Functional evaluation of RAMOSA2 cis-regulatory regions from different grass species for shaping inflorescence architecture in barley

Abstract

Inflorescence architecture in grasses is considered one of the most important agronomic traits affecting crop yield. The inflorescence architecture is quite diverse, which includes branchless forms, such as the spike of barley and wheat, to more branched inflorescence, such as the panicle of sorghum. Identifying the genetic regulation of inflorescence developmental and molecular mechanisms behind the variation in inflorescence architecture is essential to increasing cereal crop yields. In the present study, to examine the effect of spatial-temporal activity of RA2 and its dosage on inflorescence architecture among barley, wheat, and sorghum, transgenic experiments were carried out by swapping RA2 promoters of different species fused with HvRA2 CDS and performing genetic complementation studies in branched barley ra2 mutant background and then quantifying recovery of canonical spike phenotypes.

Die Blütenstandsarchitektur von Gräsern gilt als eines der wichtigsten agronomischen Merkmale, die den Ernteertrag beeinflussen. Die Blütenstandsarchitektur ist sehr vielfältig und umfasst verzweigte Formen wie die Ähre von Gerste und Weizen bis hin zu verzweigteren Blütenständen wie der Rispe von Sorghum. Die Identifizierung der genetischen Regulation der Blütenstandsentwicklung und der molekularen Mechanismen hinter der Variation in der Blütenstandsarchitektur ist für die Steigerung der Getreideerträge von wesentlicher Bedeutung. In der vorliegenden Studie wurden zur Untersuchung des Effektes der räumlich-zeitlichen Aktivität von RA2 und seiner Dosierung bei der Blütenstandarchitektur in Gerste, Weizen und Sorghum transgene Experimente durchgeführt, indem RA2-Promotoren verschiedener Arten, die mit HvRA2-CDS fusioniert waren, ausgetauscht und genetische Komplementationsstudien in verzweigtem Gersten-ra2 durchgeführtwurden Mutantenhintergrund und anschließende Quantifizierung der Wiederherstellung kanonischer Spike-Phänotypen.