Seed dormancy is an important economic trait for agricultural production. Abscisic acid (ABA) and Gibberellins (GA) are the primary factors that regulate the transition from dormancy to germination, and they regulate this process antagonistically. The detailed regulatory mechanism involving crosstalk between ABA and GA, which underlies seed dormancy, requires further elucidation. Here, we report that ABI4 positively regulates primary seed dormancy, while negatively regulating cotyledon greening, by mediating the biogenesis of ABA and GA. Seeds of the Arabidopsis abi4 mutant that were subjected to short-term storage (one or two weeks) germinated significantly more quickly than Wild-Type (WT), and abi4 cotyledons greened markedly more quickly than WT, while the rates of germination and greening were comparable when the seeds were subjected to longer-term storage (six months). The ABA content of dry abi4 seeds was remarkably lower than that of WT, but the amounts were comparable after stratification. Consistently, the GA level of abi4 seeds was increased compared to WT. Further analysis showed that abi4 was resistant to treatment with paclobutrazol (PAC), a GA biosynthesis inhibitor, during germination, while OE-ABI4 was sensitive to PAC, and exogenous GA rescued the delayed germination phenotype of OE-ABI4. Analysis by qRT-PCR showed that the expression of genes involved in ABA and GA metabolism in dry and germinating seeds corresponded to hormonal measurements. Moreover, chromatin immunoprecipitation qPCR (ChIP-qPCR) and transient expression analysis showed that ABI4 repressed CYP707A1 and CYP707A2 expression by directly binding to those promoters, and the ABI4 binding elements are essential for this repression. Accordingly, further genetic analysis showed that abi4 recovered the delayed germination phenotype of cyp707a1 and cyp707a2 and further, rescued the non-germinating phenotype of ga1-t. Taken together, this study suggests that ABI4 is a key factor that regulates primary seed dormancy by mediating the balance between ABA and GA biogenesis.

Summary Higher plants have evolved multiple proteins in the RNase III family to produce and regulate different classes of small RNAs with specialized molecular functions. In rice ( Oryza sativa ), numerous genomic clusters are targeted by one of two microRNAs (miRNAs), miR2118 and miR2275, to produce secondary small interfering RNAs (siRNAs) of either 21 or 24 nucleotides in a phased manner. The biogenesis requirements or the functions of the phased small RNAs are completely unknown. Here we examine the rice Dicer‐Like (DCL) family, including OsDCL1, ‐3a, ‐3b and ‐4. By deep sequencing of small RNAs from different tissues of the wild type and osdcl4‐1 , we revealed that the processing of 21‐nucleotide siRNAs, including trans‐acting siRNAs (tasiRNA) and over 1000 phased small RNA loci, was largely dependent on OsDCL4. Surprisingly, the processing of 24‐nucleotide phased small RNA requires the DCL3 homolog OsDCL3b rather than OsDCL3a, suggesting functional divergence within DCL3 family. RNA ligase‐mediated 5′ rapid amplification of cDNA ends and parallel analysis of RNA ends (PARE)/degradome analysis confirmed that most of the 21‐ and 24‐nucleotide phased small RNA clusters were initiated from the target sites of miR2118 and miR2275, respectively. Furthermore, the accumulation of the two triggering miRNAs requires OsDCL1 activity. Finally, we show that phased small RNAs are preferentially produced in the male reproductive organs and are likely to be conserved in monocots. Our results revealed significant roles of OsDCL4, OsDCL3b and OsDCL1 in the 21‐ and 24‐nucleotide phased small RNA biogenesis pathway in rice.

Floral stem cells produce a defined number of floral organs before ceasing to be maintained as stem cells. Therefore, floral stem cells offer an ideal model to study the temporal control of stem cell maintenance within a developmental context. AGAMOUS (AG), a MADS domain transcription factor essential for the termination of floral stem cell fate, has long been thought to repress the stem cell maintenance gene WUSCHEL (WUS) indirectly. Here, we uncover a role of Polycomb Group (PcG) genes in the temporally precise repression of WUS expression and termination of floral stem cell fate. We show that AG directly represses WUS expression by binding to the WUS locus and recruiting, directly or indirectly, PcG that methylates histone H3 Lys-27 at WUS. We also show that PcG acts downstream of AG and probably in parallel with the known AG target KNUCKLES to terminate floral stem cell fate. Our studies identify core components of the network governing the temporal program of floral stem cells.

