Impact of rice <i>GENERAL REGULATORY FACTOR14h</i> ( <i>GF14h</i> ) on low-temperature seed germination and its application to breeding
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Direct seeding is employed to circumvent the labor-intensive process of rice ( Oryza sativa ) transplantation, but this approach requires varieties with vigorous low-temperature germination (LTG) when sown in cold climates. To investigate the genetic basis of LTG, we identified the quantitative trait locus (QTL) qLTG11 from rice variety Arroz da Terra, which shows rapid seed germination at lower temperatures, using QTL-seq. We delineated the candidate region to a 52-kb interval containing GENERAL REGULATORY FACTOR14h ( GF14h ) gene, which is expressed during seed germination. The Arroz da Terra GF14h allele encodes functional GF14h, whereas Japanese rice variety Hitomebore harbors a 4-bp deletion in the coding region. Knocking out functional GF14h in a near-isogenic line (NIL) carrying the Arroz da Terra allele decreased LTG, whereas overexpressing functional GF14h in Hitomebore increased LTG, indicating that GF14h is the causal gene behind qLTG11 . Analysis of numerous Japanese rice accessions revealed that the functional GF14h allele was lost from popular varieties during modern breeding. We generated a NIL in the Hitomebore background carrying a 172-kb genomic fragment from Arroz da Terra including GF14h . The NIL showed superior LTG compared to Hitomebore, with otherwise comparable agronomic traits. The functional GF14h allele from Arroz da Terra represents a valuable resource for direct seeding in cold regions. Author Summary Rice serves as a fundamental crop sustaining over half of the global population. With the rapid growth of the world’s population, it will become increasingly important to improve rice productivity. On the other hand, the aging of rice farmers in Japan has resulted in a constant labor shortage. To address this, direct seeding, in which seeds are sown directly in rice fields without going through the most labor-intensive part of the rice cultivation process, i.e., seedling production and transplanting, has been recommended. However, prevalent elite rice varieties are known to be unsuitable for direct seeding due to their poor seed germination ability under low-temperature conditions. In this study, we show for the first time that GF14h gene from the Portuguese variety Arroz da Terra improves seed germination at low temperatures (LTG). In addition, a novel cross-bred line was generated by introducing the GF14h -containing genomic segment from Arroz da Terra into Hitomebore, a widely cultivated variety in northern Japan. This line is expected to be used as a pre-breeding material to enhance LTG. This study will provide a genetic basis for LTG and contribute to basic and applied research progress.
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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) | 0,002 | 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 ».