Projektbeschreibung
Übertragung von Kohlenstoff von Pflanze zu Pflanze durch Pilznetzwerke
Die meisten Bodenpflanzen übertragen einen Teil des organischen Kohlenstoffs, den sie bei der Photosynthese produzieren, auf Pilze, die mit ihren Wurzeln verbunden sind. Davon profitieren beide Seiten, denn diese Pilze helfen den Pflanzen bei der Aufnahme von Wasser und Nährstoffen aus dem Boden. Jüngste Erkenntnisse deuten darauf hin, dass bis zu 35 % der Grünpflanzen einen Teil dieses Kohlenstoffs aufnehmen können, wenn das Licht für die Photosynthese der für das Wachstum erforderlichen organischen Verbindungen nicht ausreicht. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts MIXOTROPH werden die Vielfalt der Pflanzen und Pilze, die an diesem Geben und Nehmen beteiligt sind, sowie die Umweltfaktoren, die dieses Phänomen beeinflussen, untersucht. Dadurch wird sich unser Verständnis des Kohlenstoffkreislaufs und der Kohlenstoffspeicherung grundlegend ändern.
Ziel
Plants need light to grow. They use energy from sunlight to produce organic carbon. However, new findings – including my own work – now hint that up to 35% of all plant species can also obtain carbon from root-associated fungi when light availability is insufficient for growth. This calls into question much of what we thought we knew about how plants survive in the understory. The goal of this project is to determine the frequency and magnitude of this newly discovered form of ‘mixotrophy’ in our terrestrial ecosystems. I will achieve this exciting goal by working at the intersection of physiology, ecology, evolutionary and molecular biology. The vast majority of land plants transfer part of the organic carbon they produce by photosynthesis to root-associated ‘arbuscular mycorrhizal’ (AM) fungi, which help plants to take up nutrients and water from the soil. My previous findings demonstrate that this carbon can be subsequently taken up by rare non-green plants that tap into the same fungal network. This paved the way for the discovery of AM mixotrophy, in which common green plants take up carbon from AM fungi. However, the plant and fungal diversity involved in AM mixotrophy are unknown. Likewise, the environmental drivers that influence carbon uptake have never been measured, nor do we know about its evolution and geographic distribution. This is problematic because we are unable to quantify or understand the role of AM mixotrophy in our natural world. With field studies, laboratory experiments, and genetic screening of natural history collections, I will (1) identify AM mixotrophic plants and their habitats; (2) reveal environmental drivers that regulate carbon uptake; (3) expose fungal networks that sustain AM mixotrophs; and (4) measure the magnitude of AM mixotrophy across evolutionary and geographic scales. This will lead to a fundamental shift in our understanding of carbon uptake by plants, with profound effects for carbon cycling models and conservation.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-AG - HORIZON Action Grant Budget-BasedGastgebende Einrichtung
2333 CR Leiden
Niederlande