SCOPUS
SCIE
Expression of Root-Related Transcription Factors Associated with Flooding Tolerance of Soybean ( <i>Glycine max</i> )
저자
Valliyodan, Babu ; Van Toai, Tara T. ; Alves, Jose Donizeti ; de Fá ; tima P. Goulart, Patricia ; Lee, Jeong Dong ; Fritschi, Felix B. ; Rahman, Mohammed Atiqur ; Islam, Rafiq ; Shannon, J. Grover ; Nguyen, Henry T.
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2014
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
17622-17643(22쪽)
제공처
<P>Much research has been conducted on the changes in gene expression of the model plant <I>Arabidopsis</I> to low-oxygen stress. Flooding results in a low oxygen environment in the root zone. However, there is ample evidence that tolerance to soil flooding is more than tolerance to low oxygen alone. In this study, we investigated the physiological response and differential expression of root-related transcription factors (TFs) associated with the tolerance of soybean plants to soil flooding. Differential responses of PI408105A and S99-2281 plants to ten days of soil flooding were evaluated at physiological, morphological and anatomical levels. Gene expression underlying the tolerance response was investigated using qRT-PCR of root-related TFs, known anaerobic genes, and housekeeping genes. Biomass of flood-sensitive S99-2281 roots remained unchanged during the entire 10 days of flooding. Flood-tolerant PI408105A plants exhibited recovery of root growth after 3 days of flooding. Flooding induced the development of aerenchyma and adventitious roots more rapidly in the flood-tolerant than the flood-sensitive genotype. Roots of tolerant plants also contained more ATP than roots of sensitive plants at the 7th and 10th days of flooding. Quantitative transcript analysis identified 132 genes differentially expressed between the two genotypes at one or more time points of flooding. Expression of genes related to the ethylene biosynthesis pathway and formation of adventitious roots was induced earlier and to higher levels in roots of the flood-tolerant genotype. Three potential flood-tolerance TFs which were differentially expressed between the two genotypes during the entire 10-day flooding duration were identified. This study confirmed the expression of anaerobic genes in response to soil flooding. Additionally, the differential expression of TFs associated with soil flooding tolerance was not qualitative but quantitative and temporal. Functional analyses of these genes will be necessary to reveal their potential to enhance flooding tolerance of soybean cultivars.</P>
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