QTLs for Shoot Length and Chlorophyll Content of Rice Seedlings Grown under Low-Temperature Conditions, using a Cross between <i>Indica</i> and <i>Japonica</i> Cultivars

Fukuda, Akari; Terao, Tomio

doi:10.1626/pps.18.128

Cited by 17 publications

(14 citation statements)

References 46 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Seedling vigour at the third leaf stage is an important factor in the cultivation of transplanted seedlings and for seedling establishment under a direct‐seeding system (Mahender, Anandan, & Pradhan, ). Several abiotic stresses have been shown to affect chlorophyll content, including low temperature (Fukuda & Terao, ; Zhang, Chen, Wang, Hong, & Wang, ), salinity (Negrão, Schmöckel, & Tester, ), drought and submergence (Fukao, Yeung, & Bailey‐Serres, ). The correlation between chlorophyll degradation and seedling tolerance was found to vary among different genetic backgrounds, suggesting that seedling tolerance to abiotic stress could be regulated by natural variations in plant photosynthesis.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Identification of natural variants affecting chlorophyll content dynamics during rice seedling development

et al. 2018

View full text Add to dashboard Cite

Seedling vigour is an important characteristic in relation to crop growth and yield. Traits such as photosynthetic capacity and chlorophyll content contribute significantly to seedling establishment at the early growth stage in various crop species, including rice. A diverse panel of 227 rice varieties from several countries was evaluated to determine chlorophyll contents at multiple time points during the seedling stage using a soil-plant analysis development (SPAD) meter, a non-destructive portable device. Using new statistical approaches, several chromosomal regions associated with variations in chlorophyll content in the third leaf at 13, 16 and 19 days after imbibition were detected. A single nucleotide polymorphism (SNP) cluster on the end of chromosome 11 was significantly associated with the onset of leaf senescence. This region was enriched with genes related to cell death and the stress response. We have identified rice germplasm showing delayed-senescence phenotypes, these could be suitable donors and genetic resources for breeding, and the use of significant SNP markers associated with these traits could enhance the efficiency of their selection in breeding programmes. K E Y W O R D S chlorophyll content, genomewide association study, onset of leaf senescence, quantitative trait loci, seedling vigour, stay-green 1 | BACKGROUND Photosynthesis converts CO 2 to energy and provides the carbon source to support plant growth and development. Changes in the photosynthetic capacity and efficiency of plants can reflect their internal responses to stresses and the natural ageing process. Many biological factors contribute to photosynthetic performance. One of those factors, chlorophyll content, is directly involved in plant growth and yield production, and is controlled by quantitative trait loci

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Identification of natural variants affecting chlorophyll content dynamics during rice seedling development

et al. 2018

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Low temperatures have negative effects on plants including reduced growth rates and increased leaf chlorosis (Huner et al 1993;Yoshida et al 1996;Mackill and Lei 1997;Fukuda and Terao 2015;Yamori et al 2011;Bai et al 2021). During the direct seeding of rice (Oryza sativa L.), low temperature can cause serious problems, including increased seedling mortality.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Two major rice cultivars, indica and japonica, are known to have differences in their tolerance to low temperatures. The cultivar indica originated in the tropics and is more sensitive to lowtemperature stress than the cultivar japonica, which is adapted to temperate conditions (Mackill and Lei 1997;Ohsumi et al 2012;Fukuda and Terao 2015). indica cultivars develop symptoms of chlorosis at low temperatures (below 18 C).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Selection of transcripts related to low-temperature tolerance using RNA sequencing from F

et al. 2021

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

At low temperatures (18 C), seedlings of an indica rice (Oryza sativa L.) cultivar Kasalath showed symptoms of chlorosis, although the leaves of a japonica cultivar Arroz da Terra remained green. In this study, transcripts related to the chlorophyll content of rice seedlings grown at 18 C were investigated using RNA-sequencing (RNA-Seq) data for F 2 crosses between cultivars Arroz da Terra and Kasalath, as well as their parental cultivars. Differential expression analysis revealed that gene ontology terms related to 'photosynthesis' were significantly enriched in lowly expressed genes at 18 C than at 25 C in Kasalath. However, the gene ontology terms related to 'response to stress' were significantly enriched in highly expressed genes at 18 C than at 25 C in Kasalath. When the F 2 plants were grown at 18 C, their chlorophyll contents varied. Transcripts with expression levels related to chlorophyll content were statistically selected using RNA-Seq data from 21 F 2 plants. In regression models, frequently selected genes included four photosynthetic and two stress-responsive genes. The expression values of four photosynthetic and two stress-responsive genes in high-frequency selected genes were significantly correlated with chlorophyll content not only in plants analysed using RNA-Seq but also in 95 F 2 plants.

