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Comparative Transcriptional Profiling of Two Rice Genotypes,FR13A and Goda Heenati,Under Submergence Stress

【摘要】:正Submergence of young rice plants by flash flooding,leading to the severe reduction in grain yield and the increase in the unpredictability of cropping,is a common problem for rice farmers in south and south-east Asia.Submergence tolerance is an important trait for rice grown in rainfed lowlands and the gene conferring this tolerance,known as Subl,has been identified.However,the expression of the trait associated with submergence tolerance is genetically complex.It is controlled by a few genes with major effects,besides Sub1.Two submergence-tolerant indica rice genotypes,Goda Heenati and FR13A,are reported to have their respective primary locus conferring tolerance.To gain insight into their differential responses to submergence stress,the Agilent rice genome 4×44 K oligonucleotide microarray was used to explore the transcriptome of FR13A and Goda Heenati under control and submergence-stressed conditions.Two-way ANOVA analysis demonstrated that at an overall P0.01 level,2810,8207,and 4 probes were significantly regulated for genotype,treatment,and genotypextreatment interaction,respectively.A two class unpaired SAM was applied to a dataset containing 8207 significantly regulated genes to compare log_2signaI from submerged genotypes to log_2signal from control ones with FDR of 1%,in order to identify the differentially expressed genes in response to submergence in FR13A or Goda Heenita.The results indicated that 3153 probes were regulated by submergence(2184 in Goda Heenati and 1069 in FR13A).To assess the differences in submergence response between Goda Heenati and FR13A,A two class Paired SAM was applied to the dataset consising of 3135 genes with FDR of 5%.1042 probes were identified as significantly different between the two genotypes and these differences were mostly due to the magnitude of gene expression. A significant number of genes whose expression were up- or -down regulated under submergence stress in Goda Heenita also showed changes of similar magnitude in submerged FR13A.Analysis based on gene ontology revealed that significant up-regulated genes were involved in transcription factors,signal transduction components,and ethylene biosynthesis,and significant down-regulated genes were associated with ion transporters,cell wall,and water channel.

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