A jasmonate‐mediated regulatory network modulates diurnal floret opening time in rice

生物 茉莉酸 基因 植物 突变体 茉莉酸 茉莉酸甲酯 水稻 气温日变化 拟南芥 农学 物理 生物化学 大气科学
作者
Wenyan Ding,Yajun Gou,Yajing Li,Juanjuan Li,Yudong Fang,Xupeng Liu,Xinyu Zhu,Rongjian Ye,Yongbo Heng,Haiyang Wang,Rongxin Shen
出处
期刊:New Phytologist [Wiley]
卷期号:244 (1): 176-191
标识
DOI:10.1111/nph.20039
摘要

Diurnal floret opening time (DFOT) is a pivotal trait for successful fertilization and hybrid breeding in rice. However, the molecular mechanism underlying this trait is poorly understood in rice. In this study, we combined the cytological, genetic and molecular studies to demonstrate that jasmonic acid (JA) regulates DFOT in rice through modulating the turgor and osmotic pressure of the lodicules. We show that lodicules undergo dramatic morphologic changes, accompanied by changes in water and sugar contents during the process of floret opening. Consistently, a large set of genes associated with cell osmolality and cell wall remodeling exhibits distinct expression profiles at different time points in our time-course transcriptomes of lodicules. Notably, a group of JA biosynthesis and signaling genes is continuously upregulated, accompanied by a gradual increase in JA accumulation as floret opening approaching. Furthermore, we demonstrate that the JA biosynthesis gene OsAOS1 is required for endogenous JA biosynthesis in lodicules and promoting rice DFOT. Moreover, OsMYC2, a master regulator of JA signaling, regulates rice DFOT by directly activating OsAOS1, OsSWEET4, OsPIP2;2 and OsXTH9. Collectively, our findings establish a core regulatory network mediated by JA for modulating rice DFOT and provide effective gene targets for the genetic improvement of DFOT in rice.
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