Comparative transcriptomic analysis uncovers the stage-specific gene expression profiles related to S-type cytoplasmic male sterility (CMS) in wheat (Triticum aestivum)
Notice bibliographique
Résumé
Context Wheat cytoplasmic male sterility (CMS), particularly S-type (derived from T. spelta cytoplasm), is crucial for hybrid seed production because of its easy fertility transition and broad restorer compatibility. However, unclear nuclear-cytoplasmic interaction mechanisms limit elite hybrid development. Aims This study investigated transcriptomic and hormonal dynamics in S-CMS line (S1376A) and maintainer (1376B) anthers to identify sterility regulators and validate candidates via CRISPR/Cas9. Methods RNA-seq profiled anthers at tetrad, uninucleate, and binucleate stages. High-performance liquid chromatography (HPLC) quantified indole-3-acetic acid (IAA), zeatin riboside (ZR), and abscisic acid (ABA). CRISPR/Cas9 generated TaMYB80L mutants, validated using microscopy and starch staining. Key results Transcriptome analysis identified stage-specific differentially expressed genes (DEGs) enriched in energy metabolism, hormone signaling, cell-wall biosynthesis, including genes encoding six PCD regulators and seven hormone-responsive factors. At uninucleate stage, 1376B had higher IAA (206.74 vs 60.07 ng g−1) and ZR (63.56 vs 38.62 ng g−1), whereas S1376A had 2.5-fold higher ABA (74.14 vs 29.67 ng g−1). TaMYB80L mutants (achieved a triple homoeolog editing efficiency of 8.57%) displayed complete (100%) pollen abortion, phenocopying the S1376A sterility. Conclusions TaMYB80L is a key regulator of S-type CMS, coordinating tapetal programmed cell death (PCD) and hormonal crosstalk. Our integrated analysis elucidates critical nuclear–cytoplasmic interactions underlying sterility. Implications Insights into TaMYB80L advance CMS understanding and provide precise targets for hybrid wheat breeding.
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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 ».