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CORDIS - Résultats de la recherche de l’UE
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Screening and characterization for fast rubisco activating and heat stable rubisco activase to enhance crop photosynthesis and productivity in the future warm climate.

Description du projet

Une enzyme sensible à la chaleur pour garantir la sécurité alimentaire

La fixation du CO2 dans la photosynthèse est essentiellement limitée par une enzyme, Rubisco, qui a plusieurs défauts, dont l’inhibition de ses sites actifs par des dérivés de phosphates de sucre. Ce qui signifie une baisse de la productivité agricole et de l’efficacité dans l’utilisation des ressources. À une époque où le changement climatique affecte déjà la productivité agricole en diminuant la fixation du CO2 dans la photosynthèse, les inquiétudes quant à la sécurité alimentaire mondiale augmentent. Le projet ScreenRca, financé par l’UE, utilisera l’enzyme Rubisco activase (Rca), une enzyme essentielle sensible à la chaleur déterminant l’efficacité de la fixation du CO2 par Rubisco, en tant que cible prometteuse pour développer des cultures efficaces en termes d’utilisation des ressources et de productivité pour le futur climat chaud. En particulier, il identifiera et caractérisera les Rca rapides activant Rubisco et les Rca thermostables chez les graminées adaptées à la chaleur.

Objectif

The future warm climate is predicted to reduce crop productivity by decreasing the CO2 fixation in photosynthesis, which is a concern for global food security. CO2 fixation in photosynthesis is mainly constrained by an enzyme, Rubisco. Rubisco has several inefficiencies, including inhibition of its active sites by sugar-phosphate derivatives. Rubisco inhabitation reduces photosynthetic CO2 fixation and, hence, crop productivity and resource-use efficiency. The removal of such inhibitors to restore rubisco activity needs interaction with enzyme rubisco activase (Rca). Rca is a crucial heat-sensitive enzyme determining the efficiency of CO2 fixation by Rubisco and, hence, crop productivity and resource-use efficiency. Consequently, Rca is a promising target to develop productive and resource-use efficient crops for the future warm climate. The limited evidence suggests that exploitable diversity in the speed of rubisco activation and heat stability of Rca exists in nature. However, this diversity is largely unexplored, thus hindering our efforts to use Rca in crop improvement. To fill this gap, ScreenRca will identify and characterize fast Rubisco activating and heat-stable Rca in warm adapted C4 grasses - grasses with C4 type of photosynthesis. Specifically, ScreenRca will use diverse accessions of C4 model grass Setaria viridis and C4 model crop Sorghum bicolor adapted to a range of temperature gradients. These C4 accessions will be exposed to short- and long-term warm environments to identify novel, fast Rubisco activating and heat-stable Rcas using an intradisciplinary approach melding physiology, biochemistry, molecular biology, and synthetic biology. Further, these novel Rcas will be characterized to uncover underlying mechanisms responsible for the efficiency in rubisco activation and heat-stability. These novel Rcas will have utility to develop climate-resilient, productive, and resource-use efficient crops.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2021-PF-01

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Coordinateur

HEINRICH-HEINE-UNIVERSITAET DUESSELDORF
Contribution nette de l'UE
€ 189 687,36
Adresse
UNIVERSITAETSSTRASSE 1
40225 Dusseldorf
Allemagne
Région
Nordrhein-Westfalen Düsseldorf Düsseldorf, Kreisfreie Stadt
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée

Partenaires (1)