SUMMARY The utility of human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) is contingent upon genomic integrity and stability. Recurrent genomic aberrations have been observed in human iPSC lines upon long-term culture, ∼10-25% demonstrate karyotype abnormalities. We describe a new and reliable non-integrating episomal plasmid reprogramming method for fresh (unexpanded) peripheral blood mononuclear cells (PBMC) into iPSCs (PBMC-iPSCs). PBMC-iPSCs produced using this method have a superior chromosome-level karyotype stability rate (∼5% abnormality rate for all chromosomes; 2.8% for autosomes). After extended culture PBMC-iPSCs maintain a low rate of abnormalities (2% for autosomes). Deep coverage whole genome sequencing in a subset of PBMC-iPSC lines showed no shared single nucleotide polymorphisms (SNPs) or structural variants are introduced during reprogramming and maintenance of PBMC-iPSCs. iPSCs reprogrammed from unexpanded PBMCs have consistently high cytogenetic stability and minimal genomic aberrations, suggesting this method is highly suited for iPSCs in research and therapeutic clinical applications.

Objective To evaluate the proximal effects of hypertensive disorders of pregnancy (HDP) on a validated measure of brain abnormalities in infants born at ≤32 weeks' gestational age (GA) using magnetic resonance imaging (MRI) at term-equivalent age. Study design In a multisite prospective cohort study, 395 infants born at ≤32 weeks' GA, underwent 3T MRI scan between 39 through 44 weeks' postmenstrual age. A single neuroradiologist, blinded to clinical history, evaluated the standardized Kidokoro global brain abnormality score as the primary outcome. We classified infants as HDP-exposed by maternal diagnosis of chronic hypertension, gestational hypertension, preeclampsia, or eclampsia. Linear regression analysis identified the independent effects of HDP on infant brain abnormalities, adjusting for histologic chorioamnionitis, maternal smoking, antenatal steroids, magnesium sulfate, and infant sex. Mediation analyses quantified the indirect effect of HDP mediated via impaired intrauterine growth and prematurity and remaining direct effects on brain abnormalities. Results 170/395 infants (43%) were HDP-exposed. Adjusted multivariable analyses revealed HDP-exposed infants had 27% (95% CI 5-53%) higher brain abnormality scores than those without HDP exposure (p=0.02), primarily driven by increased white matter injury/abnormality scores (p=0.01). Mediation analyses showed HDP-induced impaired intrauterine growth significantly (p=0.02) contributed to brain abnormality scores (22% of the total effect). Conclusions Maternal hypertension independently increased the risk for early brain injury and/or maturational delays in infants born at ≤32 weeks' GA with an indirect effect of 22% resulting from impaired intrauterine growth. Enhanced prevention/treatment of maternal hypertension may mitigate the risk of infant brain abnormalities and potential neurodevelopmental impairments. To evaluate the proximal effects of hypertensive disorders of pregnancy (HDP) on a validated measure of brain abnormalities in infants born at ≤32 weeks' gestational age (GA) using magnetic resonance imaging (MRI) at term-equivalent age. In a multisite prospective cohort study, 395 infants born at ≤32 weeks' GA, underwent 3T MRI scan between 39 through 44 weeks' postmenstrual age. A single neuroradiologist, blinded to clinical history, evaluated the standardized Kidokoro global brain abnormality score as the primary outcome. We classified infants as HDP-exposed by maternal diagnosis of chronic hypertension, gestational hypertension, preeclampsia, or eclampsia. Linear regression analysis identified the independent effects of HDP on infant brain abnormalities, adjusting for histologic chorioamnionitis, maternal smoking, antenatal steroids, magnesium sulfate, and infant sex. Mediation analyses quantified the indirect effect of HDP mediated via impaired intrauterine growth and prematurity and remaining direct effects on brain abnormalities. 170/395 infants (43%) were HDP-exposed. Adjusted multivariable analyses revealed HDP-exposed infants had 27% (95% CI 5-53%) higher brain abnormality scores than those without HDP exposure (p=0.02), primarily driven by increased white matter injury/abnormality scores (p=0.01). Mediation analyses showed HDP-induced impaired intrauterine growth significantly (p=0.02) contributed to brain abnormality scores (22% of the total effect). Maternal hypertension independently increased the risk for early brain injury and/or maturational delays in infants born at ≤32 weeks' GA with an indirect effect of 22% resulting from impaired intrauterine growth. Enhanced prevention/treatment of maternal hypertension may mitigate the risk of infant brain abnormalities and potential neurodevelopmental impairments.

