Structural variation at the maize WUSCHEL1 locus alters stem cell organization in inflorescences.
Structural variation at the maize WUSCHEL1 locus alters stem cell organization in inflorescences.
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玉米WUSCHEL1基因座的结构变异改变了花序中的干细胞组织。
DOI：
10.1038/s41467-021-22699-8
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发表时间：
2021-04-22
影响因子：
16.6
通讯作者：
Gallavotti A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen Z;Li W;Gaines C;Buck A;Galli M;Gallavotti A
植物基因组的结构变异是作物物种驯化和生产力重要性状表型变异的重要驱动因素。其中一些性状依赖于功能性分生组织，即由控制 WUS 同源盒转录因子表达的 CLAVATA-WUSCHEL (CLV-WUS) 负反馈环维持的干细胞群体。 WUS 的功能以及对玉米发育和产量的影响在很大程度上仍未得到探索。在这里，我们表明，玉米显性Barren inflorence3 (Bif3)突变体含有ZmWUS1基因ZmWUS1-B的串联重复副本，其新型启动子以环状模式增强转录。 ZmWUS1-B 的过度表达是由于 B 型响应调节器 (RR) 的多聚化结合位点所致，RR 是细胞分裂素信号转导中的关键转录因子。对细胞分裂素过敏会导致干细胞过度增殖和 Bif3 花序分生组织的重大重排，导致球形耳的形成并严重影响生产力。这些发现确立了 ZmWUS1 作为玉米中重要的分生组织大小调节剂，并强调了顺式调节变异对关键发育程序的显着影响。 WUSCHEL 转录因子促进植物干细胞增殖。在这里，作者表明，玉米 Bif3 突变体包含 ZmWUS1 基因座的重复，导致细胞分裂素过敏和芽分生组织过度增殖，证明了 WUSCHEL 在玉米中的作用以及结构变异如何影响植物形态。
Structural variation in plant genomes is a significant driver of phenotypic variability in traits important for the domestication and productivity of crop species. Among these are traits that depend on functional meristems, populations of stem cells maintained by the CLAVATA-WUSCHEL (CLV-WUS) negative feedback-loop that controls the expression of the WUS homeobox transcription factor. WUS function and impact on maize development and yield remain largely unexplored. Here we show that the maize dominant Barren inflorescence3 (Bif3) mutant harbors a tandem duplicated copy of the ZmWUS1 gene, ZmWUS1-B, whose novel promoter enhances transcription in a ring-like pattern. Overexpression of ZmWUS1-B is due to multimerized binding sites for type-B RESPONSE REGULATORs (RRs), key transcription factors in cytokinin signaling. Hypersensitivity to cytokinin causes stem cell overproliferation and major rearrangements of Bif3 inflorescence meristems, leading to the formation of ball-shaped ears and severely affecting productivity. These findings establish ZmWUS1 as an essential meristem size regulator in maize and highlight the striking effect of cis-regulatory variation on a key developmental program. The WUSCHEL transcription factor promotes plant stem cell proliferation. Here the authors show that the maize Bif3 mutant contains a duplication of the ZmWUS1 locus leading to cytokinin hypersensitivity and overproliferation at the shoot meristem demonstrating the role of WUSCHEL in maize and how structural variation can impact plant morphology.
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DOI：
10.1093/bioinformatics/btu638
发表时间：
2015-01-15
期刊：
Bioinformatics (Oxford, England)
影响因子：
--
作者：
Anders S;Pyl PT;Huber W
通讯作者：
Huber W
影响因子：
14.8
作者：
Ishida, Yuji;Hiei, Yukoh;Komari, Toshihiko
通讯作者：
Komari, Toshihiko
影响因子：
7
作者：
Knauer, Steffen;Javelle, Marie;Timmermans, Marja C. P.
通讯作者：
Timmermans, Marja C. P.
影响因子：
11.6
作者：
Ikeda, Miho;Mitsuda, Nobutaka;Ohme-Takagi, Masaru
通讯作者：
Ohme-Takagi, Masaru
影响因子：
56.9
作者：
Bailey, JA;Gu, ZP;Eichler, EE
通讯作者：
Eichler, EE