آنالیز مجموعه داده های بیانی و مطالعه ی ترانسکریپتوم با استفاده از فناوری RNA-seq در زعفران (Crocus sativus L.)

زعفران با نام علمی Crocus sativus L. گیاه تک لپه، از خانواده Iridaceae است. ژنوم نسبتا بزرگ و پیچیده ای دارد و اطلاعات ضعیفی درباره ی آن در دسترس می باشد. سطح پلوئیدی (۲n=۳x=۲۴) با اندازه ژنوم Gbp ۴۵.۳ اطلاعات مربوط به انواع مختلف RNA را که نقش مهمی در فعالیت های سلولی دارند، توسط فرآیند رونویسی و رمزگشایی (decoding) این RNA ها فراهم می آورد. پس از اینکه RNA به پپتید ها و پروتئین های عملکردی تبدیل شد، این پروتئین ها ممکن است تغییرات پس از ترجمه را نیز شامل شوند.

تعاملات پیچیده میان ژنوم، رونوشت، پروتئوم و سایر مولکول های تنظیمی، نهایتا منجر به مجموعه پیچیده ای از متابولیت های اولیه و ثانویه در متابولوم زعفران می شود. بیوانفورماتیک به عنوان ابزاری قدرتمند در تجزیه و تحلیل داده های حاصل از مطالعات زیستی عمل می کند و نقش اساسی در توصیف ساختار ژنومی زعفران در سطوح مختلف ایفا می کند. بررسی های ژنتیکی و مولکولی این گیاه از اهمیت ویژه ای برخوردار است، به ویژه در مطالعات ترانسکریپتوم که از تکنیک RNA-seq برای تحلیل بیان ژن ها استفاده می شود.

درک روابط پیچیده بین فعالیت های بیولوژیکی مختلف و در عین حال به هم پیوسته در زعفران کاملا چالش برانگیز است. ژنتیک کلاسیک به دلیل عقیمی زعفران، نقش محدودی دارد و توالی یابی ژنوم به عنوان یک فناوری مهم برای درک عمیقتر فرآیندهای بیولوژیکی در این گیاه بسیار ارزشمند است. فناوری های مبتنی بر Omics برای غلبه بر این محدودیت ها و ایجاد درک بهتری از زیستشناسی زعفران بسیار مفید هستند. علاوه بر ایجاد تصویری جامع از مکانیسم های مولکولی درگیر در سنتز آپوکاروتنوئید ها، کاروتنوئید، فعالیت بنه، رشد گل و غیره، در نهایت منجر به بهبود در عملکرد گیاه زعفران می شود.

Saffron, scientifically known as Crocus sativus L., is a monocotyledonous plant belonging to the Iridaceae family. It has a relatively large and complex genome and little information is available about it. The ploidy level (2n=3x=24) with a genome size of 45.3 Gbp provides information about different types of RNA that play important roles in cellular activities, through the process of transcription and decoding of these RNAs. After the RNA is converted into functional peptides and proteins, these proteins may also undergo post-translational modifications.

The complex interactions between the genome, transcriptome, proteome, and other regulatory molecules ultimately lead to a complex set of primary and secondary metabolites in the saffron metabolome. Bioinformatics serves as a powerful tool in analyzing data from biological studies and plays a fundamental role in describing the genomic structure of saffron at different levels. Genetic and molecular studies of this plant are of particular importance, especially in transcriptome studies that use the RNA-seq technique to analyze gene expression.

Understanding the complex relationships between different yet interconnected biological activities in saffron is quite challenging. Classical genetics has a limited role due to the sterility of saffron, and genome sequencing is very valuable as an important technology for a deeper understanding of biological processes in this plant. Omics-based technologies are very useful to overcome these limitations and provide a better understanding of saffron biology. In addition to creating a comprehensive picture of the molecular mechanisms involved in the synthesis of apocarotenoids, carotenoids, corm activity, flower growth, etc., it will ultimately lead to improvements in saffron plant performance.