OC-2 plays a vital role in tumor growth, metastasis and angiogenesis, but molecular mechanism how OC-2 regulates angiogenic factors is unclear. We found that OC-2 was highly expressed in HepG2, COLO, MCF-7, SKOV3 cells and rectum carcinoma tissues, and angiogenic factors levels were positively related to OC-2. Then OC-2 KD inhibited the tumor growth, metastasis and angiogenesis process in vitro and vivo. ChIP-Seq showed that 228 target genes of OC-2 were identified and they were associated with tumor growth, metastasis, angiogenesis and signal transduction; OC-2 bound to ZKSCAN3 at promoter region. Luciferase assays showed that ZKSCAN3 was identified as target gene of OC-2 and VEGFA was identified as target gene of ZKSCAN3; OC-2 promoted VEGFA expression via activating ZKSCAN3 transcriptional program. Importantly, OC-2 KD down-regulated VEGFA secretion to suppress tumor angiogenesis of HUVECs. Besides VEGFA, OC-2 was positively correlated with other angiogenic factors HIF-1α, FGF2, EGFL6 and HGF. Meanwhile, ERK1/2 and Smad1 signaling pathways might be related to function of OC-2 driving tumor aggressiveness. We revealed that OC-2 might regulate tumor growth, metastasis, angiogenesis via ERK1/2, Smad1 signaling pathways and regulate VEGFA expression for tumor angiogenesis via activating ZKSCAN3 transcriptional program, indicating that OC-2 was a convincing target to develop novel anti-tumor drugs based on angiogenesis.

Highlights•PRMT6 plays a positive role in resistance against tomato bush stunt virus (TBSV)•PRMT6 inhibits the silencing suppressor activity of TBSV P19•PRMT6 reduces P19 dimerization and sRNA binding by methylating conserved R43 and R115•PRMT6 natural alleles contribute to TBSV resistance in tomato accessionsSummaryViral suppressor RNA silencing (VSR) is essential for successful infection. Nucleotide-binding and leucine-rich repeat (NLR)-based and autophagy-mediated immune responses have been reported to target VSR as counter-defense strategies. Here, we report a protein arginine methyltransferase 6 (PRMT6)-mediated defense mechanism targeting VSR. The knockout and overexpression of PRMT6 in tomato plants lead to enhanced and reduced disease symptoms, respectively, during tomato bush stunt virus (TBSV) infection. PRMT6 interacts with and inhibits the VSR function of TBSV P19 by methylating its key arginine residues R43 and R115, thereby reducing its dimerization and small RNA-binding activities. Analysis of the natural tomato population reveals that two major alleles associated with high and low levels of PRMT6 expression are significantly associated with high and low levels of viral resistance, respectively. Our study establishes PRMT6-mediated arginine methylation of VSR as a mechanism of plant immunity against viruses.Graphical abstract

