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N~6-Methyladenine DNA Methylation in Japonica and Indica Rice Genomes and Its Association with Gene Expression, Plant Development, and Stress Responses

Qian Zhang  Zhe Liang  Xuean Cui  Changmian Ji  Yun Li  Pingxian Zhang  Jingrong Liu  Adeel Riaz  Pu Yao  Min Liu  Yunpeng Wang  Tiegang Lu  Hao Yu  Donglei Yang  Hongkun Zheng  Xiaofeng Gu  
【摘要】:N6-Methyladenine(6 mA) DNA methylation has recently been implicated as a potential new epigenetic marker in eukaryotes, including the dicot model Arabidopsis thaliana. However, the conservation and divergence of 6 mA distribution patterns and functions in plants remain elusive. Here we report high-quality 6 mA methylomes at single-nucleotide resolution in rice based on substantially improved genome sequences of two rice cultivars, Nipponbare(Nip; Japonica) and 93-11(Indica). Analysis of 6 mA genomic distribution and its association with transcription suggest that 6 mA distribution and function is rather conserved between rice and Arabidopsis. We found that 6 mA levels are positively correlated with the expression of key stressrelated genes, which may be responsible for the difference in stress tolerance between Nip and 93-11.Moreover, we showed that mutations in DDM1 cause defects in plant growth and decreased 6 mA level.Our results reveal that 6 mA is a conserved DNA modification that is positively associated with gene expression and contributes to key agronomic traits in plants.

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