Журнал интеллектуального анализа данных в геномике и протеомике

Абстрактный

Потенциальная роль пластома как биомаркера и биосенсора с использованием количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени

Амита Пандей*, Шифа Чаудхари, Бину Бхат

Пластиды — это полуавтономные эукариотические органеллы, специфичные для растений, выполняющие множество важнейших и критических функций, включая фотосинтез, выработку энергии, развитие, восприятие стресса, хранение, цветение и созревание плодов. Исследования показали, что количество хлоропластов, подтипа пластид, зависит от биотических и абиотических стрессов, а число копий пластома (PCN), кольцевые молекулы ДНК, присутствующие в пластидах, регулируются стадией развития и стимулами окружающей среды. В этом исследовании впервые предлагается использовать PCN в качестве биомаркера и биосенсора на основе анализа данных ПЦР в реальном времени, полученных в течение двух лет с использованием праймеров, специфичных для пластидной тРНК, из листьев и образцов ворса хлопка и образцов семян хлопка, риса, сои, кукурузы и кунжута. PCN может использоваться, поскольку в отличие от ядерной ДНК PCN модулируется как внутренними, так и внешними факторами, этот метод не требует предварительного знания последовательности пластома, поскольку используемые праймеры являются универсальными праймерами, нацеленными на пластом всех родов растений, PCN намного выше ядерного, и PCN может быть быстро определен с помощью анализов qPCR. Анализ средних значений Ct, средних значений log PCN и диапазона значений log PCN семян хлопка и хлопкового сырья, которые представляют собой образцы хлопка, содержащие семена, показал, что из образцов, обработанных и полученных из разных источников в течение двух лет, PCN был в высокой степени неизменным в пределах группы, показывая разницу до 4 пластомов, т.е. log 0,58 между разными образцами, что указывает на потенциальное использование PCN в качестве биомаркера для определения рода растений. Более того, наблюдение более низкого среднего PCN (log 2,9) и более высокого диапазона PCN (log 3,09) для дробленого шелушеного риса (RS) по сравнению с более высоким средним PCN (log 3,86) и более низким диапазоном PCN (log 0,05) для покрытого шелухой риса (RP), где шелуха защищает семена риса во время послеуборочной обработки и хранения, предполагает, что PCN является индикатором качества семян. Для подтверждения нашего предположения о том, что PCN может модулироваться абиотическими факторами, семена риса были обработаны высокой температурой и влажностью; семена, подвергнутые воздействию высокой температуры, показали более высокие средние значения Ct по сравнению с необработанными семенами, что указывает на снижение PCN. В заключение, PCN может потенциально использоваться в качестве биомаркера и биосенсора.