Introduction Soybeans are an important crop used for food, oil, and feed. However, China’s soybean self-sufficiency is highly inadequate, with an annual import volume exceeding 80%. RGB cameras serve as powerful tools for estimating crop yield, and machine learning is a practical method based on various features, providing improved yield predictions. However, selecting different input parameters and models, specifically optimal features and model effects, significantly influences soybean yield prediction. Methods This study used an RGB camera to capture soybean canopy images from both the side and top perspectives during the R6 stage (pod filling stage) for 240 soybean varieties (a natural population formed by four provinces in China: Sichuan, Yunnan, Chongqing, and Guizhou). From these images, the morphological, color, and textural features of the soybeans were extracted. Subsequently, feature selection was performed on the image parameters using a Pearson correlation coefficient threshold ≥0.5. Five machine learning methods, namely, CatBoost, LightGBM, RF, GBDT, and MLP, were employed to establish soybean yield estimation models based on the individual and combined image parameters from the two perspectives extracted from RGB images. Results (1) GBDT is the optimal model for predicting soybean yield, with a test set R2 value of 0.82, an RMSE of 1.99 g/plant, and an MAE of 3.12%. (2) The fusion of multiangle and multitype indicators is conducive to improving soybean yield prediction accuracy. Conclusion Therefore, this combination of parameters extracted from RGB images via machine learning has great potential for estimating soybean yield, providing a theoretical basis and technical support for accelerating the soybean breeding process.

Static magnetic fields (SMFs) induce various biological reactions and have been applied in the biological therapy of diseases, especially in combination with mesenchymal stem cells (MSCs) and tissue engineering. However, the underlying influence of SMFs on MSCs gene expression remains largely unclear. In this study, we aim to investigate the effects of SMFs on gene expression of human MSCs. We exposed human MSCs to two different intensities (0.35 Tesla and 1.0 Tesla) of SMFs and observed the effects of SMFs on cell morphology. Subsequently, RNA-sequencing was performed to explore the gene expression changes. Compared with control group cells, no significant differences in cell morphology were observed under a phase contrast inverted microscope, but the transcriptome of SMF-exposed MSCs were significantly changed in both 0.35 Tesla and 1.0 Tesla groups and the differential expressed genes are involved in multiple pathways, such as ubiquitin mediated proteolysis, TNF signaling pathway, NF-kappa B signaling pathway, TGF-beta signaling pathway, metabolic pathways, and apoptosis, which regulate the biological functions of MSCs. SMFs stimulation could affect the gene expression of human MSCs and the biological effects vary by the different intensities of SMFs. These data offer the molecular foundation for future application of SMFs in stem cell technology as well as tissue engineering medicine.

Abstract Ceratostigma willmottianum Stapf is a unique chalk gland (salt‐excreting) plant from China, with a salt gland structure that excretes white crystals of calcium carbonate (CaCO 3 ), which has potential biomineralization and carbon sequestration functions. Due to the narrow distribution of wild germplasm resources, there is a lack of diversity of new varieties to satisfy commercial development and scientific exploration. Therefore, we used ethyl methanesulfonate (EMS) mutagenesis to obtain new dwarf mutant germplasm, and analysed it in terms of morphology, growth, photosynthesis, salt glands, and excretion traits. All four dwarfing mutant strains (DM1, DM2, DM3, and DM4) exhibited extreme dwarfing (62.28%, 62.28%, 74.55% and 61.68% reduction in plant height, respectively), faster growth, increased belowground root biomass, and earlier bud differentiation and flowering. Photosynthetic capacity was enhanced: chlorophyll content, maximum quantum yield of PSII (Fv/Fm), effective quantum yield of PSII (ΦPSII), photochemical quenching coefficient (qP), electron transfer rate (ETR), net photosynthesis (Pn), intercellular CO 2 concentration (Ci), stomatal conductance (Gs), and transpiration (Tr), were significantly higher in leaves of DM mutants. The density of salt glands per unit leaf area and average Ca 2+ excretion rate of individual salt glands increased significantly (especially in DM2), and CaCO 3 accumulation per unit leaf area was 28.57% higher than that of the wild type. Pearson correlation analysis showed that photosynthetic capacity was significantly and positively correlated with CaCO 3 excretion. The above study not only provided enriched new germplasm of C. willmottianum , but also important research material for studying the mechanism of CaCO 3 excretion by salt glands and carbon sequestration capacity of biomineralization.