Investigation of regulatory factors in the signal transduction network of herbivore-induced terpene production in maize

Abstract

Die Regulation der herbivor-induzierten Terpensynthese in Mais findet in einem Netzwerk von Faktoren statt. Ziel dieser Arbeit war, solche Faktoren zu finden und ihre Rolle im regulatorischen Netzwerk zu untersuchen. Mithilfe des Nested Association Mapping wurden Gene identifiziert, die an der Regulation der Terpensynthese beteiligt sind. Vergleiche der Gensequenzen zwischen Maislinien der NAM-Population, und homologen Gene in Arabidopsis und Reis, wurden genutzt um diese Gene zu charakterisieren. Die Expression nach Herbivorie wurde untersucht. Diese Arbeit konzentrierte sich auf zwei Quantitative Trait Loci mit Einfluss auf die Terpenemission. Es wurden jeweils mehrere Kandidatengene identifiziert. Einflüsse von Transposon-Insertionen in Genen wurden untersucht. Zusätzlich wurden zwei Transkriptionsfaktoren der Ereb-Genfamilie untersucht. Insgesamt wurden zwölf Kandidatengene identifiziert, und ihre Sequenzen, Expressionsmuster und Einfluss auf die Terpensynthese untersucht.

The regulation of herbivore induced terpene synthesis is controlled by a network of factors. This work aimed to identify such factors and investigate their role. Using Nested Association Mapping, candidate genes involved in the terpene regulation were identified. Their sequences in NAM lines were compared, and homologs in Arabidopsis and rice were used to characterize them. The gene expression after herbivory was tested. This work focused on two Quantitative Trait Loci influencing terpene emission. Several candidate genes for each QTL were identified. The influence of transposon insertions in candidate genes was tested. In addition, two transcription factors from the ereb gene family were investigated. Their expression isn’t regulated by herbivory, but sequence differences between maize lines correlate with terpene emission levels. In total, twelve candidate genes were identified. Their sequence, expression levels, and influence on terpene emission was investigated.