Description du projet
Améliorer artificiellement la longévité d’une culture céréalière pérenne
Les tentatives actuelles de sélection de céréales pérennes sont entravées par les barrières d’hybridation entre les cultures annuelles et les espèces sauvages pérennes apparentées, et par le compromis entre longévité et rendement en grains. Le projet PERLIFE, financé par l’UE, s’attaquera à ce problème en développant des caractéristiques pérennes dans les cultures annuelles, en utilisant l’orge comme système modèle. Les chercheurs emploieront le séquençage à haut débit du génome pour identifier les variantes génétiques, et la technologie d’édition du génome Crispr/CAS9 pour cibler le transfert de gènes entre espèces. À l’aide de croisements interspécifiques, les scientifiques tenteront de déchiffrer les relations entre la longévité et le rendement en grains, avant d’identifier les variations codantes et régulatrices correspondantes. Les résultats permettront de définir des modèles et des stratégies pour modifier la longévité de l’orge, qui seront testés dans des chambres de simulation environnementale afin de sélectionner l’approche d’ingénierie la plus efficace pour générer des céréales pérennes.
Objectif
Today, annual crops account for more than 85% of the worldwide calorie consumption. Annual crops are sown and harvested within one growing season and therefore require annual tillage, and application of herbicides and fertilizers that cause land and water degradation. In contrast, perennial crops grow over many seasons, require low agricultural input and thereby hold great potential for sustainable production systems and climate change adaptation. However, current efforts to breed perennial cereals are hindered by hybridization barriers between annual crops and wild perennial relatives and the trade-off between longevity and seed yield.
PERLIFE pioneers the knowledge-based engineering of perennial traits in annual crops using the important annual crop barley as study system. This project will thus open entirely novel avenues for breeding perennial crops. PERLIFE capitalizes on 1) recent technical advances in high-throughput genome sequencing for the identification of genetic variants and 2) the novel genome-editing technology Crispr/CAS9 for the targeted transfer of genes between species. PERLIFE will isolate genetic variants promoting perennial growth using comparative genomics in annual and perennial wild relatives of barley. In interspecific crosses, we will dissect the interrelationship of longevity and seed yield and identify linked coding and regulatory variation. Based on this information, we will design and implement strategies for the targeted modification of longevity in barley using transgenic approaches and genome editing. The engineered genotypes will be trialled in environmental simulation chambers for longevity, stable seed yield and stress resistance to select the most successful engineering strategy. This ground-breaking work will provide a highly efficient approach for the generation of perennial cereals and will thus have a profound impact on sustainable food production in the face of climate change and a growing human population.
Champ scientifique
- agricultural sciencesagriculture, forestry, and fisheriesagriculturesustainable agriculture
- medical and health sciencesmedical biotechnologygenetic engineeringgene therapy
- natural sciencesearth and related environmental sciencesatmospheric sciencesclimatologyclimatic changes
- natural sciencesbiological sciencesgeneticsgenomes
- agricultural sciencesagriculture, forestry, and fisheriesagriculturegrains and oilseedscereals
Programme(s)
Régime de financement
ERC-COG - Consolidator GrantInstitution d’accueil
40225 Dusseldorf
Allemagne