Opis projektu
Prognozowanie wpływu zmiany klimatu na interakcje między roślinami i patogenami
Liczne badania dotyczące interakcji między roślinami i patogenami na poziomie molekularnym skupiały się na precyzyjnych kombinacjach genów gospodarza i patogenu, które wpływają na odporność lub podatność na zakażenie. Choć nie da się ukryć, jak cenne są badania laboratoryjne, nie pozwalają one na przewidywanie, kiedy i gdzie rozwinie się choroba w naturalnych zbiorowiskach roślin lub w uprawach – wszystko ze względu na fakt, że ważną rolę w procesie patogenezy odgrywają także czynniki środowiskowe. Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu PathoGenoPredict zamierza opracować ramy, które pozwolą naukowcom prognozowanie procesów patogenezy i uwzględnianie w swoich prognozach zmian przestrzenno-czasowych w genach gospodarza i patogenu na przestrzeni czasu i ze względu na miejsce. Realizujący projekt stypendysta skupi się w badaniach na interakcjach genetycznych modelowego lęgniowca grzybopodobnego z gatunku Hyaloperonospora arabidopsidis oraz rośliny modelowej Arabidopsis thaliana w różnych warunkach. Na tej podstawie powstaną mapy dotyczące współczesnego klimatu, jak i klimatu przyszłości w oparciu o prognozy.
Cel
Plants and their pathogens are locked in an ongoing coevolutionary battle, with outcomes affecting food and environmental security. Pathogenesis can occur when a host's resistance and pathogen's virulence genotypes are compatible with infection, while incompatible genotypes lead to resistance. A myriad of studies of molecular plant-pathogen interactions have probed the precise combinations of host (R) and pathogen (Avr) genes that lead to susceptibility or resistance. While laboratory trials are valuable, they cannot directly predict when and where pathogenesis will occur in natural or agricultural plant populations, as environmental factors also play a role. In this fellowship, I will build predictions of plant pathogenesis that account for spatiotemporal variation in both host and pathogen genetics over the landscape and through time.
I will investigate the model system of Hyaloperonospora arabidopsidis (Hpa; an oomycete) and Arabidopsis thaliana (Ath; a plant). Existing work in this system has identified the molecular mechanisms underlying multiple disease resistance phenotypes. I propose to extend this work by evaluating the genetic interaction of Hpa and Ath across the landscape. Specifically, I aim to
1) Determine the spatial distribution of genetic diversity across the landscape in both Ath and Hpa, investigating both neutral genome-wide patterns and R/Avr gene loci.
2) Model genetic variation in R/Avr genes across the landscape, producing maps both for today’s climate, and under predicted future climate change.
3) Predict how genetics interacts with a variable environment, including a changing climate, to produce disease, including future changes in the coevolutionary balance between plant and pathogen due to climate-induced range shifts.
These aims facilitate the projection of molecular plant-pathogen interactions onto the landscape, and provide a framework to examine the molecular mechanisms underlying ecological interaction of plants and their pathogens.
Dziedzina nauki
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF-EF-ST - Standard EFKoordynator
80539 Munchen
Niemcy