زعفران یک گیاه دارویی سنتی مشهور چینی است و بیوسنتز کرو سین با بازده و کیفیت زعفران مرتبط است. این مطالعه با هدف شناسایی ژنهای متفاوت بیانشده (DEGs) در زعفران در مراحل مختلف گلدهی و شناسایی ژنهای سیتوکروم P450 (CYP) درگیر در بیوسنتز کرو سین انجام شد. نمونههای زعفران در مراحل مختلف گلدهی برای توالییابی RNA استفاده شدند و DEGs بین نمونهها در سه روز قبل از مرحله گلدهی (−3da) و دو روز پس از مرحله گلدهی (+2da) شناسایی شدند. سپس، ژنهای CYP با بیان تفاوت معنیدار مشخص شدند و بیان ژنهای CYP در مراحل مختلف گلدهی و در بافتهای مختلف زعفران با استفاده از واکنش زنجیرهای پلیمراز کمی واقعی (RT-qPCR) تعیین شد.
پس از توالییابی و تحلیل، 1508 ژن با بیان متفاوت (DEGs) بین نمونهها در −3 روز پس از گلدهی (da-) و +2 روز پس از گلدهی (da+) شناسایی شد، که شامل 487 ژن با بیان افزایش یافته و 1021 ژن با بیان کاهش یافته بودند، که در 16 فرآیند بیولوژیکی، 5 جزء سلولی، 3 عملکرد مولکولی و 11 مسیر KEGG غنیسازی شده بودند، از جمله پردازش پروتئین در شبکه اندوپلاسمی، تبدیلهای پنتوز و گلوکورونات، متابولیسم نشاسته و ساکارز، مسیر سیگنالدهی استروژن و مسیر سیگنالدهی کیناز پروتئین فعالشده توسط میتوژن (MAPK). علاوه بر این، 12 ژن CYP که بیان آنها به طور معنیداری متفاوت بود، شناسایی شد. نتایج RT-qPCR نشان داد که CYP76C4، CYP72A15، CYP72A219، CYP97B2، CYP714C2، CYP71A1، CYP94C1 و CYP86A8 همگی در پرچمها بیان شده بودند و CYP72A219، CYP72A15، CYP97B2، CYP71A1 و CYP86A8 به طور بالایی در پرچمها بیان میشدند. مطالعه ما کتابخانه ترنسکریپتوم زعفران را ایجاد کرد و نشان داد که CYP72A219، CYP72A15، CYP97B2، CYP71A1 و CYP86A8 ممکن است نامزدهایی باشند که در بیوسنتز کروکین در زعفران دخیل هستند.
Saffron is a well-known Chinese traditional herb, and crocin biosynthesis is related to the yield and quality of saffron. This study aimed to screen differentially expressed genes (DEGs) in saffron at different flowering stages and identify cytochrome P450 (CYP) genes involved in crocin biosynthesis. Saffron samples at different flowering stages were used for RNA sequencing, and DEGs between the samples at three days before the flowering stage (− 3da) and two days after the flowering stage (+ 2da) were screened. Thereafter, significantly differentially expressed CYP genes were identified, and CYP gene expression at different flowering stages and in various tissues of saffron was determined using real-time quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR).
After sequencing and analysis, 1508 DEGs between the samples at − 3da and + 2da were identified, including 487 upregulated and 1021 downregulated genes, which were enriched in 16 biological processes, 5 cellular components, 3 molecular functions, and 11 KEGG pathways, including protein processing in endoplasmic reticulum, pentose and glucuronate interconversions, starch and sucrose metabolism, estrogen signaling pathway, and mitogen-activated protein kinase signaling pathway. In addition, 12 significantly differentially expressed CYP genes were identified. The RT-qPCR results showed that CYP76C4, CYP72A15, CYP72A219, CYP97B2, CYP714C2, CYP71A1, CYP94C1, and CYP86A8 were all expressed in the pistils, and CYP72A219, CYP72A15, CYP97B2, CYP71A1, and CYP86A8 were highly expressed in the pistils. Our study established a transcriptome library of saffron and found that CYP72A219, CYP72A15, CYP97B2, CYP71A1, and CYP86A8 may be candidates involved crocin biosynthesis in saffron.
- Authors: Guangchun Gao, Jiming Wu, Bai Li, Qi Jiang, Ping Wang & Jun Li
- URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s11033-021-06374-1
- DOI URL: https://doi.org/10.1007/s11033-021-06374-1
- عنوان مقاله: ژنتیک مولکولی
- محور مقاله: تکنیک نوین
- افیلیشن نویسنده مسئول: College of Medicine, Jiaxing University, Jiaxing, 314001, Zhengjiang, People’s Republic of China
- سال انتشار مقاله: 2021
- زبان: انگلیسی
- کشور: چین
- کد مقاله: 22992
- کلمات کلیدی فارسی: سیتوکینین، جیبرلینها، ژنتیک گیاه، هورمونهای گیاهی، زیستشناسی مولکولی گیاه.
- کلمات کلیدی انگلیسی: Cytokinin, Gibberellins, Plant Genetics, Plant Hormones, Plant Molecular Biology.
- لینک کوتاه: https://wikisaffron.org?p=22992