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Lineage-Specific Evolved PHAS Loci in the Florescence of Allohexaploid Wheat

Rongzhi Zhang  Siyuan Huang  Shiming Li  Guoqi Song  Yulian Li  Wei Li  Jihu Li  Jie Gao  Tiantian Gu  Dandan Li  Shujuan Zhang  Genying Li  
【摘要】:PhasiRNAs(phased secondary siRNAs) play key regulatory roles in the reproductive development of grasses. PhasiRNAs include two categories, 21-nt(nucleotide) and 24-nt phasiRNAs, which are triggered by miR2118 and miR2275 in premeiotic and meiotic anthers in grasses, respectively. The allohexaploid wheat(Triticum aestivum) genome consists of three closely related subgenomes(subA, subB and subD), which is a model of allopolyploid in plants. Using small RNA expression datasets from various tissues, a batch of PHAS(phasiRNA precursors) loci were identified in the young spike of wheat, most of which were triggered by miR2118 and miR2275 in target site regions. Dissection of PHAS and their trigger miRNAs among the diploid(AA and DD), tetraploid(AABB) and hexaploid(AABBDD) genomes of Triticum indicated that distribution of PHAS loci were dominant randomly in local chromosomes, while their trigger miR2118 was dominant in the subB genome. The diversity of PHAS loci in the three subgenomes of wheat and their progenitor genomes(AA, DD and AABB) suggested that they originated or diverged before the occurrence of AABB but may have originated after the divergence of AA, BB and DD. In addition, the PHAS transcripts responded to abiotic stresses such as cold stress in wheat. Altogether, non-coding phasiRNAs are conserved transcriptional regulators that display quick plasticity in genome dominance and sequence diversity and are involved in reproductive development and abiotic stress in wheat.

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