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Spatially resolved analysis of variation in barley (Hordeum vulgare) grain micronutrient accumulation

Titelangaben

Detterbeck, Amelie ; Pongrac, Paula ; Rensch, Stefan ; Reuscher, Stefan ; Pečovnik, Matic ; Vavpetič, Primož ; Pelicon, Primož ; Holzheu, Stefan ; Krämer, Ute ; Clemens, Stephan:
Spatially resolved analysis of variation in barley (Hordeum vulgare) grain micronutrient accumulation.
In: New Phytologist. Bd. 211 (September 2016) Heft 4 . - S. 1241-1254.
ISSN 1469-8137
DOI: https://doi.org/10.1111/nph.13987

Angaben zu Projekten

Projektfinanzierung: Alexander von Humboldt-Stiftung
6. EU-Rahmenprogramm

Abstract

Genetic biofortification requires knowledge on natural variation and underlying mechanisms of micronutrient accumulation. We therefore studied diversity in grain micronutrient concentrations and spatial distribution in barley (Hordeum vulgare), a genetically tractable model cereal and an important crop with widespread cultivation.We assembled a diverse collection of barley cultivars and landraces and analysed grain micronutrient profiles in genebank material and after three independent cultivations. Lines with contrasting grain Zn accumulation were selected for in-depth analysis of micronutrient distribution within the grain by micro-particle-induced X-ray emission (µ-PIXE). Also, we addressed association with grain Cd accumulation. The analysis of more than 120 lines revealed substantial variation especially in grain Zn concentrations. A large fraction of this variation is due to genetic differences. Grain dissection and µ-PIXE analysis of contrasting lines showed that differences in grain Zn accumulation apply to all parts of the grain including the endosperm. Cd concentrations exceeded the Codex Alimentarius threshold in most of the representative barley lines after cultivation in a slightly Cd-contaminated agricultural soil. Two important conclusions for biofortification are: first, high Zn grains contain more Zn also in the consumed parts of the grain; second, higher micronutrient concentrations are strongly associated with higher Cd accumulation.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Zusätzliche Informationen: BAYCEER135230
Keywords: natural variation; biofortification; metal; grain; barley (Hordeum vulgare); micronutrient accumulation; micro-proton-induced X-ray emission (μ-PIXE)
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Biologie > Lehrstuhl Pflanzenphysiologie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Biologie > Lehrstuhl Pflanzenphysiologie > Lehrstuhl Pflanzenphysiologie - Univ.-Prof. Dr. Stephan Clemens
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Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften; Biologie
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 580 Pflanzen (Botanik)
Eingestellt am: 10 Aug 2016 07:58
Letzte Änderung: 10 Jan 2018 10:02
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/33869