Comparative phylogenomics and phylotranscriptomics provide insights into the genetic complexity of nitrogen-fixing root-nodule symbiosis
Notice bibliographique
Résumé
Plant root-nodule symbiosis (RNS) with mutualistic nitrogen-fixing bacteria is restricted to a single clade of angiosperms, the Nitrogen-Fixing Nodulation Clade (NFNC), and is best understood in the legume family. Nodulating species share many commonalities, explained either by divergence from a common ancestor over 100 million years ago or by convergence following independent origins over that same time period. Regardless, comparative analyses of diverse nodulation syndromes can provide insights into constraints on nodulation-what must be acquired or cannot be lost for a functional symbiosis-and the latitude for variation in the symbiosis. However, much remains to be learned about nodulation, especially outside of legumes. Here, we employed a large-scale phylogenomic analysis across 88 species, complemented by 151 RNA-seq libraries, to elucidate the evolution of RNS. Our phylogenomic analyses further emphasize the uniqueness of the transcription factor NIN as a master regulator of nodulation and identify key mutations that affect its function across the NFNC. Comparative transcriptomic assessment revealed nodule-specific upregulated genes across diverse nodulating plants, while also identifying nodule-specific and nitrogen-response genes. Approximately 70% of symbiosis-related genes are highly conserved in the four representative species, whereas defense-related and host-range restriction genes tend to be lineage specific. Our study also identified over 900 000 conserved non-coding elements (CNEs), over 300 000 of which are unique to sampled NFNC species. NFNC-specific CNEs are enriched with the active H3K9ac mark and are correlated with accessible chromatin regions, thus representing a pool of candidate regulatory elements for genes involved in RNS. Collectively, our results provide novel insights into the evolution of nodulation and lay a foundation for engineering of RNS traits in agriculturally important crops.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 ».