Published February 18, 2020 | Version v1
Publication Open

Open-Bud Duplicate Loci Are Identified as MML10s, Orthologs of MIXTA-Like Genes on Homologous Chromosomes of Allotetraploid Cotton

  • 1. Cotton Research Institute
  • 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
  • 3. Anyang Institute of Technology

Description

The open-bud (ob) mutants in cotton display abnormal flower buds with the stigma and upper anthers exposed before blooming. This characteristic is potentially useful for the efficient production of hybrid seeds. The recessive inheritance pattern of the ob phenotype in allotetraploid cotton is determined by duplicated recessive loci (ob1ob1ob2ob2). In this study, ob1, which is a MIXTA-like MYB gene on chromosome D13 (MML10_Dt), was identified by map-based cloning. In Gossypium barbadense (Gb) acc. 3-79, a single nucleotide polymorphism (SNP) (G/A) at the splice site of the first intron and an 8-bp deletion in the third exon of MML10_Dt were found, which are the causative mutations at the ob1 loci. A 1783-bp deletion that leads to the loss of the third exon and accounts for the causal variation at the ob2 loci was found in MML10_At of Gossypium hirsutum (Gh) acc. TM-1. The ob phenotype results from the combination of these two loss-of-function loci. Genotyping assays showed that the ob1 and ob2 loci appeared after the formation of allotetraploid cotton and were specific for Gb and Gh, respectively. All Gb lines and most Gh cultivars carry the single corresponding mutant alleles. Genome-wide transcriptome analysis showed that some of the MYB genes and genes related to cell wall biogenesis, trichome differentiation, cytokinin signal transduction, and cell division were repressed in the ob mutants, which may lead to suppression of petal growth. These findings should be of value for breeding superior ob lines in cotton.

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

Translated Description (Arabic)

تعرض طفرات البراعم المفتوحة (ob) في القطن براعم زهور غير طبيعية مع تعرض الوصمة والمسامير العلوية قبل الإزهار. من المحتمل أن تكون هذه الخاصية مفيدة للإنتاج الفعال للبذور الهجينة. يتم تحديد نمط الوراثة المتنحية للنمط الظاهري ob في قطن الصبغيات الصفائحية من خلال مواضع متنحية مكررة (ob1ob1ob2ob2). في هذه الدراسة، تم تحديد ob1، وهو جين myb يشبه MIXTA على الكروموسوم D13 (MML10_Dt)، عن طريق الاستنساخ القائم على الخريطة. في Gossypium barbadense (Gb) acc. 3-79، تم العثور على تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة (SNP) (G/A) في موقع لصق الإنترون الأول وحذف 8 - bp في الإكسون الثالث من MML10_Dt، وهي الطفرات المسببة في المواضع ob1. تم العثور على حذف 1783 - BP الذي يؤدي إلى فقدان الإكسون الثالث ويفسر الاختلاف السببي في مواضع ob2 في MML10_At من Gossypium hirsutum (Gh) acc. TM -1. ينتج النمط الظاهري OB من الجمع بين هذين الموقعين لفقدان الوظيفة. أظهرت فحوصات التنميط الجيني أن مواضع ob1 و ob2 ظهرت بعد تكوين القطن الصبغوي وكانت محددة لـ Gb و Gh، على التوالي. جميع خطوط GB ومعظم أصناف Gh تحمل الأليلات الطافرة المقابلة. أظهر تحليل النسخ على مستوى الجينوم أن بعض جينات MYB والجينات المتعلقة بالتكوين الحيوي لجدار الخلية، وتمايز الشعيرات، ونقل إشارة السيتوكينين، وانقسام الخلية قد تم قمعها في مسوخ ob، مما قد يؤدي إلى قمع نمو البتلة. يجب أن تكون هذه النتائج ذات قيمة لتربية خطوط أوب متفوقة في القطن.

Translated Description (French)

Les mutants à boutons ouverts (ob) du coton présentent des boutons floraux anormaux avec les stigmates et les anthères supérieures exposés avant la floraison. Cette caractéristique est potentiellement utile pour la production efficace de semences hybrides. Le modèle d'hérédité récessive du phénotype ob dans le coton allotétraploïde est déterminé par des loci récessifs dupliqués (ob1ob1ob2ob2). Dans cette étude, ob1, qui est un gène MYB de type MIXTA sur le chromosome D13 (MML10_Dt), a été identifié par clonage cartographique. Chez Gossypium barbadense (Gb) acc. 3-79, un polymorphisme nucléotidique unique (SNP) (G/A) au site d'épissage du premier intron et une délétion de 8 pb dans le troisième exon de MML10_Dt ont été trouvés, qui sont les mutations causales aux loci ob1. Une délétion de 1783 pb qui conduit à la perte du troisième exon et explique la variation causale au niveau des loci ob2 a été trouvée dans MML10_At de Gossypium hirsutum (Gh) acc. TM-1. Le phénotype ob résulte de la combinaison de ces deux locus de perte de fonction. Les tests de génotypage ont montré que les loci ob1 et ob2 apparaissaient après la formation du coton allotétraploïde et étaient spécifiques de Gb et Gh, respectivement. Toutes les lignées Gb et la plupart des cultivars Gh portent les allèles mutants correspondants uniques. L'analyse du transcriptome à l'échelle du génome a montré que certains des gènes MYB et des gènes liés à la biogenèse de la paroi cellulaire, à la différenciation du trichome, à la transduction du signal de la cytokinine et à la division cellulaire étaient réprimés chez les mutants ob, ce qui peut entraîner la suppression de la croissance des pétales. Ces résultats devraient être utiles pour l'élevage de lignées ob supérieures dans le coton.

