Endosperm of rice and other cereals accumulates high concentrations of the predominant in planta auxin, indole-3-acetic acid (IAA) during early grain development. However, IAA signalling and function during endosperm development are poorly understood. Here, we report that OsYUC12 (an auxin biosynthesis gene) and OsIAA29 (encoding a non-canonical AUX/IAA) are both expressed exclusively in grains, reaching a maximum 5 to 6 days after pollination. OsYUC12 expression is localized in the aleurone, sub-aleurone and embryo, whereas OsIAA29 expression is restricted to a narrow strip in the dorsal aleurone, directly under the vascular bundle. Although rice has been reported to lack endosperm transfer cells (ETCs), this region of the aleurone is enriched with sugar transporters and is likely to play a key role in apoplastic nutrient transfer, analogous to ETCs in other cereals. OsIAA29 has orthologues only in grass species; expression of which is also specific to early grain development. OsYUC12 and OsIAA29 are temporally co-expressed with two genes (AL1 and OsPR602) previously linked to the development of dorsal aleurone or ETCs. Also up regulated at the same time are a cluster of MYB-related genes (designated OsMRPLs) homologous to ZmMRP-1, which regulates maize ETC development. Wheat homologues of ZmMRP-1 are also expressed in ETCs. Although previous work has suggested that other cereals do not have orthologues of ZmMRP-1, our work suggests OsIAA29 and OsMRPLs and their homologues in other grasses are part of an auxin-regulated, conserved signalling network involved in the differentiation of cells with ETC-like function in developing cereal grains.

中文翻译：

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OsIAA29的局部表达表明生长素在调节早稻籽粒背糊粉的发育中起关键作用

