Opis projektu
Nadanie zbożu wieloletniemu cech długowieczności
Przeszkodą w przypadku aktualnie podejmowanych prób wyhodowania zbóż wieloletnich są bariery dotyczące hybrydyzacji między roślinami jednorocznymi a ich dzikimi wieloletnimi krewnymi oraz konieczność zachowania kompromisu między długowiecznością a wydajnością produkcji nasion. Finansowany przez UE projekt PERLIFE ma przyczynić się do rozwiązania tego problemu poprzez uzyskanie cech wieloletnich w roślinach jednorocznych z wykorzystaniem jęczmienia jako systemu modelowego. Naukowcy wykorzystają technikę wysokoprzepustowego sekwencjonowania genomu do zidentyfikowania odmian genetycznych oraz technikę edycji genomu CRISPR/Cas9 do zbadania transferu genów między gatunkami. Używając krzyżówek międzygatunkowych, postarają się określić zależności między długowiecznością a wydajnością produkcji nasion oraz zidentyfikują powiązane z tym zmienności kodujące i regulacyjne. Wyniki tych prac posłużą do opracowania projektów i strategii modyfikacji dotyczących długowieczności jęczmienia, które będą testowane w środowiskowych komorach symulacyjnych w celu wybrania najbardziej skutecznego podejścia inżynieryjnego na potrzeby uzyskiwania zbóż wieloletnich.
Cel
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.
Dziedzina nauki
- 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
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-COG - Consolidator GrantInstytucja przyjmująca
40225 Dusseldorf
Niemcy