show abstract

“…В этом процессе участвуют локусы, определяющие гормональный статус проростков, в том числе вовлеченные в биосинтез гиббереллина. Повышенное содержание хлорофилла также способствует увеличению темпов роста всходов, ускоряя образование и накопление углеводов (11). Высокая концентрация сахарозы, глюкозы и активность амилазы в прорастающих семенах служат предпосылками для быстрого роста проростков (12,13).…”

unclassified

“…С точки зрения методики проведения опытов необходимо учитывать, что время прорастания увеличивается при снижении температуры (11). При предварительном замачивании (прайминге) семян (на 24 ч или 48 ч при 20 C и на 12 ч при 30 С) время прорастания уменьшается.…”

unclassified

MOLECULAR MARKERS ASSOCIATED WITH HIGH EARLY GROWTH RATE OF RUSSIAN RICE (Oryza sativa L.) VARIETIES

Kharitonov¹

2019

S-h. biol.

View full text Add to dashboard Cite

Высокая скорость роста-признак, который в значительной степени определяет физиологические преимущества гетерозисных гибридов различных культур. Быстрое развитие листового аппарата и корневой системы обеспечивает высокую эффективность фотосинтеза и минерального питания. Гетерозисные гибриды быстро проходят фазу, характеризующуюся низкой устойчивостью к абиотическим стрессовым факторам, что значительно снижает вероятность повреждения всходов. Скорость роста связана с генами, определяющими высоту растения. Наследуемость признаков, характеризующих эффективность роста проростка, его массу и длину корня и стеблей, составляет 87-90 %. В настоящей работе мы впервые обнаружили локусы, определяющие формирование признака скорость роста в период прорастания у отечественных сортов риса (Oryza sativa L.). Целью работы было выявление локусов и хромосомных регионов, а также изучение генетики признаков, обусловливающих быстрое получение и развитие всходов риса. Опыты проводили в 2013-2019 годах. Коллекционные образцы (32 сорта российской селекции) и гибриды риса изучали общепринятыми методами. Семенной материал обрабатывали 20 % стерилизующим раствором (гипохлорит натрия с содержанием активного хлора 95,2 %, ООО «Гринфилд РУС», Россия) в течение 40 мин с целью стерилизации. Проращивали по 30 зерновок каждого образца (в 2 повторностях) при температуре 28-29 С в термостате в течение 7 сут. У 20 растений каждого сорта или гибрида определяли массу проростка, размеры колеоптиля и зародышевого корня. Гибридизацию между сортами с контрастными признаками проводили твелл-методом (метод Борлоуга) по полной диаллельной схеме. Полиморфизм изучали с помощью 60 нейтральных или ассоциированных с высокой скоростью роста проростков SSR маркеров, распределенных по 12 хромосомам риса. Массу проростков российских сортов определяли локусы, расположенные на четырех хромосомах. Выявлены маркеры, позволяющие изучить их полиморфизм: RM261, RM405, RM463, RM242, RM6314, RM289, RM126. Два хромосомных региона на 4-й и 9-й хромосомах обусловливали длину зародышевого корня, а высоту проростка-локус на 5-й хромосоме, расположенный в районе маркера RM289. Показана возможность упростить методику выявления хромосомных регионов, детерминирующих величину признаков, при изучении неизвестных образцов. Для выявления маркеров с максимальным фенотипическим эффектом проявления признаков можно использовать групповую селекцию (bulk breeding). Для этого нет необходимости создавать популяции для маркирования признака типа рекомбинантных инбредных линий (recombinant inbred lines, RILs) или дигаплоидных линий (doubled haploid, DН) и фенотипировать их. Гораздо больше информации дает использование сортов, контрастных по признаку, что в короткие сроки позволяет определить наиболее важные для формирования признака локусы. Полученная информация позволит установить маркеры, тесно сцепленные с генами, определяющими признак в выявленном хромосомном регионе (http://www.gramene.org). В дальнейшей работе можно использовать именно эти маркеры, если изучение полиморфизма подтвердит возможн...

show abstract

QTLs for Shoot Length and Chlorophyll Content of Rice Seedlings Grown under Low-Temperature Conditions, using a Cross between Indica and Japonica Cultivars

Cited by 17 publications

References 46 publications

Identification of natural variants affecting chlorophyll content dynamics during rice seedling development

Identification of natural variants affecting chlorophyll content dynamics during rice seedling development

Selection of transcripts related to low-temperature tolerance using RNA sequencing from F

MOLECULAR MARKERS ASSOCIATED WITH HIGH EARLY GROWTH RATE OF RUSSIAN RICE (Oryza sativa L.) VARIETIES

Contact Info

Product

Resources

About