Contributions of Adaptive Plant Architecture to Transgressive Salinity Tolerance in Recombinant Inbred Lines of Rice: Molecular Mechanisms Based on Transcriptional Networks
Notice bibliographique
Résumé
Genetic novelties are important nucleators of adaptive speciation. Transgressive segregation is a major mechanism that creates genetic novelties with morphological and developmental attributes that confer adaptive advantages under certain environments. This study examined the morpho-developmental and physiological profiles of recombinant inbred lines (RILs) from the salt-sensitive IR29 and salt-tolerant Pokkali rice, representing the total range of salt tolerance including outliers at both ends of the spectrum. Morpho-developmental and physiological profiles were integrated with a hypothesis-driven interrogation of mRNA and miRNA transcriptomes to uncover the critical genetic networks that have been rewired for novel adaptive architecture. The transgressive super-tolerant FL510 had a characteristic small tiller angle and wider, more erect, sturdier, and darker green leaves. This unique morphology resulted in lower transpiration rate, which also conferred a special ability to retain water more efficiently for osmotic avoidance. The unique ability for water retention conferred by such adaptive morphology appeared to enhance the efficacy of defenses mediated by Na+ exclusion mechanism (SalTol-effects) inherited from Pokkali. The super-tolerant FL510 and super-sensitive FL499 had the smallest proportions of differentially expressed genes with little overlaps. Genes that were steadily upregulated in FL510 comprised a putative cytokinin-regulated genetic network that appeared to maintain robust growth under salt stress through well-orchestrated cell wall biogenesis and cell expansion, likely through major regulatory (OsRR23, OsHK5) and biosynthetic (OsIPT9) genes in the cytokinin signaling pathway. Meanwhile, a constitutively expressed cluster in FL510 prominently featured two transcription factors (OsIBH1, TAC3) that control tiller angle and growth habit through the brassinosteroid signaling pathway. Both the putative cytokinin-mediated and brassinosteroid-mediated clusters appeared to function as highly coordinated network synergies in FL510. In contrast, both networks appeared to be sub-optimal and inferior in the other RILs and parents as they were disjointed and highly fragmented. Transgressively expressed miRNAs (miR169, miR397, miR827) were also identified as prominent signatures of FL510, with functional implications to mechanisms that support robust growth, homeostasis, and osmotic stress avoidance. Results of this study demonstrate how genetic recombination creates novel morphology that complements inducible defenses hence transgressive adaptive phenotypes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».