Published May 24, 2022 | Version v1
Publication Open

Fine Mapping of Rice Specific MR1, a Gene Determines Palea Identity

  • 1. China National Rice Research Institute

Description

The hull (palea and lemma) is the specific organ of grass florets. Although many genes related to the hull development have been cloned, the genetic mechanisms behind the development are still unclear, and the evolutionary relationship has different explanations and heated arguments between the palea and lemma. In this study, we found a specific mr1 mutant with a reduced palea, showing an enlarged mrp and degraded bop. Phenotype observations and molecular evidences showed that the bop was converted to the mrp-like organ. Our findings first reveal that the bop and mrp are homologous structures, and the palea and lemma are the same whorl floral organs. MR1 may prevent the transformation of the bop into mrp by regulating the expressions of hull identity genes. Meantime, the mr1 mutant showed altered grain size and grain quality, with defective physical and chemical contents. MR1 was controlled by a single recessive gene and was finally located on chromosome 1, with a physical distance of 70 kb. More work will be needed for confirming the target gene of MR1, which would contribute to our understanding of grain formation and the origin between the lemma, bop, and mrp.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

البدن (باليا وليما) هو العضو المحدد لزهور العشب. على الرغم من استنساخ العديد من الجينات المتعلقة بتطور الهيكل، إلا أن الآليات الوراثية الكامنة وراء التطور لا تزال غير واضحة، والعلاقة التطورية لها تفسيرات مختلفة وحجج ساخنة بين الباليا والليما. في هذه الدراسة، وجدنا طفرة mr1 محددة مع انخفاض باليا، مما يدل على تضخم mrp وتدهور bop. أظهرت ملاحظات النمط الظاهري والأدلة الجزيئية أن بوب تم تحويله إلى عضو يشبه mrp. تكشف النتائج التي توصلنا إليها أولاً أن البوب و mrp هي هياكل متماثلة، وأن الباليا والليما هما نفس الأعضاء الزهرية الدوارة. قد يمنع MR1 تحول BOP إلى MRP من خلال تنظيم تعبيرات جينات هوية الهيكل. في هذه الأثناء، أظهر متحور mr1 تغييرًا في حجم الحبوب وجودة الحبوب، مع محتويات فيزيائية وكيميائية معيبة. تم التحكم في MR1 بواسطة جين متنحي واحد وتم تحديد موقعه أخيرًا على الكروموسوم 1، بمسافة فيزيائية تبلغ 70 كيلو بايت. ستكون هناك حاجة إلى مزيد من العمل لتأكيد الجين المستهدف للرنين المغناطيسي 1، والذي من شأنه أن يساهم في فهمنا لتكوين الحبوب والأصل بين الليما وبوب والرنين المغناطيسي.

Translated Description (French)

La coque (paléa et lemme) est l'organe spécifique des fleurons d'herbe. Bien que de nombreux gènes liés au développement de la coque aient été clonés, les mécanismes génétiques à l'origine du développement ne sont toujours pas clairs, et la relation évolutive a des explications différentes et des arguments enflammés entre le paléa et le lemme. Dans cette étude, nous avons trouvé un mutant mr1 spécifique avec un palea réduit, montrant un mrp agrandi et un bop dégradé. Les observations phénotypiques et les preuves moléculaires ont montré que le BOP était converti en organe de type mrp. Nos résultats révèlent d'abord que le bop et le mrp sont des structures homologues, et que le paléa et le lemme sont les mêmes organes floraux verticilles. MR1 peut empêcher la transformation du BOP en mrp en régulant les expressions des gènes d'identité de coque. Pendant ce temps, le mutant mr1 présentait une taille et une qualité de grain altérées, avec des contenus physiques et chimiques défectueux. MR1 a été contrôlé par un seul gène récessif et a finalement été localisé sur le chromosome 1, avec une distance physique de 70 kb. D'autres travaux seront nécessaires pour confirmer le gène cible de MR1, ce qui contribuerait à notre compréhension de la formation des grains et de l'origine entre le lemme, le bop et le mrp.

Translated Description (Spanish)

El casco (palea y lema) es el órgano específico de los floretes de hierba. Aunque se han clonado muchos genes relacionados con el desarrollo del casco, los mecanismos genéticos detrás del desarrollo aún no están claros, y la relación evolutiva tiene diferentes explicaciones y acalorados argumentos entre la palea y el lema. En este estudio, encontramos un mutante mr1 específico con una palea reducida, que muestra un mrp agrandado y un bop degradado. Los fenotipos observados y las evidencias moleculares mostraron que el bop se convirtió en el órgano similar a mrp. Nuestros hallazgos revelan primero que el bop y el mrp son estructuras homólogas, y la palea y el lema son los mismos órganos florales de espiral. MR1 puede evitar la transformación del bop en mrp mediante la regulación de las expresiones de los genes de identidad del casco. Mientras tanto, el mutante mr1 mostró un tamaño de grano y una calidad de grano alterados, con contenidos físicos y químicos defectuosos. MR1 fue controlado por un solo gen recesivo y finalmente se localizó en el cromosoma 1, con una distancia física de 70 kb. Se necesitará más trabajo para confirmar el gen diana de MR1, lo que contribuiría a nuestra comprensión de la formación de granos y el origen entre el lema, el bop y el mrp.

Files

pdf.pdf

Files (4.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:6a4da27bfb1bd4e26da7a6bd6725fd24
4.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
رسم خرائط دقيقة للرنين المغناطيسي 1 الخاص بالأرز، يحدد الجين هوية باليا
Translated title (French)
Cartographie fine du MR1 spécifique du riz, un gène qui détermine l'identité de Palea
Translated title (Spanish)
Mapeo fino de MR1 específico de arroz, un gen determina la identidad de Palea

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4281389013
DOI
10.3389/fpls.2022.864099

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1582103980
  • https://openalex.org/W1907758855
  • https://openalex.org/W1968359974
  • https://openalex.org/W1970384459
  • https://openalex.org/W1976319429
  • https://openalex.org/W1976659573
  • https://openalex.org/W1978339777
  • https://openalex.org/W1983102472
  • https://openalex.org/W1984854705
  • https://openalex.org/W1994237419
  • https://openalex.org/W1995242543
  • https://openalex.org/W1996765935
  • https://openalex.org/W1998501073
  • https://openalex.org/W1999089772
  • https://openalex.org/W2011015961
  • https://openalex.org/W2013061140
  • https://openalex.org/W2017947025
  • https://openalex.org/W2035784816
  • https://openalex.org/W2041122198
  • https://openalex.org/W2043184835
  • https://openalex.org/W2054395231
  • https://openalex.org/W2058181657
  • https://openalex.org/W2058453385
  • https://openalex.org/W2059291619
  • https://openalex.org/W2065311727
  • https://openalex.org/W2091211881
  • https://openalex.org/W2093083992
  • https://openalex.org/W2095621415
  • https://openalex.org/W2106214237
  • https://openalex.org/W2109381209
  • https://openalex.org/W2131598165
  • https://openalex.org/W2132844876
  • https://openalex.org/W2137167825
  • https://openalex.org/W2149748632
  • https://openalex.org/W2153486423
  • https://openalex.org/W2153845521
  • https://openalex.org/W2157447025
  • https://openalex.org/W2162868089
  • https://openalex.org/W2762318718
  • https://openalex.org/W2789510367
  • https://openalex.org/W2912357871
  • https://openalex.org/W2964807004
  • https://openalex.org/W2999433530
  • https://openalex.org/W3097879676
  • https://openalex.org/W3157378776