1. The MAP3K-Coding QUI-GON JINN (QGJ) Gene Is Essential to the Formation of Unreduced Embryo Sacs in Paspalum
- Author
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Micaela Mancini, Hugo Permingeat, Carolina Colono, Lorena Siena, Fulvio Pupilli, Celeste Azzaro, Diva Maria de Alencar Dusi, Vera Tavares de Campos Carneiro, Maricel Podio, José Guillermo Seijo, Ana María González, Silvina A. Felitti, Juan Pablo A. Ortiz, Olivier Leblanc, Silvina C. Pessino, MICAELA MANCINI, UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO, ARGENTINA, HUGO PERMINGEAT, UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO, ARGENTINA, CAROLINA COLONO, UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO, ARGENTINA, LORENA SIENA, UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO, ARGENTINA, FULVIO PUPILLI, ISTITUTO DI BIOSCIENZE E BIORISORSE, CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE, ITALY, CELESTE AZZARO, UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO, ARGENTINA, DIVA MARIA DE ALENCAR DUSI, Cenargen, VERA TAVARES DE CAMPOS CARNEIRO, Cenargen, MARICEL PODIO, UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO, ARGENTINA, JOSÉ GUILLERMO SEIJO, INSTITUTO DE BOTÁNICA DEL NORDESTE, CONICET-UNNE, ARGENTINA, ANA MARÍA GONZÁLEZ, INSTITUTO DE BOTÁNICA DEL NORDESTE, CONICET-UNNE, ARGENTINA, SILVINA A. FELITTI, UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO, ARGENTINA, JUAN PABLO A. ORTIZ, UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO, ARGENTINA, OLIVIER LEBLANC, DIADE, UNIV MONTPELLIER, FRANCE, SILVINA C. PESSINO, UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO, ARGENTINA., Facultad de Ciencias Agrarias [Zavalla] (FCAGR), Universidad Nacional de Rosario [Santa Fe], Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia [Brasília], Universidad Nacional del Nordeste [Corrientes] (UNNE), Diversité, adaptation, développement des plantes (UMR DIADE), and Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
- Subjects
0106 biological sciences ,0301 basic medicine ,MAP3K ,QUI-GON ,[SDV]Life Sciences [q-bio] ,Locus (genetics) ,Plant Science ,lcsh:Plant culture ,01 natural sciences ,Plant reproduction ,purl.org/becyt/ford/1 [https] ,Ciencias Biológicas ,APOMIXIS ,Genética y Herencia ,03 medical and health sciences ,apospory ,Meiosis ,Apomixis ,PLANT REPRODUCTION ,[SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology ,lcsh:SB1-1110 ,purl.org/becyt/ford/1.6 [https] ,Ovule ,Gene ,Ciencias de las Plantas, Botánica ,Original Research ,Genetics ,biology ,Embryo ,biology.organism_classification ,QGJ ,030104 developmental biology ,APOSPORY ,LNC-QGJ ,PASPALUM NOTATUM ,apomixis ,Paspalum notatum ,plant reproduction ,CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS ,Paspalum ,010606 plant biology & botany - Abstract
Apomixis is a clonal mode of reproduction via seeds, which results from the failure of meiosis and fertilization in the sexual female reproductive pathway. In previous transcriptomic surveys, we identified a mitogen-activated protein kinase kinase kinase (N46) displaying differential representation in florets of sexual and apomictic Paspalum notatum genotypes. Here, we retrieved and characterized the N46 full cDNA sequence from sexual and apomictic floral transcriptomes. Phylogenetic analyses showed that N46 was a member of the YODA family, which was re-named QUI-GON JINN (QGJ). Differential expression in florets of sexual and apomictic plants was confirmed by qPCR. In situ hybridization experiments revealed expression in the nucellus of aposporous plants’ ovules, which was absent in sexual plants. RNAi inhibition of QGJ expression in two apomictic genotypes resulted in significantly reduced rates of aposporous embryo sac formation, with respect to the level detected in wild type aposporous plants and transformation controls. The QGJ locus segregated independently of apospory. However, a probe derived from a related long non-coding RNA sequence (PN_LNC_QGJ) revealed RFLP bands cosegregating with the Paspalum apospory-controlling region (ACR). PN_LNC_QGJ is expressed in florets of apomictic plants only. Our results indicate that the activity of QGJ in the nucellus of apomictic plants is necessary to form non-reduced embryo sacs and that a long non-coding sequence with regulatory potential is similar to sequences located within the ACR. Fil: Mancini, Micaela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario; Argentina Fil: Permingeat, Hugo Raúl. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario; Argentina Fil: Colono, Carolina Marta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario; Argentina Fil: Siena, Lorena Adelina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario; Argentina Fil: Pupilli, Fulvio. Consiglio Nazionale delle Ricerche; Italia Fil: Azzaro, Celeste Antonela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario; Argentina Fil: Alencar Dusi, Diva Maria de. Ministerio da Agricultura Pecuaria e Abastecimento de Brasil. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuaria; Brasil Fil: Campos Carneiro, Vera Tavares de. Ministerio da Agricultura Pecuaria e Abastecimento de Brasil. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuaria; Brasil Fil: Podio, Maricel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario; Argentina Fil: Seijo, José Guillermo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; Argentina. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura; Argentina Fil: González, Ana María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; Argentina. Université Montpellier; Francia Fil: Felitti, Silvina Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario; Argentina Fil: Ortiz, Juan Pablo Amelio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario; Argentina Fil: Leblanc, Olivier. Université Montpellier II; Francia Fil: Pessino, Silvina Claudia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario; Argentina
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- 2018
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