稻米和其他谷物的胚乳在早期谷物发育过程中会在植物生长素，吲哚-3-乙酸（IAA）中积累高浓度的主要成分。但是，对IAA信号和胚乳发育过程中的功能了解甚少。在这里，我们报道OsYUC12（一种生长素生物合成基因）和OsIAA29（编码一种非典型的AUX / IAA）都仅在谷物中表达，授粉后最多5至6天。OsYUC12表达位于糊粉层，亚aleurone和胚胎中，而OsIAA29表达限于背糊粉层中位于血管束正下方的狭窄条带。尽管据报道水稻缺乏胚乳转移细胞（ETC），但糊粉的这一区域富含糖转运蛋白，并可能在质外体营养物质转移中发挥关键作用，类似于其他谷物中的ETC。OsIAA29仅在草种中具有直向同源物；其表达也特定于早期谷物发育。OsYUC12和OsIAA29在时间上与两个基因（AL1和OsPR602）共表达，这些基因先前与背侧糊粉或ETC的发育有关。同时也被上调的是与ZmMRP-1同源的MYB相关基因（称为OsMRPLs）簇，该基因调节玉米ETC的发育。ZmMRP-1的小麦同源物也在ETC中表达。尽管以前的工作表明其他谷物没有ZmMRP-1的直向同源物，但我们的工作表明OsIAA29和OsMRPL及其在其他草中的同源物是生长素调节的，保守的信号网络的一部分，参与了ETC样细胞的分化。在发展谷物中发挥作用。OsIAA29仅在草种中具有直向同源物；其表达也特定于早期谷物发育。OsYUC12和OsIAA29在时间上与两个基因（AL1和OsPR602）共表达，这些基因先前与背侧糊粉或ETC的发育有关。同时也被上调的是与ZmMRP-1同源的MYB相关基因（称为OsMRPLs）簇，该基因调节玉米ETC的发育。ZmMRP-1的小麦同源物也在ETC中表达。尽管以前的工作表明其他谷物没有ZmMRP-1的直向同源物，但我们的工作表明OsIAA29和OsMRPL及其在其他草中的同源物是生长素调节的，保守的信号网络的一部分，参与了ETC样细胞的分化。在发展谷物中发挥作用。OsIAA29仅在草种中具有直向同源物；其表达也特定于早期谷物发育。OsYUC12和OsIAA29在时间上与两个基因（AL1和OsPR602）共表达，这些基因先前与背侧糊粉或ETC的发育有关。同时也被上调的是与ZmMRP-1同源的MYB相关基因（称为OsMRPLs）簇，该基因调节玉米ETC的发育。ZmMRP-1的小麦同源物也在ETC中表达。尽管以前的工作表明其他谷物没有ZmMRP-1的直向同源物，但我们的工作表明OsIAA29和OsMRPL及其在其他草中的同源物是生长素调节的，保守的信号网络的一部分，参与了ETC样细胞的分化。在发展谷物中发挥作用。其表达也特定于早期谷物发育。OsYUC12和OsIAA29在时间上与两个基因（AL1和OsPR602）共表达，这些基因先前与背侧糊粉或ETC的发育有关。同时被上调的还有与ZmMRP-1同源的MYB相关基因（称为OsMRPLs）簇，该基因调节玉米ETC的发育。ZmMRP-1的小麦同源物也在ETC中表达。尽管以前的工作表明其他谷物没有ZmMRP-1的直向同源物，但我们的工作表明OsIAA29和OsMRPL及其在其他草中的同源物是生长素调节的，保守的信号网络的一部分，参与了ETC样细胞的分化。在发展谷物中发挥作用。其表达也特定于早期谷物发育。OsYUC12和OsIAA29在时间上与两个基因（AL1和OsPR602）共表达，这些基因先前与背侧糊粉或ETC的发育有关。同时被上调的还有与ZmMRP-1同源的MYB相关基因（称为OsMRPLs）簇，该基因调节玉米ETC的发育。ZmMRP-1的小麦同源物也在ETC中表达。尽管以前的工作表明其他谷物没有ZmMRP-1的直向同源物，但我们的工作表明OsIAA29和OsMRPL及其在其他草中的同源物是生长素调节的，保守的信号网络的一部分，参与了ETC样细胞的分化。在发展谷物中发挥作用。OsYUC12和OsIAA29在时间上与两个基因（AL1和OsPR602）共表达，这些基因先前与背侧糊粉或ETC的发育有关。同时也被上调的是与ZmMRP-1同源的MYB相关基因（称为OsMRPLs）簇，该基因调节玉米ETC的发育。ZmMRP-1的小麦同源物也在ETC中表达。尽管以前的工作表明其他谷物没有ZmMRP-1的直向同源物，但我们的工作表明OsIAA29和OsMRPL及其在其他草中的同源物是生长素调节的，保守的信号网络的一部分，参与了ETC样细胞的分化。在发展谷物中发挥作用。OsYUC12和OsIAA29在时间上与先前与背侧糊粉或ETC发育相关的两个基因（AL1和OsPR602）共表达。同时也被上调的是与ZmMRP-1同源的MYB相关基因（称为OsMRPLs）簇，该基因调节玉米ETC的发育。ZmMRP-1的小麦同源物也在ETC中表达。尽管以前的工作表明其他谷物没有ZmMRP-1的直向同源物，但我们的工作表明OsIAA29和OsMRPL及其在其他草中的同源物是生长素调节的，保守的信号网络的一部分，参与了ETC样细胞的分化。在发展谷物中发挥作用。它调节了玉米ETC的发育。ZmMRP-1的小麦同源物也在ETC中表达。尽管以前的工作表明其他谷物没有ZmMRP-1的直向同源物，但我们的工作表明OsIAA29和OsMRPL及其在其他草中的同源物是生长素调节的，保守的信号网络的一部分，参与了ETC样细胞的分化。在发展谷物中发挥作用。它调节了玉米ETC的发育。ZmMRP-1的小麦同源物也在ETC中表达。尽管以前的工作表明其他谷物没有ZmMRP-1的直向同源物，但我们的工作表明OsIAA29和OsMRPL及其在其他草中的同源物是生长素调节的，保守的信号网络的一部分，参与了ETC样细胞的分化。在发展谷物中发挥作用。