Estimation Model of OSMYB2-19 Gene Expression Regulation with Correlation of Rice Growth Under Drought Conditions in Sandy Soil

Abstract

Drought is one of the major abiotic factors limiting crop productivity, particularly in rice. Sandy soils have low water-holding capacity, making them vulnerable to drought stress, which negatively affects plant growth and yield. One of the plant adaptation strategies to drought involves genetic regulation, including genes from the MYB family. This study aimed to analyze the expression regulation of the OsMYB2-19 gene and its correlation with rice plant growth under drought stress conditions in sandy soil. Sandy soil’s limited water retention impacts plant development, including that of rice. The OsMYB2-19 gene, part of the MYB family, is known to play a role in drought tolerance; however, its expression regulation mechanisms remain largely unexplored. The experiment was conducted in a greenhouse using two rice varieties: IR64 (drought-sensitive) and Hawara Bunar (drought-tolerant), under both normal and drought conditions for two weeks. Plant growth was assessed through morphological parameters (plant height, tiller number, leaf number, leaf area), and gene expression was measured using RT-qPCR. The analysis showed that OsMYB2-19 expression significantly influenced plant height (R² = 0.251) and leaf area (R² = 0.190), but not leaf number or tiller number. Positive correlations were found between gene expression and plant height (r = 0.501) as well as leaf area (r = 0.436). K-means clustering analysis revealed that plants with higher gene expression exhibited better morphological traits. These findings suggest that OsMYB2-19 may serve as a key candidate gene for improving rice drought tolerance by enhancing critical morphological characteristics.


Abstrak

Kekeringan merupakan salah satu faktor abiotik utama yang membatasi produktivitas tanaman, terutama padi. Tanah berpasir memiliki kapasitas menahan air yang rendah, sehingga rentan terhadap stres kekeringan, yang berdampak negatif pada pertumbuhan dan hasil tanaman. Salah satu strategi adaptasi tanaman terhadap kekeringan melibatkan regulasi genetik, termasuk gen dari famili MYB. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis regulasi ekspresi gen OsMYB2-19 dan korelasinya dengan pertumbuhan tanaman padi dalam kondisi stres kekeringan di tanah berpasir. Retensi air yang terbatas pada tanah berpasir berdampak pada perkembangan tanaman, termasuk padi. Gen OsMYB2-19, bagian dari famili MYB, diketahui berperan dalam toleransi kekeringan; namun, mekanisme regulasi ekspresinya sebagian besar masih belum dieksplorasi. Percobaan dilakukan di rumah kaca menggunakan dua varietas padi: IR64 (sensitif kekeringan) dan Hawara Bunar (toleran kekeringan), dalam kondisi normal dan kekeringan selama dua minggu. Pertumbuhan tanaman dinilai melalui parameter morfologi (tinggi tanaman, jumlah anakan, jumlah daun, luas daun), dan ekspresi gen diukur menggunakan RT-qPCR. Analisis menunjukkan bahwa ekspresi OsMYB2-19 secara signifikan memengaruhi tinggi tanaman (R2 = 0,251) dan luas daun (R2 = 0,190), tetapi tidak memengaruhi jumlah daun maupun jumlah anakan. Korelasi positif ditemukan antara ekspresi gen dan tinggi tanaman (r = 0,501) serta luas daun (r = 0,436). Analisis pengelompokan K-means menunjukkan bahwa tanaman dengan ekspresi gen yang lebih tinggi menunjukkan sifat morfologi yang lebih baik. Temuan ini menunjukkan bahwa OsMYB2- 19 dapat menjadi kandidat gen kunci untuk meningkatkan toleransi kekeringan tanaman padi dengan meningkatkan karakteristik morfologi kritis. toleransi kekeringan tanaman padi dengan meningkatkan karakteristik morfologi kritis.