组织特异性比较转录学揭示了在独立进化的杂草大米系中融合种子破碎的监管控制

科学领域:

• 植物生物学 植物生物学
• 进化遗传学的进化遗传学
• 农业科学 农业科学

背景情况:

• 杂草大米 (Oryza spp.) 是一种大米. 从栽培大米 (Oryza sativa) 中反复演化高种子破碎,证明了融合进化.
• 杂草大米种群在分离区 (AZ) 中具有相同的组织学特征,对于种子释放至关重要,与各种种植大米AZ不同.
• 在大米去化过程中,这些融合的表型模式的遗传基础在很大程度上是未知的.

研究的目的:

• 为了研究脱落区 (AZ) 形态差异的遗传基础,培养大米和衍生杂草大米之间的形态差异.
• 为了比较在AZ地区的基因表达特征在不同大米谱系 (Aus和温带日本) 在de-domestication.
• 为了确定基因和调节机制,有助于种子破坏杂的合.

主要方法:

• 在三个发育阶段检查了AZ和周围组织中的基因表达特征.
• 比较了两种低破坏性栽培大米品种 (Aus和温带日本) 与它们的高破坏性杂草衍生品 (BHA和SWR).
• 分析了AZ地区独有的基因表达模式和每个血统内的作物和杂草群体之间的差异性基因表达.

主要成果:

• 在温带的日本血统 (SWR) 中,与奥斯血统 (BHA) 相比,在杂草和作物之间发现了较少的重叠的AZ区域独家基因,与SWR中AZ形态变化更大相关.
• 像OsWRKY102和OsXND-1-like这样的转录因子,涉及抑制红素和二次细胞壁沉积,以及已知的破碎基因,可能会在两种谱系中保持AZ身份.
• 大多数谱系特定的AZ基因没有重叠,在杂草和作物之间分别表达的基因被丰富为跨谱系的不同基因本体学术语.

结论:

• 这表明,在米脱过程中,在塑造脱区 (AZ) 形态方面存在显著的遗传灵活性.
• 表明在分离区 (AZ) 认同确定上存在遗传约束,在不同大米谱系中运行着不同的遗传机制.
• 突出了种子在杂草中破碎的融合进化,这是由AZ的血统特异性遗传适应驱动的.