Projektbeschreibung
Auswirkungen der Nährstoffverfügbarkeit und -zusammensetzung auf Genomik und Evolution des Phytoplanktons
Das Phytoplankton als Primärproduzent bildet die Grundlage der Nahrungskette im Meer und im Süßwasser. Auf diesem Wege werden anorganische Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor in organische Makromoleküle umgewandelt. Ziel des im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierten Projekts INGENE ist die Erforschung der Auswirkungen von Nährstoffen auf die genomische Struktur und die Evolution des Phytoplanktons. Das Projekt wird anhand eines interdisziplinären Ansatzes mit einer Kombination aus Laborexperimenten, Genomik, Bioinformatik und mathematischer Modellierung ökologisch wichtige eukaryotische Picoalgen als Phytoplanktonmodell einsetzen. Ziel ist die Charakterisierung der die Aufnahme und Nutzung von Phosphor definierenden physiologischen Reaktionen sowie die Bewertung des Einflusses der Stickstoff- und Phosphorverfügbarkeit auf die genetische Architektur, die Genomevolution und phänotypische physiologische Merkmale.
Ziel
Phytoplankton support half of global primary production, fuel aquatic food webs, and drive global biogeochemical cycles. Phytoplankton transform inorganic nutrients into organic macromolecules. There is often a mismatch between the environmental availability of nitrogen (N) and phosphorus (P) and organismal requirements, which makes N and P important environmental stressors. These selective pressures affect genetic architecture and genome evolution in two ways, first as nucleic acids code for the genes responsible for nutrient uptake and second as they determine the N and P somatic requirements by defining the amino acids and nucleotides used to build proteins and RNA. The objective of INGENE is to estimate the impact of nutrients on the genomic structure and evolution of phytoplankton by following an interdisciplinary approach that combines laboratory experiments, genomics, bioinformatic analyses, and mathematical tools using ecologically important eukaryotic picoalgae as model phytoplankton organisms. Specifically, I will address the following sub-objectives: i) characterize the physiological traits and acclimation responses that define the uptake and use of P, ii) evaluate the impact of N and P availability on genetic architecture and genome evolution, iii) determine the effect of P availability on the whole genome mutation rate and spectrum, and iv) assess the links between genetic architecture and phenotypic physiological traits. Since eukaryotic picoalgae are the smallest known eukaryotic organisms, INGENE is poised to provide novel insights into our understanding of the minimal eukaryotic cellular structure. Moreover, by disentangling the effects of nutrient availability on phytoplankton at the molecular level, INGENE will improve our mechanistic understanding of the effect of nutrients on phytoplankton communities. This is particularly important to parametrize global models of the current global change scenario that is altering nutrient levels in the oceans.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordinator
75794 Paris
Frankreich