Abstract Water deficit is a major limiting factor for wheat ( Triticum sp.) development and productivity. One approach to increase water stress adaptation in wheat is incorporating novel alleles from the drought-adapted wheat progenitor, wild emmer ( T. turgidum ssp. dicoccoides ). We explored this idea in the context of vegetative growth by examining the phenotypic consequence of a series of wild emmer ( acc . Zavitan) introgressions into elite durum wheat ( cv . Svevo) under water-limited conditions. Using image-based phenotyping we cataloged divergent (from Svevo) growth responses to water stress ranging from high plasticity to high stability among the introgression lines. We identified an introgression line (IL20) that exhibits a highly plastic response to water stress by shifting its root-to-shoot biomass ratio for detailed characterization. By combining genotypic information with root transcriptome analysis, we propose several candidate genes (including a root-specific kinase) that can confer the shoot-to-root carbon resource allocation in IL20 under water stress. Discovery of high plasticity trait in IL20 in response to water stress highlights the potential of wild introgressions for enhancing stress adaptation via mechanisms that may be absent or rare in elite breeding material.

Abstract The nucleus pulposus is in a hypoxic environment in the human body, and when intervertebral disc degeneration (IVDD) occurs, the hypoxic environment is disrupted. Nucleus pulposus cell (NPC) ferroptosis is one of the causes of IVDD. N6‐methyladenosine (m6A) and its reader protein YTHDF1 regulate cellular activities by affecting RNA metabolism. However, the regulation of ferroptosis in NPCs by m6A‐modified RNAs under hypoxic conditions has not been as well studied. In this study, through in vitro and in vivo experiments, we explored the underlying mechanism of HIF‐1α and YTHDF1 in regulating ferroptosis in NPCs. The results indicated that the overexpression of HIF‐1α or YTHDF1 suppressed NPC ferroptosis; conversely, the knockdown of HIF‐1α or YTHDF1 increased ferroptosis levels in NPCs. Luciferase reporter assays and chromatin immunoprecipitation demonstrated that HIF‐1α regulated YTHDF1 transcription by directly binding to its promoter region. Polysome profiling results showed that YTHDF1 promoted the translation of SLC7A11 and consequently the expression of the anti‐ferroptosis protein GPX4 by binding to m6A‐modified SLC7A11 mRNA. In conclusion, HIF‐1α‐induced YTHDF1 expression reduces NPC ferroptosis and delays IVDD by promoting SLC7A11 translation in a m6A‐dependent manner.

ABSTRACT Levels of the transcription factor ATF6α, a key mediator of the unfolded protein response, that provides cellular protection during the progression endoplasmic reticulum (ER) stress, are markedly reduced in the pancreatic islet of patients with type 2 diabetes and in rodent models of the disease, including ob/ob and high fat-fed mice. Sorcin (gene name SRI ) is a calcium (Ca 2+ ) binding protein involved in maintaining ER Ca 2+ homeostasis. We have previously shown that overexpressing sorcin under the rat insulin promoter in transgenic mice was protective against high fat diet-induced pancreatic beta cell dysfunction, namely preserving intracellular Ca 2+ homeostasis and glucose-stimulated insulin secretion during lipotoxic stress. Additionally, sorcin overexpression was apparently activating ATF6 signalling in MIN6 cells despite lowering ER stress. Here, in order to investigate further the relationship between sorcin and ATF6, we describe changes in sorcin expression during ER and lipotoxic stress and changes in ATF6 signalling after sorcin overexpression or inactivation, both in excitable and non-excitable cells. Sorcin mRNA levels were significantly increased in response to the ER stress-inducing agents thapsigargin and tunicamycin, but not by palmitate. On the contrary, palmitate caused a significant decrease in sorcin expression as assessed by both qRT-PCR and Western blotting despite inducing ER stress. Moreover, palmitate prevented the increase in sorcin expression induced by thapsigargin. In addition, sorcin overexpression significantly increased ATF6 transcriptional activity, whereas sorcin inactivation decreased ATF6 signalling. Finally, sorcin overexpression increased levels of ATF6 immunoreactivity and FRET imaging experiments following ER stress induction by thapsigargin showed a direct sorcin-ATF6 interaction. Altogether, our data suggest that sorcin down-regulation during lipotoxicity may prevent full ATF6 activation and a normal UPR during the progression of obesity and insulin resistance, contributing to beta cell failure and type 2 diabetes.

Background: Recent advances in image-based plant phenotyping have improved our capability to study vegetative stage growth dynamics. However, more complex agronomic traits such as inflorescence architecture (IA), which predominantly contributes to grain crop yield are more challenging to quantify and hence are relatively less explored. Previous efforts to estimate inflorescence-related traits using image-based phenotyping have been limited to destructive end-point measurements. Development of non-destructive inflorescence phenotyping platforms could accelerate the discovery of the phenotypic variation in the inflorescence development dynamics and mapping of the underlying genes regulating critical yield components. Results: The major objective of this study is to evaluate the post-flowering development and growth dynamics of inflorescence at high spatial and temporal resolution in rice. For this, we developed the Panicle Imaging Platform (PI-Plat) to comprehend multi-dimensional features of IA in a non-destructive method. We used 11 rice accessions to capture multi-view images of primary panicle on weekly basis after fertilization. These images were used to reconstruct a 3D point cloud of the panicle, which enabled us to extract digital traits such as voxel count and color intensity. We found that voxel count of developing panicles is positively correlated with mature panicle seed number and weight. The 3D-reconstruction-based voxel count from developing panicles projected overall volumes that increased during the grain filling phase, wherein quantification of color intensity estimates the rate of panicle maturation. Conclusions: For harnessing the potential of the existing genetic resources, we need a comprehensive understanding of the genotype-to-phenotype relationship. Low cost sequencing platforms have facilitated high-throughput genotyping, while phenotyping, especially for complex traits, has posed major challenges for crop improvement. PI-Plat offers a 3D reconstruction-based approach for controlled environment studies by using multi-view images to phenotype inflorescence-related traits. The 3D reconstruction-derived traits generated by PI-Plat can be useful to explore the genetic variation for inflorescence traits in crops as the approach does not require destructive sampling and has potential for automation of high-throughput phenotyping.

The global issue of insecticide resistance among pests is a major concern. Ectropis grisescens Warren (Lepidoptera: Geometridae), is a highly destructive leaf-eating pest distributed in tea plantations throughout China and Japan, and has exhibited resistance to various insecticides. Recent studies suggest that insect symbionts play a role in influencing insecticide resistance, however, their specific involvement in E. grisescens remains unclear. Here, we initially selected appropriate antibiotic mixtures at a concentration of 300 μg ml