شناسايي نشانگرهاي EST-SSR عدس (Lens culinaris) تحت تنش سرما

Discovery of EST-SSRs Markers in Lentil (Lens culinaris) under Cold Stress

توسعه برنامه‌هاي به‌نژادي عدس براي مقابله با عوامل نامساعد محيطي نسبت به ساير حبوبات، به علت كمبود منابع ژنتيكي با چالش‌هاي بيشتري روبرو مي‌باشد. نشانگرهاي EST-SSR به‌دليل ايجاد چندشكلي در نواحي كدكننده ژن‌ها، يكي از پركاربردترين نشانگرهاي مولكولي در بسياري از برنامه‌هاي اصلاحي به‌شمار مي‌روند. از اين‌رو در تحقيق حاضر به‌منظور توسعه نشانگرهاي EST-SSR در مقياس بالا، از فرآيند سرهم‌بندي مجموعه خوانش‌هاي كوتاه حاصل از فناوري توالي‌يابي RNA عدس تحت تنش سرما و حالت طبيعي استفاده شد. به‌منظور اعمال تنش سرما، گياهچه‌هاي 21 روزه عدس به‌مدت 48 ساعت در معرض دماي 4 درجه سانتي‌گراد قرار گرفتند. از نمونه‌هاي گياهي تهيه شده، RNA كل استخراج شد و مورد توالي‌يابي قرار گرفتند. تعداد 8905 مكان ريزماهواره در 7211 يونيژن حاصل از داده‌هاي RNA-seq عدس شناسايي شد كه 1293 يوني‌ژن شامل بيش از يك مكان نشانگر SSR بود. فراوان‌ترين نوع نشانگر EST-SSR يافت شده از نوع تك نوكلئوتيدي بود. در اين مطالعه موتيف‌هاي A/T، AG/CT و AAG/CTT به‌ترتيب بيشترين فراواني را در بين موتيف‌هاي تك، دو و سه نوكلئوتيدي به خود اختصاص دادند. نتايج بلاست يوني‌ژن‌هاي حاوي SSR، نشان داد كه 80 درصد از يوني‌ژن‌ها داراي ركورد مشابه در پايگاه پروتئين‌هاي غيرتكراري بودند. تفسير كاركردي ژن‌ها، حضور يوني‌ژن‌هاي حاوي ريزماهواره را در زير‌گروه‌هاي مهم پاسخ به تنش سرما نظير اتصال، سلول و اجزاي سلول و متابوليك را نشان داد. همچنين با توجه به نتايج مي‌توان چنين اظهار نمود كه اغلب نشانگرهاي شناسايي شده در ژن‌هايي قرار داشتند كه نقش مهمي در پاسخ به تنش‌ سرما دارند و جايگاه احتمالي اغلب آن‌ها نواحي UTR مي‌باشد. از اين‌رو بررسي بيشتر اين نواحي در رونوشت‌ ژن‌هاي كانديد پاسخ‌دهنده به تنش سرما از اهميت بيشتري برخوردار مي‌باشد

Development and improvement of lentil breeding programs to deal with adverse environmental factors in comparison to other legumes has more challenges due to poor pool of genetic resources. EST-SSR (EST-Simple Sequence Repeats) markers are one of the most commonly used molecular markers in many plant breeding programs due to polymorphism in genes coding regions. Hence, in the present study, for the development of EST-SSR markers, assembly process of RNA sequences of lentil under cold stress and normal condition was used. In order to apply cold stress, lentil plants treated at 4 °C condition. Total RNA was extracted from plant samples and was sequenced. 8905 microsatellite locations in 7211 unigene derived from lentil RNA sequences data was identified that 1293 unigene of them contained more than one SSR marker location. The most abundant type of EST-SSR marker was found to be of single nucleotide type. In this study, A/T, AG/CT and AAG/CTT motifs had the highest frequency among the one, two and three nucleotide motifs, respectively. The results of blast of unigene containing SSR showed that 80% of the unigenes had a similar record in the non-redundant protein database. The functional annotation of the unigenes showed that unigene containing SSR marker are subordinate to the critical stress-responsive terms such as binding, cell, cell parts and metabolic. Also, according to the results of this study, it can be stated that most of the identified EST-SSR markers were found in genes that play an important role in responding to cold stress, and UTR regions is often possible position. Hence, more analysis of these areas in candidate gene transcripts in response to cold stress is more important.