مطالعه بیان ژن افتراقی زنبور عسل ملکه، نر و کارگر با استفاده از داده‌های RNA-seq

Abstract

این پژوهش با هدف مطالعه پروفایل بیان ژن و تعیین ژن‌های شاخص در تمایز و تکامل ملکه، نر و کارگر با مقایسه تفریقی آن‌ها در سن 5 لاروی یا همان سن تمایز انجام شد. لذا ترانسکریپتوم (توالی کل mRNA) 15 نمونه از زنبور عسل نژاد ایتالیایی (<em>A. m. ligustica</em>) شامل 5 زنبور نر، 5 کارگر و 5 ملکه از طریق همردیفی و مکان­یابی خوانش­های RNA-Seq بر روی ژنوم مرجع زنبور عسل نسخه Amel_4.5 مرتب شد. سپس آنالیز بیان افتراقی ژن صورت گرفت و در نهایت 15962 ژن و 31297 ایزوفرم بر روی ترانسکریپتوم این نمونه‌ها مشخص شد و نهایتاً 465 ژن با بیان متفاوت بین تیمارهای نر و ملکه، 495 ژن بین تیمارهای کارگر و ملکه و 764 ژن بین تیمارهای نر و کارگر بود (000005/0p<)، (0001/0p<) و بیشترین تفاوت بیان ژنی بین تیمارهای کارگر و نر، ژن‌های GB45614 و GB42053 با لگاریتم 2 fold change به‌ترتیب با مقادیر 10- و 5/11 به‌دست آمدند و در مقایسه تیمارهای نر و ملکه ژن‌های GB45614 و GB48020 به‌ترتیب با مقادیر 7/11 و 8/11 و در مقایسه تیمارهای ملکه و کارگر ژن‌های GB43508 و GB42053 به‌ترتیب با مقادیر 6/6 و 9- با بیشترین تفاوت بیان ژنی مشاهده شدند. آنالیز ماهیت ژن (GO) و مسیرهایی که در آن­ها درگیر هستند نشان داد، که بررسی دقیقی و جامعی بر روی تعداد زیادی از این ژن‌ها انجام نشده است، ولی تعداد زیادی از این ژن‌های شاخص در مقایسه تیمارهای: ملکه و نر مرتبط با اجزای ساختاری و جدایی‌ناپذیر غشا، پردازش متابولیکی کیتین، بازدارنده‌های تریپسین، فعالیت گیرنده گاسترین، باندشونده با هورمون جوانی، پاسخ‌های دفاعی نسبت به باکتری‌ها، پروتئین‌های کوتیکول شفیره هستند درصورتی‌که در مقایسه ژن‌های شاخص متمایز در تیمارهای ملکه و کارگر مرتبط با مسیرهای متابولیکی، متابولیسم داروها و سایر آنزیم­ها، متابولیسم لیپیدها، باندشونده با نوکلئیک اسید، انتقال‌دهنده کلسترول داخل سلولی، پردازش‌های متابولیکی کیتین، بیوسنتز یوبیکینون و سایر ترپنوئید کینون‌ها و ژن‌های متمایز در مقایسه کارگر و نر مرتبط ا اجزای ساختاری و جدایی‌ناپذیری از غشای متابولیسم و انتقال آمینو اسیدها، باند شونده با یون کلسیم، باندشونده با فلز یون، انتقال‌دهنده کلسترول کیتین درون سلول، متابولیسم بودند.