CO2 response screen in grass <i>Brachypodium</i> reveals the key role of a MAP kinase in CO2-triggered stomatal closure
Notice bibliographique
Résumé
Plants respond to increased CO2 concentrations through stomatal closure, which can contribute to increased water use efficiency. Grasses display faster stomatal responses than eudicots due to dumbbell-shaped guard cells flanked by subsidiary cells working in opposition. However, forward genetic screening for stomatal CO2 signal transduction mutants in grasses has yet to be reported. The grass model Brachypodium distachyon is closely related to agronomically important cereal crops, sharing largely collinear genomes. To gain insights into CO2 control mechanisms of stomatal movements in grasses, we developed an unbiased forward genetic screen with an EMS-mutagenized B. distachyon M5 generation population using infrared imaging to identify plants with altered leaf temperatures at elevated CO2. Among isolated mutants, a "chill1" mutant exhibited cooler leaf temperatures than wild-type Bd21-3 parent control plants after exposure to increased CO2. chill1 plants showed strongly impaired high CO2-induced stomatal closure despite retaining a robust abscisic acid-induced stomatal closing response. Through bulked segregant whole-genome sequencing analyses followed by analyses of further backcrossed F4 generation plants and generation and characterization of sodium azide and CRISPR-cas9 mutants, chill1 was mapped to a protein kinase, Mitogen-Activated Protein Kinase 5 (BdMPK5). The chill1 mutation impaired BdMPK5 protein-mediated CO2/HCO3- sensing together with the High Temperature 1 (HT1) Raf-like kinase in vitro. Furthermore, AlphaFold2-directed structural modeling predicted that the identified BdMPK5-D90N chill1 mutant residue is located at the interface of BdMPK5 with the BdHT1 Raf-like kinase. BdMPK5 is a key signaling component that mediates CO2-induced stomatal movements and is proposed to function as a component of the primary CO2 sensor in grasses.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».