Publication:
Root acclimation of rice exposed to alternate and continuous drought stress

Simple item page
cris.virtual.department#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtual.orcid#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtualsource.departmentd7c63731-2e35-438b-b658-c869ed23f7c0
cris.virtualsource.orcidd7c63731-2e35-438b-b658-c869ed23f7c0
dc.contributor.authorNur Nazifah Saimi
dc.contributor.supervisorMOHD FAUZIHAN BIN KARIM,Assistant Professor
dc.date.accessioned2024-12-12T03:35:55Z
dc.date.available2024-12-12T03:35:55Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractDrought conditions as a result of climate change have detrimentally reduced rice production with roots playing a pivotal role in water uptake and providing valuable insights into adaptation to water scarcity through their anatomical phenotype. Thus, this study aimed to elucidate how drought stress affects the agronomic traits, root anatomical phenotype and identify the differentially expressed genes (DEGs) correspond to drought tolerance. Six rice varieties, Moroberekan, MR297, Apami, Merah Wangi, Biris, and Nona Manis, were grown and subjected to normal watering, alternating two cycles of drought and continuous drought. A preliminary study was conducted to evaluate agronomic traits. Anatomical study was done with the root samples harvested at panicle initiation. Following the findings from morphological and histological study, the RNA from the roots of MR297 and Merah Wangi were then selected for comprehensive transcriptomic analysis using next generation sequencing (NGS). Based on the agronomic analysis, Merah Wangi produced the highest grain yield under both drought stress, followed by Nona Manis and MR297. The results for root phenotype showed great plasticity among the varieties. Under alternating drought stress, Moroberekan had the highest values for anatomical root area, root diameter, stele area, cortex area and metaxylem traits, followed by Merah Wangi. Despite severe drought stress, Merah Wangi exhibited the highest grain yield with better root anatomical structure. Meanwhile, transcriptome analysis of Merah Wangi against MR297 unveiled 35257 and 77115 DEGs responsive to alternate drought and continuous drought stress, respectively. The study revealed an abundance of DEGs in Merah Wangi, with more genes downregulated than upregulated, especially under both drought stress. Significantly, the expression of DEEPER ROOTING 1 and enrichment of DEGs in pathways associated with 'plant hormone signal transduction' and 'metabolite synthesis' underscores their potential relevance to the mechanism underlying drought tolerance in Merah Wangi. The continuous drought stress has triggered the upregulation of hormone related genes, particularly auxin, and cytokinin. In conclusion, Merah Wangi exhibited the highest drought resilience among the varieties studied, a trait attributed to its superior agronomic characteristics, root anatomical phenotypes, and the activation of genes associated with drought response. The findings provide key insights into root acclimation, paving the way for developing more resilient rice varieties under drought stress.
dc.description.abstractarabicأدت ظروف الجفاف نتيجة لتغير المناخ إلى انخفاض إنتاج الأرز بشكل ضار مع لعب الجذور دورًا محوريًا في امتصاص المياه وتوفير رؤى قيمة في التكيف مع ندرة المياه من خلال النمط الظاهري التشريحي لها. وبالتالي، تهدف هذه الدراسة إلى توضيح كيفية تأثير الإجهاد الناجم عن الجفاف على السمات الزراعية والنمط الظاهري التشريحي للجذور وتحديد الجينات المعبر عنها بشكل تفاضلي (DEGs) التي تتوافق مع تحمل الجفاف. تمت زراعة ستة أصناف من الأرز، Moroberekan وMR297 وApami وMerah Wangi وBiris وNona Manis، وتعرضت للري العادي، بالتناوب بين دورتين من الجفاف والجفاف المستمر. أجريت دراسة أولية لتقييم السمات الزراعية. أجريت دراسة تشريحية على عينات الجذر التي تم حصادها عند بدء النورات. بناءً على النتائج المستخلصة من الدراسة المورفولوجية والنسيجية، تم اختيار الحمض النووي الريبي من جذور MR297 وMerah Wangi للتحليل النسخي الشامل باستخدام تسلسل الجيل التالي (NGS). وبناءً على التحليل الزراعي، أنتجت Merah Wangi أعلى محصول حبوب تحت كل من إجهاد الجفاف، تليها Nona Manis وMR297. وأظهرت نتائج النمط الظاهري للجذر مرونة كبيرة بين الأصناف. وسجل Moroberekan أعلى القيم لجميع المعلمات التشريحية للجذر تحت إجهاد الجفاف المتناوب، تليها Merah Wangi. وعلى الرغم من إجهاد الجفاف الشديد، أظهرت Merah Wangi أعلى محصول حبوب مع بنية تشريحية أفضل للجذر. وفي الوقت نفسه، كشف تحليل النسخ الجيني لـ Merah Wangi مقابل MR297 عن 35257 و77115 DEGs تستجيب للجفاف المتناوب والجفاف المستمر، على التوالي. وكشفت الدراسة عن وفرة من DEGs في Merah Wangi، مع انخفاض تنظيم الجينات أكثر من تنظيمها لأعلى، وخاصة تحت كل من إجهاد الجفاف. ومن الجدير بالذكر أن التعبير عن DEEPER ROOTING 1 وإثراء DEGs في المسارات المرتبطة بـ "نقل إشارة الهرمونات النباتية" و"تخليق المستقلبات" يؤكد على أهميتها المحتملة للآلية الكامنة وراء تحمل الجفاف في Merah Wangi. وقد أدى الإجهاد المستمر للجفاف إلى تحفيز زيادة تنظيم الجينات المرتبطة بالهرمونات، وخاصة الأوكسين والسيتوكينين. وفي الختام، أظهر صنف ميراه وانجي أعلى قدرة على تحمل الجفاف بين الأصناف المدروسة، وهي سمة تُعزى إلى خصائصه الزراعية المتفوقة، والأنماط الظاهرية التشريحية للجذور، وتنشيط الجينات المرتبطة باستجابة الجفاف. وتوفر النتائج رؤى رئيسية حول تأقلم الجذور، مما يمهد الطريق لتطوير أصناف أرز أكثر مرونةتحت ضغط الجفاف.
dc.description.cpsemailcps2u@iium.edu.my
dc.description.degreelevelMaster
dc.description.emailnazifahsaimi@gmail.com
dc.description.funderKEMENTERIAN PENGAJIAN TINGGI - MYBRAINSC
dc.description.identifierThesis : Root acclimation of rice exposed to alternate and continuous drought stress / by Nur Nazifah binti Saimi
dc.description.identityG2215862Nurnazifahsaimi
dc.description.kulliyahKulliyyah of Science
dc.description.nationalityMALAYSIA
dc.description.notesThesis (MSC)--International Islamic University Malaysia, 2024.
dc.description.physicaldescription1 online resource (xvii, 146 leaves) ; color illustrations.
dc.description.programmeMaster of Science
dc.identifier.urihttps://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/32565
dc.language.isoen
dc.publisherKuantan, Pahang : Kulliyyah of Science, International Islamic University Malaysia, 2024
dc.rightsOWNED BY IIUM
dc.titleRoot acclimation of rice exposed to alternate and continuous drought stress
dc.typemaster thesis
dspace.entity.typePublication
oairecerif.author.affiliation#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#

Files

Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
G2215862Nurnazifahsaimi_SEC.pdf
Size:
26.51 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Full text
Download

Collections

Masters Thesis