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Benzoxazinoide (BX) sind Sekundärmetabolite, die in Gräsern und sporadisch in Dikotyledonen auftreten. Der Biosyntheseweg ist in Gräsern aufgeklärt, in den Dikotyledonen dagegen nur teilweise. P450-abhängige Monooxygenasen aus Consolida orientalis, UDPG-abhängige Glukosyltransferasen und beta-Glukosidasen (BGLU) aus Lamium galeobdolon wurden charakterisiert und ihre Funktion in der BX-Biosynthese untersucht. Die BX-spezifische BGLU aus L. galeobdolon wurde identifiziert. Das Enzym zeigt Substratpromiskuität und konvergente Evolution der Enzymfunktion., Benzoxazinoids (BXs) are secondary metabolites of the grasses occurring sporadically in some species of the dicots. The biosynthetic pathway is fully elucidated in the grasses but only partially in dicots. P450-dependent monooxygenases of Consolida orientalis and the Lamium galeobdolon UDPG-dependent glucosyltransferases and beta-glucosidases (BGLU) were characterised and screened for the function in BX biosynthesis. The BX-specific BGLU of L. galeobdolon was identified. The enzyme shows substrate promiscuity and convergent evolution of the enzyme function.

Untersucht wurde, inwieweit die DIBOA-Synthese von Mais auf Arabidopsis übertragbar ist. Dafür wurden die Benzoxazinoidbiosynthesegene Bx1 bis Bx5 transgen exprimiert und deren Auswirkung untersucht. Es ist gelungen Bx1, Bx2, Bx3 und Bx4 in A. thaliana funktional zu exprimieren und das DIBOA-Vorläufermolekül HBOA in vivo zu synthetisieren. Die transgene Überexpression von Bx1- und Bx2 retardiert die Pflanzenentwicklung, beeinflusst die biotische Interaktion und aktiviert detoxifizierende Aktivitäten., It was our aim to investigate to what extent the DIBOA synthesis is transferable from maize to Arabidopsis. The benzoxazinoid biosynthesis genes Bx1 to Bx5 were transgenically expressed and the consequences of this expression were examined. Functionall expression of Bx1, Bx2, Bx3 and Bx4 was achieved leading to the formation of HBOA. Transgenic overexpression of Bx1 and Bx2 resulted in retarded plant development, altered biotic interaction and activated endogenous detoxification of indolin-2-one.

The benzoxazinoid DIMBOA is a natural defense compound of maize seedlings. A panel of inbred lines was screened for protective DIMBOA levels in older plants. The inbreds Mo17 and B73 were identified as lines with high respective low late DIMBOA levels; the IBM population that is based on these lines was used for QTL-mapping. A major QTL for high late DIMBOA locates close to the cluster of DIMBOA biosynthetic genes (Bx-genes). Fine mapping revealed a genetic element in Mo17, located 151 kb upstream of Bx1 that is required for high late Bx1 expression and is a hotspot of recombination., Das Benzoxazinoid DIMBOA ist ein Abwehrstoff des Maiskeimlings. Inzuchtlinien wurden auf schützende DIMBOA-Mengen in alten Pflanzen untersucht. Mit Mo17 und B73 wurden Linien mit hohem bzw. niedrigem späten DIMBOA-Gehalt gefunden; eine auf diesen Linien basierende Population wurde zur QTL-Kartierung eingesetzt. Ein Haupt-QTL für hohes spätes DIMBOA liegt im Bereich des Clusters biosynthetischer Bx-Gene. Feinkartierung identifizierte eine 151 kb von Bx1 entfernte Mo17-Sequenz, die notwendig für hohe späte Bx1-Expression ist und einen „Hotspot“ für Rekombination bildet.

Abscisinsäure (ABA) ist ein Phytohormon und ein Hauptregulator zur Anpassung an abiotische Stressfaktoren wie Trockenheit. In dieser Arbeit ließ sich erstmalig eine ABA-Rezeptorfunktion für alle RCARs (regulatory component of ABA receptors) in Arabidopsis nachweisen. Es wurden alle Rezeptor-Korezeptor-Interaktionen untersucht und über 100 regulatorische Kombinationen identifiziert., The plant phytohormone abscisic acid (ABA) mediates plant adaptive response to abiotic stress factors such as drought. For the first time, an ABA receptor function was demonstrated for all RCARs (regulatory component of ABA receptors) in Arabidopsis. Furthermore, all receptor co-receptor interactions were analyzed and more than 100 regulatory combinations were identified.

Abscisinsäure (ABA) ist ein Phytohormon und ein Hauptregulator zur Anpassung an abiotische Stressfaktoren wie Trockenheit. In dieser Arbeit ließ sich erstmalig eine ABA-Rezeptorfunktion für alle RCARs (regulatory component of ABA receptors) in Arabidopsis nachweisen. Es wurden alle Rezeptor-Korezeptor-Interaktionen untersucht und über 100 regulatorische Kombinationen identifiziert., The plant phytohormone abscisic acid (ABA) mediates plant adaptive response to abiotic stress factors such as drought. For the first time, an ABA receptor function was demonstrated for all RCARs (regulatory component of ABA receptors) in Arabidopsis. Furthermore, all receptor co-receptor interactions were analyzed and more than 100 regulatory combinations were identified.