بررسي مقايسه اي ترنسكريپتوم برگ برنج تحت شرايط كنترل و تنش خشكي با استفاده از داده هاي EST

Comparative analysis of rice leaves transcriptome under control and drought stress conditions using EST data

برنج غذاي اصلي بيش از نيمي از جمعيت جهان به ويژه كشورهاي در حال توسعه است و خشكي مهمترين عامل كاهش عملكرد برنج در آسيا مي باشد. اين تحقيق به منظور شناسايي ژن هاي پاسخ دهنده به تنش خشكي با كمك تجزيه و تحليل اطلاعات EST دو كتابخانه برگ برنج انجام شد. داده هاي كتابخانه هاي EST در شرايط شاهد و تنش خشكي، از پايگاه داده NCBI دريافت و با استفاده از نرم افزار EGassembler ويرايش، دسته بندي و هم گذاري شدند. توالي هاي كانتيگ و سينگلتون به دست آمده به عنوان الگو براي جستجوي بلاست x در بانك توالي پروتيين برنج و انتساب گروه عملكردي با استفاده از نرم افزار CLC Genomic Workbench و AgriGO به كار برده شدند. پروتئين هاي شناسايي شده در كتابخانه هاي شاهد و خشكي به ترتيب در70 و 82 گروه كاركردي مختلف قرار گرفتند. براي شناسايي تفاوت هاي معني دار بين گروه هاي كاركردي در كتابخانه هاي شاهد و تنش خشكي از نرم افزار IDEG6 استفاده شد. بررسي هستي شناسي ژن ها، تفاوت معني دار در 20 گروه عملكردهاي مولكولي، 35 گروه فرايندهاي زيستي و 12 گروه اجزاي درون سلول را آشكار ساخت. به منظور تعيين بيان افتراقي ژنها بين دو كتابخانه، 4012 EST داراي كد Unigene با استفاده از الگوريتم پياده سازي شده در نرم افزار MATLAB انتخاب و با استفاده از نرم افزار IDEG6 تفاوت معني دار بين 42 ژن تحت تنش خشكي نسبت به شاهد، مشاهده شد (31 ژن افزايش و 11 ژن كاهش بيان). ژنهاي افزايش بيان يافته، در پاسخ به تنش هاي محيطي و اكسيداتيو، برقراري هموستازي، پروتئوليز و گليكوليز نقش داشته و ژن هاي مربوط به فتوسنتز كاهش بيان نشان دادند.

Rice is the staple food for more than half the world's population, especially in developing countries. Drought is the most yield-limiting factor for rice production in Asia. The current study was conducted to identify the drought stress responsive genes through EST data analysis of two rice leaves libraries. EST libraries data under normal and drought stress conditions were downloaded from NCBI databank. Preprocessing, clustering and assembly of the EST sequences were done using EGassembler software. Generated contig and singleton sequences were used as template for BLASTx analysis against rice protein database and functional category assignment using CLC Protein Workbench software and AgriGO. The identified proteins in the normal and drought libraries were allocated to 70 and 82 functional categories, respectively. IDEG6 were used to identify significant differences between functional categories in control and drought stress libraries. Gene ontology analysis, revealed significant differences in 20 groups of molecular function, 35 groups of biological processes and 12 groups of the intracellular components. In order to find the significant differential expression between the two libraries, 4012 ESTs with unigene accession numbers were implemented through applying an algorithm by MATLAB software and were analyzed by IDEG6 software, where 42 genes were found to be differentially expressed between drought and normal conditions (31 up-regulated and 11 down-regulated genes). The up-regulated genes were involved in environmental and oxidative stress response, homestasis, proteolysis and glycolysis, while photosynthesis related genes were downregulated.