‌ی توالی SSR بودند. همچنین از مجموع 89888 SSR شناسایی شده، تکرارهای 1 و 2 نوکلئوتیدی بیشترین فراوانی (50% و 26%) را به خود اختصاص دادند. بر اساس نتایج حاصل از الگوریتم BLAST، بیشترین میزان شباهت رونوشت‌های حاوی SSRها با برنج و آرابیدوپسیس به‌ دست آمد. در مجموع از میان یونی‌ژن‌ها، تعداد 18846، 23988 و 10969 به ترتیب در پایگاه‌های داده‌ی UNIPROT، Nr و GO شناسایی شدند که تعداد 10375 یونی‌ژن در بین همه‌ی پایگاه‌ها مشترک بود. به دلیل اهمیت این گیاه در ایران به‌عنوان یک محصول راهبردی، توسعه نشانگرهای هم‌بارز با چندشکلی بالا مانند نشانگرهای SSR، برای بررسی تنوع ژنتیکی، ساخت نقشه‌های ژنتیکی، تجزیه و تحلیل پیوستگی و نقشه‌یابی QTLs در برنامه‌های به-نژادی این گیاه مهم خواهد بود.

Saffron (Crocus sativus L.) is the most valuable spice in the world. Due to the lack of genomic information, saffron breeding has encountered many problems. To this end, generating and collecting genetic data using Next Generation Sequencing (NGS) techniques is crucial for saffron traditional and molecular breeding programs. Molecular markers, especially powerful co-dominance markers such as simple sequence repeats (SSRs) markers play an important role in breeding projects. In the present study for the first time, SSR markers related to genes associated with F. oxysporum disease of corms were identified following a RNA-Seq based transcriptomic approach. To this end, total RNA was extracted from mature corms and RNA-Seq was performed based on the Novaseq6000 platform. The De-novo assembly was performed with Trinity software and the MISA search tool was used to identify SSRs. Based on the results of this study, 357028 transcripts were identified. A total of 70060 transcripts were identified to contain SSR sequences. BLAST algorithm analysis revealed that the highest similarity between saffron SSRs was found with that of rice and Arabidopsis. Among the identified unigenes, 18846, 23988 and 10969 genes were identified in UNIPROT, Nr and GO databases, respectively, in which 10375 unigenes were common to all databases. Due to the high priority of saffron in Iran as a strategic crop plant, any genetic information, including mining SSRs, is of great importance in studying genetic diversity, constructing genetic maps, linkage and QTLs analysis in saffron future breeding programs.