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Turmeric (Curcuma longa): miRNAs and their regulating targets are involved in development and secondary metabolite pathways - 08/12/17

Doi : 10.1016/j.crvi.2017.09.009 
Noopur Singh , Ashok Sharma
 Biotechnology Division, CSIR-Central Institute of Medicinal and Aromatic Plants, P.O. CIMAP, 226015 Lucknow, UP, India 

Corresponding author.

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Abstract

Turmeric has been used as a therapeutic herb over centuries in traditional medicinal systems due to the presence of several secondary metabolite compounds. microRNAs are known to regulate gene expression at the post-transcriptional level by transcriptional cleavage or translation repression. miRNAs have been demonstrated to play an active role in secondary metabolism regulation. The present work was focused on the identification of the miRNAs involved in the regulation of secondary metabolite and development process of turmeric. Eighteen miRNA families were identified for turmeric. Sixteen miRNA families were observed to regulate 238 target transcripts. LncRNAs targets of the putative miRNA candidates were also predicted. Our results indicated their role in binding, reproduction, stress, and other developmental processes. Gene annotation and pathway analysis illustrated the biological function of the targets regulated by the putative miRNAs. The miRNA-mediated gene regulatory network also revealed co-regulated targets that were regulated by two or more miRNA families. miR156 and miR5015 were observed to be involved in rhizome development. miR5021 showed regulation for terpenoid backbone biosynthesis and isoquinoline alkaloid biosynthesis pathways. The flavonoid biosynthesis pathway was observed to be regulated by miR2919. The analysis revealed the probable involvement of three miRNAs (miR1168.2, miR156b and miR1858) in curcumin biosynthesis. Other miRNAs were found to be involved in the growth and developmental process of turmeric. Phylogenetic analysis of selective miRNAs was also performed.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : miRNAs, Turmeric, Rhizome development, Terpenoid, Alkaloid, Curcumin


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Vol 340 - N° 11-12

P. 481-491 - novembre 2017 Retour au numéro
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