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Accès ouvert déclaré 2026 article

Integrative transcriptomic and physiological analysis uncovers subspecies-preferred regulatory mechanisms of mercury tolerance in Indica and Japonica rice

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Mercury (Hg) is a widespread heavy metal pollutant that threatens the safe production of rice, yet the molecular responses of the two major rice subspecies, indica and japonica , to Hg stress remain inadequately characterized. Here, we integrated physiological and biochemical analyses with root transcriptome sequencing to compare the response strategies of indica (NH701, N1311R) and japonica (NHH, WN) seedlings exposed to Hg stress. Although Hg exposure markedly inhibited growth and induced oxidative damage in both subspecies, Hg-tolerant genotypes maintained greater growth vigor and retained more Hg in roots than sensitive genotypes, with the highest capacity observed in the tolerant indica cultivar. Transcriptome profiling revealed that “glutathione metabolism” and “phenylpropanoid biosynthesis” were core pathways activated in both subspecies. However, their downstream defense strategies exhibited subspecies-preferred patterns. Japonica preferentially reinforced peroxidase-mediated antioxidant systems and lignin biosynthesis to strengthen cell wall barriers. In contrast, indica coordinately upregulated sulfur assimilation and glutathione metabolism, enhanced ABC transporter-mediated vacuolar sequestration, and modulated ZIP family metal transporters as part of a basal transcriptional response, collectively restricting Hg detoxification and retention. Weighted gene co-expression network analysis further identified OsWRKY24 (Os01g0826400) , OsNAC4 (Os01g0816100) , and OsHSFA4D (Os05g0530400) as hub transcription factors that may orchestrate these subspecies-preferred regulatory networks. Collectively, our findings uncover characteristic detoxification strategies in rice under Hg stress: a “chelation-sequestration” mode in indica and a “barrier-antioxidation” mode in japonica . These results advance understanding of the genetic basis underlying subspecific variation in heavy metal adaptation and provide a theoretical framework and candidate targets for breeding low-Hg-accumulating rice cultivars.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Integrative transcriptomic and physiological analysis uncovers subspecies-preferred regulatory mechanisms of mercury tolerance in Indica and Japonica rice
Date Crossref
01/09/2026
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

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