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细胞分裂素氧化酶(CKXs)调控水稻产量与抗旱性,Clade II中OsCKX10含UvrA结构域,在五种植种中保守。该亚群发育组织表达较弱,14个CKX基因(OsCKX1-10)遗传变异与根系性状显著相关(贡献率10-57%),基因组预测与表型相关性达0.32-0.73。
摘要
细胞分裂素氧化酶(CKXs)在调节产量和非生物胁迫耐受性方面起着重要作用。尽管水稻中CKXs的系统发育关系已经得到了很好的理解,但不同分支在基序、表达方式以及与干旱胁迫耐受性的遗传关联方面的差异尚未得到全面研究。分支特异性基序分析发现,OsCKX10的UvrA_inter结构域存在于五种水稻物种中(O. barthii、O. glaberrima、O. meridionalis以及O. sativa的两个亚种indica和japonica)。具体而言,II分支的主要CKXs(CKX6、CKX7和CKX10)在发育组织中的表达较为不明显。此外,七个CKXs(OsCKX1、OsCKX2、OsCKX4、OsCKX5、OsCKX8、OsCKX9和OsCKX10)的十四个遗传变异(三个位于外显子区域,十一个位于调控区域)与干旱胁迫下的根系相关性状有关,这些变异解释了10–57%的表型变异。对所有七个相关CKXs进行的累积单倍型-表型分析显示,在胁迫条件下,植物高度(p = 0.03*)和凸包宽度(p = 0.04*)存在显著差异。此外,基因组预测值与实际表型值之间的相关系数范围为0.32–0.73。因此,本研究的主要发现是:II分支的七个CKXs具有干旱胁迫相关性,以及利用十四个CKXs遗传变异能够高精度地预测表型。这些发现强调了OsCKX基因在干旱响应中的关键作用,并为培育抗旱水稻品种提供了宝贵的见解。
细胞分裂素氧化酶(CKXs)在调节产量和非生物胁迫耐受性方面起着重要作用。尽管水稻中CKXs的系统发育关系已经得到了很好的理解,但不同分支在基序、表达方式以及与干旱胁迫耐受性的遗传关联方面的差异尚未得到全面研究。分支特异性基序分析发现,OsCKX10的UvrA_inter结构域存在于五种水稻物种中(O. barthii、O. glaberrima、O. meridionalis以及O. sativa的两个亚种indica和japonica)。具体而言,II分支的主要CKXs(CKX6、CKX7和CKX10)在发育组织中的表达较为不明显。此外,七个CKXs(OsCKX1、OsCKX2、OsCKX4、OsCKX5、OsCKX8、OsCKX9和OsCKX10)的十四个遗传变异(三个位于外显子区域,十一个位于调控区域)与干旱胁迫下的根系相关性状有关,这些变异解释了10–57%的表型变异。对所有七个相关CKXs进行的累积单倍型-表型分析显示,在胁迫条件下,植物高度(p = 0.03*)和凸包宽度(p = 0.04*)存在显著差异。此外,基因组预测值与实际表型值之间的相关系数范围为0.32–0.73。因此,本研究的主要发现是:II分支的七个CKXs具有干旱胁迫相关性,以及利用十四个CKXs遗传变异能够高精度地预测表型。这些发现强调了OsCKX基因在干旱响应中的关键作用,并为培育抗旱水稻品种提供了宝贵的见解。