توصيفگر ها :
ترك خوردگي , lncRNA , خربزه , WGCNA , eQTL
چكيده فارسي :
RNA طويل غيركدشونده (lncRNAs) نقشهاي كليدي در تنظيم بيان ژن از طريق مكانيسمهاي گوناگون ايفا ميكنند و بهعنوان تنظيمكنندههاي مهم در فرآيندهاي زيستي مختلف، بهويژه در پاسخ به تنشهاي محيطي، شناخته شدهاند. تركخوردگي ميوه يكي از مهمترين مشكلات كيفي در خربزه است كه منجر به كاهش بازارپسندي، افزايش فسادپذيري و افت شديد عملكرد اقتصادي ميشود. با وجود تلاشهاي صورتگرفته، سازوكارهاي مولكولي مؤثر در اين پديده هنوز بهدرستي شناخته نشدهاند. در اين پژوهش با تمركز بر lncRNA در تركخوردگي، از دادههاي ترنسكريپتومي يك جمعيت اينبرد لاين خربزه براي شناسايي اين مولكولهاي تنظيمي و ارتباط آنها با نواحي ژنومي تنظيمكننده (eQTL) استفاده شد. پس از مراحل كنترل كيفيت، نقشهبرداري و سرهمبندي، تعداد 341 lncRNA پيشبيني و با پايگاههاي داده معتبر تأييد شدند. ژنهاي واقع در محدوده 100 كيلوباز بالا و پايين اين lncRNAs شناسايي و تحليل عملكردي آنها انجام شد. نتايج نشان داد كه برخي از اين ژنها، مرتبط با فرآيندهاي ديواره سلولي، تنش مكانيكي و فاكتورهاي رونويسي مانند MYB، NAC، WRKY و HD-ZIP هستند كه همگي پيشتر در پاسخ به تركخوردگي گزارش شدهاند. تحليل تعامل ميان lncRNAs و ژنهاي هدف با استفاده از ابزار lncTar نيز ارتباط مستقيم اين عناصر با مسيرهاي دخيل در تركخوردگي را نشان داد. تحليل شبكه همبياني وزندار (WGCNA) چهار ماژول شامل lncRNAs و ژنهاي كدكننده پروتئين را شناسايي كرد. اين ماژولها با الگوهاي بياني متمايز، ارتباط معناداري با ويژگي تركخوردگي نشان دادند كه ميتواند نقش آنها را در سازوكارهاي مولكولي مؤثر در اين پديده تقويت كند. در ادامه، آناليز eQTL چند SNP تنظيمي در كروموزوم 2 را شناسايي كرد كه بهطور معناداري با بيان lncRNAsخاص مرتبط بودند. اين يافتهها، تصويري روشنتر از نقش تنظيمي lncRNAs در بروز تركخوردگي فراهم ميكنند و ميتوانند پايهاي براي توسعه نشانگرهاي مولكولي و راهكارهاي اصلاح ژنتيكي در جهت كاهش اين عارضه در خربزه باشند.
چكيده انگليسي :
Long non-coding RNAs (lncRNAs) play key roles in regulating gene expression through various mechanisms and are recognized as important regulators in numerous biological processes, particularly in response to environmental stresses. However, challenges remain in the identification of lncRNAs and understanding their biological functions, especially in relation to fruit cracking in melon. Moreover, investigating their association with expression quantitative trait loci (eQTLs) is of particular significance. In this study, using transcriptomic data from an inbred melon population, lncRNAs and regulatory SNPs associated with them were identified. The workflow involved quality control, mapping, sequence assembly and merging, followed by lncRNA prediction with a focus on those potentially involved in fruit cracking. A total of 341 lncRNAs were identified and validated using reputable databases. Genes located within 100 kilobases upstream and downstream of the lncRNAs were retrieved, functionally categorized, and subjected to enrichment analysis. Cis-target interactions between lncRNAs and neighboring genes were predicted using the lncTar tool, revealing associations with groups such as oxidoreductases and several transcription factors, including MYB, WRKY, NAC and HD-ZIP. Furthermore, Weighted Gene Co-expression Network Analysis (WGCNA) identified four distinct modules comprising both protein-coding genes and lncRNAs. Subsequently, eQTL analysis using the MatrixEQTL package revealed several SNPs on chromosome 2 that showed significant associations with lncRNAs. These findings contribute to a better understanding of the molecular mechanisms underlying fruit cracking and may pave the way for developing genetic strategies to improve this trait in horticultural crops.
