Charakterisierung der phänotypischen Effekte exotischer Allele von EARLY FLOWERING 3 in heterogenen Inzuchtfamilien in Gerste sowie die Evaluierung möglicher Ursachen

Abstract

Als wichtiger Regulator verschiedener physiologischer und Entwicklungs-Prozesse kann EARLY FLOWERING 3 (ELF3), die Pflanzenanpassung verbessern, was entscheidend für die künftige Pflanzenzüchtung ist. Um den Einfluss natürlicher Gersten-ELF3-Varianten auf agronomische Merkmale zu untersuchen, wurden nahezu isogene Linien aus heterogenen Inzuchtfamilien (HIFs), die für exotische und kultivierte ELF3-Allele segregieren, in Feldstudien, unter kontrollierten Klimabedingungen und für ihr Temperaturverhalten verglichen. Es wurden neue, natürliche Wild-ELF3-Allele identifiziert und mit agronomischen Merkmalen assoziiert, was auf eine zentrale Rolle von ELF3 bei der Anpassung von Gerste hinweist, die vom genetischen Hintergrund abhängt. Die extremsten Effekte konnten einem wilden ELF3 zugeschrieben werden, das sich nur in einer Aminosäure vom kultivierten ELF3 unterscheidet, was sich vermutlich auf die Proteinstruktur von ELF3 auswirkt und vermutlich phänotypische Unterschiede beeinflusst.

As an important regulator of various physiological and developmental processes, EARLY FLOWERING 3 (ELF3) may serve to improve plant adaptation which will be substantial for future plant breeding. To investigate the influence of natural barley ELF3 variants for various important agronomic traits, near-isogenic lines from heterogeneous inbred families (HIFs) segregating for exotic and cultivated ELF3 alleles were compared in field studies, under controlled climatic conditions and for their temperature behaviour. Novel naturally occurring exotic alleles of ELF3 were identified and associated with agronomic traits, suggesting a central role of ELF3 in barley adaptation that is additionally dependent on the genetic background. The most extreme effects could be attributed to one exotic ELF3, differing in only one amino acid from the cultivated ELF3, which predictively has an impact on the protein structure of ELF3, thereby possibly affecting phenotypic differences.