Ocena zmian profilu ekspresji genów kandydujących w podkładkach jabłoni o odmiennym stopniu tolerancji mrozowej

Celem przeprowadzonych badań była identyfikacja genów sprzężonych z cechą mrozoodporności podkładek jabłoni. Ocenę zmian w poziomie ekspresji wyizolowanych genów przeprowadzono metodami RNAseq i qRT-PCR, dla podkładek zróżnicowanych po względem stopnia tolerancji mrozowej: P 66 (tolerancyjna) i M.9 (wrażliwa).W wyniku przeprowadzonych odczytów sekwencji RNA (sekwencjonowanie de novo w systemie Illumina Solid) dla w/w podkładek zidentyfikowano około 167 milionów odczytów unikatowych sekwencji, z których do wstępnych badań weryfikacyjnych wytypowano 15 o zróżnicowanym profilu ekspresji. Sekwencje poddano adnotacji funkcjonalnej. Wytypowane geny kodują: białka strukturalne i integralne błon komórkowych i wakuoli komórkowych, czynników transkrypcyjnych, białek regulujących transport międzykomórkowy i wewnątrzkomórkowy, białek hydrolizujących wiązania C-O i C-N oraz białek wiążących makro- i mikroelementy. Celem weryfikacji typu regulacji sekwencji transkryptomu uzyskanych z sekwencjonowania nowej generacji (NGS), dla tych samych prób przeprowadzono ilościową analizę transkryptu genów (qRT-PCR). Spośród badanych genów, trzy reprezentowały identyczny typ regulacji w badanych układach eksperymentalnych RNA-seq i qRT-PCR. Wytypowane geny stanowią potencjalne sekwencje kandydujące do sporządzenia markerów funkcjonalnych, umożliwiających wczesną selekcję podkładek jabłoni tolerancyjnych na mróz.

The aim of presented study was to identify putative candidate genes associated with apple rootstock winter hardiness. The assessment of changes in expression profile of isolated differentially expressed genes, was performed using two subsequent experiments: RNAseq (based on New Generation Sequencing, NGS) and qRT-PCR (Real Time transcript amplification). In terms of traits of interests two apple rootstocks P 66 (frost tolerant) and M.9 (frost sensitive) were evaluated. As a result of the RNA sequence readings (de novo sequencing, Illumina Solid system), approximately 167 million reads of unique sequences were identified. Finally, fifteen functionally annotated expressed tags, representing different expression profile, were chosen. Selected putative genes coding: structural and integral proteins of cell membranes and cellular vacuoles, transcription factors, proteins regulating intercellular and intracellular transport, C-O and C-N bonds hydrolyzes, and proteins binding macro- and microelements. In order to verify the type of regulation of the transcriptome sequences obtained in NGS technology, qRT-PCR tests were carried out for the same samples layout. Three of studied sequences, represented identical type of regulation in both RNA-seq and qRT-PCR experiments. The selected genes seems to represent potential candidate sequences (functional molecular markers), enabling the early selection of frost-tolerant apple rootstocks.