Pierre A. Pin 1 2, Wenying Zhang 3 12, Sebastian H. Vogt 3, Nadine Dally 3, Bianca Büttner 3 13, Gretel Schulze-Buxloh 3, Noémie S. Jelly 2 14, Tansy Y.P. Chia 4, Effie S. Mutasa-Göttgens 4, Juliane C. Dohm 5 6, Heinz Himmelbauer 5 6, Bernd Weisshaar 7, Josef Kraus 8, Jan J.L. Gielen 9, Murielle Lommel 10, Guy Weyens 10, Bettina Wahl 11, Axel Schechert 11, Ove Nilsson 1, Christian Jung 3, Thomas Kraft 2, Andreas E. Müller 3
1 Umeå Plant Science Centre, Department of Forest Genetics and Plant Physiology, Swedish University of Agricultural Sciences, 901 83 Umeå, Sweden
2 Syngenta Seeds AB, 261 23 Landskrona, Sweden
3 Plant Breeding Institute, Christian Albrechts University of Kiel, 24098 Kiel, Germany
4 Broom's Barn, Rothamsted Research, Bury St. Edmunds, Suffolk IP28 6NP, UK
5 Max Planck Institute for Molecular Genetics, 14195 Berlin, Germany
6 Centre for Genomic Regulation, Universitat Pompeu Fabra, 08003 Barcelona, Spain
7 Department of Biology, Genome Research, Bielefeld University, 33594 Bielefeld, Germany
8 KWS SAAT AG, 37555 Einbeck, Germany
9 Syngenta Seeds SAS, 31790 Saint-Sauveur, France
10 SESVanderHave N.V., 3300 Tienen, Belgium
11 Strube Research GmbH & Co. KG, 38387 Söllingen, Germany
Zusammenfassung
Die Anpassung des Lebenszyklus an latitudinale und saisonale Schwankungen von Photoperiode und Temperatur ist ein wichtiger Faktor für den evolutionären Erfolg blühender Pflanzen. Während der Lebenszyklus der zweikeimblättrigen Modellart Arabidopsis thaliana von zwei epistatischen Genen, FLOWERING LOCUS C und FRIGIDA, gesteuert wird [1, 2, 3], bestimmen drei nicht miteinander verwandte Loci (VERNALIZATION 1-3) die Frühlings- und Wintergewohnheiten einkeimblättriger Pflanzen, wie z. B. der gemäßigten Getreidearten [4, 5, 6]. In der eudikotylen Kernart Beta vulgaris, deren Abstammungslinie sich kurz nach der Trennung von Monokotyledonen und Dikotyledonen vor 140 Millionen Jahren von der zu Arabidopsis führenden Linie trennte [7, 8], ist der Schösslingslocus B [9] ein Hauptschalter, der einjährige von zweijährigen Pflanzen unterscheidet. Hier haben wir B isoliert und zeigen, dass das Pseudo-Reaktionsregulator-Gen BOLTING TIME CONTROL 1 (BvBTC1) über die Regulierung der FLOWERING LOCUS T-Gene [10] absolut notwendig für die Blüte ist und die Reaktion auf lange Tage und Vernalisation vermittelt. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Domestizierung von Rüben mit der Selektion eines seltenen partiellen BvBTC1-Allels mit Funktionsverlust einherging, das eine verringerte Empfindlichkeit gegenüber der Photoperiode vermittelt, die durch Vernalisation wiederhergestellt wird, und somit Zweijährigkeit verleiht, und veranschaulichen, wie evolutionäre Plastizität an einem wichtigen Regulationspunkt neue Lebenszyklusstrategien ermöglichen kann.
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