DNA Methylation‐Activated LaCOMT1 Expression Promotes Cluster Root Formation of White Lupin via a Mechanism Involving the Melatonin Synthesis
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Le résumé fourni par la source
White lupin exhibits remarkable adaptability to phosphorus (P)-deficient soil through the development of cluster roots (CR), thereby enhancing P use sufficiency. Despite its crucial role, the underlying mechanism governing CR formation remains elusive. Here, we reveal an elevated DNA methylation level through whole-genome bisulfite sequencing in CR in response to P deficiency, particularly in gene and flanking regions, suggesting a responsive epigenetic mechanism. To further investigate the potential involvement of epigenetic remodelling, we treated lupin plants with the DNA methyltransferase (DNMT) inhibitor 5-azacytidine, which led to a disruption of total DNMT activity and impaired CR formation under phosphorus-deficient conditions. Integrated analysis of methylome and RNA-Seq highlights the methylation of CAFFEIC ACID O-METHYLTRANSFERASE 1 (COMT1), a key enzyme in melatonin synthesis, as pivotal for promoting CR formation in white lupin. Functional validation through overexpression or gene silencing of LaCOMT1 in transgenic lupin roots confirms the positive impact of LaCOMT1 on CR formation. Furthermore, melatonin application directly increases CR numbers, indicating the role of methylation-activated LaCOMT1 in promoting CR formation via melatonin synthesis. Those findings provide insights into the epigenomic landscape of white lupin, establishing a direct genetic link between epigenetic mechanisms and P-deficiency-induced CR formation.
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Le contrôle bibliographique ouvert
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- Titre Crossref
- DNA Methylation‐Activated <i>LaCOMT1</i> Expression Promotes Cluster Root Formation of White Lupin via a Mechanism Involving the Melatonin Synthesis
- Date Crossref
- 26/08/2025
- Éditeur
- Wiley
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Fujian Agriculture and Forestry University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Institute of Vegetables and Flowers pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Chinese Academy of Agricultural Sciences pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Ministry of Agriculture and Rural Affairs pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Fujian Academy of Agricultural Sciences pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Hong Kong Baptist University Departmant of Biology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Chinese University of Hong Kong State Kay Laboratory of Agro-biotechnology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Pharmaceutical Biotechnology (Czechia) pays non établi dans la noticeEntreprise
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College of Resources and Environment Joint International Research Laboratory of Water and Nutrient in Crop pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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State Key Laboratory of Vegetable Biobreeding pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Institute of Resources Environment and Soil Fertilizer pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Fujian Agriculture and Forestry University, Institute of Vegetables and Flowers et Chinese Academy of Agricultural Sciences, avec 9 autres affiliations.
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