Heat-responsive microRNAs participate in regulating the pollen fertility stability of CMS-D2 restorer line under high-temperature stress
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Anther development and pollen fertility of cytoplasmic male sterility (CMS) conditioned by Gossypium harknessii cytoplasm (CMS-D2) restorer lines are susceptible to continuous high-temperature (HT) stress in summer, which seriously hinders the large-scale application of "three-line" hybrids in production. Here, integrated small RNA, transcriptome, degradome, and hormone profiling was performed to explore the roles of microRNAs (miRNAs) in regulating fertility stability in mature pollens of isonuclear alloplasmic near-isogenic restorer lines NH and SH under HT stress at two environments. A total of 211 known and 248 novel miRNAs were identified, of which 159 were differentially expressed miRNAs (DEMs). Additionally, 45 DEMs in 39 miRNA clusters (PmCs) were also identified, and most highly expressed miRNAs were significantly induced in SH under extreme HT, especially four MIR482 and six MIR6300 family miRNAs. PmC28 was located in the fine-mapped interval of the Rf 1 gene and contained two DEMs, gra-miR482_L-2R + 2 and gma-miR2118a-3p_R + 1_1ss18TG. Transcriptome sequencing identified 6281 differentially expressed genes, of which heat shock protein (HSP)-related genes, such as HSP70 , HSP22 , HSP18.5-C , HSP18.2 and HSP17.3-B , presented significantly reduced expression levels in SH under HT stress. Through integrating multi-omics data, we constructed a comprehensive molecular network of miRNA–mRNA–gene-KEGG containing 35 pairs of miRNA/target genes involved in regulating the pollen development in response to HT, among which the mtr-miR167a_R + 1, tcc-miR167c and ghr-miR390a, tcc-miR396c_L-1 and ghr-MIR169b-p3_1ss6AG regulated the pollen fertility by influencing ARF8 responsible for the auxin signal transduction, ascorbate and aldarate metabolism, and the sugar and lipid metabolism and transport pathways, respectively. Further combination with hormone analysis revealed that HT-induced jasmonic acid signaling could activate the expression of downstream auxin synthesis-related genes and cause excessive auxin accumulation, followed by a cascade of auxin signal transduction, ultimately resulting in pollen abortion. The results provide a new understanding of how heat-responsive miRNAs regulate the stability of fertility restoration for CMS-D2 cotton under heat stress.
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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) | 0,000 | 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 | 0,000 |
| 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 ».