Dynamic transcriptome analysis unravels key regulatory genes of maize root growth and development in response to potassium deficiency
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Main conclusion Integrated root phenotypes and transcriptome analysis have revealed key candidate genes responsible for maize root growth and development in potassium deficiency. Abstract Potassium (K) is a vital macronutrient for plant growth, but our understanding of its regulatory mechanisms in maize root system architecture (RSA) and K+ uptake remains limited. To address this, we conducted hydroponic and field trials at different growth stages. K+ deficiency significantly inhibited maize root growth, with metrics like total root length, primary root length, width and maximum root number reduced by 50% to 80% during early seedling stages. In the field, RSA traits exhibited maximum values at the silking stage but continued to decline thereafter. Furthermore, K deprivation had a pronounced negative impact on root morphology and RSA growth and grain yield. RNA-Seq analysis identified 5972 differentially expressed genes (DEGs), including 17 associated with K+ signaling, transcription factors, and transporters. Weighted gene co-expression network analysis revealed 23 co-expressed modules, with enrichment of transcription factors at different developmental stages under K deficiency. Several DEGs and transcription factors were predicted as potential candidate genes responsible for maize root growth and development. Interestingly, some of these genes exhibited homology to well-known regulators of root architecture or development in Arabidopsis, such as Zm00001d014467 (AtRCI3), Zm00001d011237 (AtWRKY9), and Zm00001d030862 (AtAP2/ERF). Identifying these key genes helps to provide a deeper understanding of the molecular mechanisms governing maize root growth and development under nutrient deficient conditions offering potential benefits for enhancing maize production and improving stress resistance through targeted manipulation of RSA traits in modern breeding efforts.
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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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| 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 | 0,000 |
| 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.
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 ».