Translated Description (Spanish)

Los mutantes de capullo abierto (ob) en el algodón muestran capullos florales anormales con el estigma y las anteras superiores expuestos antes de la floración. Esta característica es potencialmente útil para la producción eficiente de semillas híbridas. El patrón de herencia recesiva del fenotipo ob en el algodón alotetraploide está determinado por loci recesivos duplicados (ob1ob1ob2ob2). En este estudio, ob1, que es un gen MYB similar a MIXTA en el cromosoma D13 (MML10_Dt), se identificó mediante clonación basada en mapas. En Gossypium barbadense (Gb) acc. 3-79, se encontraron un polimorfismo de un solo nucleótido (SNP) (G/A) en el sitio de empalme del primer intrón y una deleción de 8 pb en el tercer exón de MML10_Dt, que son las mutaciones causantes en los loci ob1. Una deleción de 1783 pb que conduce a la pérdida del tercer exón y explica la variación causal en los loci ob2 se encontró en MML10_At de Gossypium hirsutum (Gh) acc. TM-1. El fenotipo ob resulta de la combinación de estos dos loci de pérdida de función. Los ensayos de genotipado mostraron que los loci ob1 y ob2 aparecieron después de la formación de algodón alotetraploide y fueron específicos para Gb y Gh, respectivamente. Todas las líneas Gb y la mayoría de los cultivares Gh portan los alelos mutantes individuales correspondientes. El análisis del transcriptoma en todo el genoma mostró que algunos de los genes MYB y genes relacionados con la biogénesis de la pared celular, la diferenciación de tricomas, la transducción de señales de citoquinina y la división celular estaban reprimidos en los mutantes ob, lo que puede conducir a la supresión del crecimiento de pétalos. Estos hallazgos deberían ser valiosos para la reproducción de líneas ob superiores en algodón.

Files

pdf.pdf

Files (2.6 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
md5:010f5fcc73c347fb45b74709db3fa3d6
2.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يتم تحديد المواضع المكررة للبراعم المفتوحة على أنها MML10s، وهي عبارة عن مجموعات من الجينات الشبيهة بـ MIXTA على الكروموسومات المتماثلة للقطن متباين الصبغيات
Translated title (French)
Les locus dupliqués à bourgeons ouverts sont identifiés comme des MML10, des orthologues de gènes de type MIXTA sur des chromosomes homologues de coton allotétraploïde
Translated title (Spanish)
Los loci duplicados de brotes abiertos se identifican como MML10, ortólogos de genes similares a MIXTA en cromosomas homólogos de algodón alotetraploide

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3005702900
DOI
10.3389/fpls.2020.00081

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1098647497
  • https://openalex.org/W1951529488
  • https://openalex.org/W1967557265
  • https://openalex.org/W1970369918
  • https://openalex.org/W1975028463
  • https://openalex.org/W1976182511
  • https://openalex.org/W1981858453
  • https://openalex.org/W1981967122
  • https://openalex.org/W1989000007
  • https://openalex.org/W1992425674
  • https://openalex.org/W2008767843
  • https://openalex.org/W2019591778
  • https://openalex.org/W2045639680
  • https://openalex.org/W2059137444
  • https://openalex.org/W2059899674
  • https://openalex.org/W2061744749
  • https://openalex.org/W2071817649
  • https://openalex.org/W2083854741
  • https://openalex.org/W2093776734
  • https://openalex.org/W2106441153
  • https://openalex.org/W2106977483
  • https://openalex.org/W2116876658
  • https://openalex.org/W2119034410
  • https://openalex.org/W2139220301
  • https://openalex.org/W2141458291
  • https://openalex.org/W2144673167
  • https://openalex.org/W2155210864
  • https://openalex.org/W2169161792
  • https://openalex.org/W2171672920
  • https://openalex.org/W2182016599
  • https://openalex.org/W2221315599
  • https://openalex.org/W2257539683
  • https://openalex.org/W2287351623
  • https://openalex.org/W2467771315
  • https://openalex.org/W2555526823
  • https://openalex.org/W2587195939
  • https://openalex.org/W2594730553
  • https://openalex.org/W2594736591
  • https://openalex.org/W2621699315
  • https://openalex.org/W2765308146
  • https://openalex.org/W2800156222
  • https://openalex.org/W4233051586
  • https://openalex.org/W4244029413
  • https://openalex.org/W67729012