Descripción del proyecto
Mezcla de núcleos en redes de hongos simbióticos
Los hongos micorrízicos arbusculares (HMA) forman un extendido sistema de simbiosis terrestre con las raíces de la mayoría de las plantas conocido como «simbiosis micorrícica». Los HMA están conectados con muchas plantas al mismo tiempo y forman grandes redes micorrícicas comunes (RMC) subterráneas en las que se intercambian carbono y nutrientes. Una sola célula de HMA contiene miles de núcleos, y estudios recientes han demostrado que algunos HMA contienen dos genomas. El equipo del proyecto NUCLEAR MIX, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, pretende desvelar los fundamentos, beneficios o perjuicios de la mezcla de núcleos dentro de las células de HMA individuales y a través de las RMC. Gracias a la microscopía y a métodos moleculares de última generación, los investigadores estudiarán el papel de la coexistencia de los dos genomas en la reproducción sexual y cómo afecta la mezcla de núcleos a la interconexión entre hongos y plantas a distintas escalas.
Objetivo
Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) form one of the most widespread terrestrial symbiosis on earth with the roots of plants, known as mycorrhizal symbiosis. Multiple AMF connect with multiple plants simultaneously forming large underground common mycorrhizal networks (CMN) where carbon and nutrients are exchanged.
In contrast to most organisms where a single cell carries a single nucleus, a single AMF cell holds thousands of nuclei. This mysterious multinucleate and clonal biology has generated open questions in evolutionary biology. First, AMF have been called evolutionary scandals for supposedly surviving millions of years without sex, contradicting the theory that lack of sex in eukaryotes should lead to extinction. Second, their permanent multinucleate nature has generated debates about what defines an AMF individual.
My work, and others, recently demonstrated that AMF have a unique genetic organization, with some AMF containing - not one - but two genomes (nucleotypes). While we now know that variation in this genetic system exists, it is unknow: (i) how this genetic diversity is produced, (ii) whether this variation exists in absence of sexual reproduction, and (iii) whether this variation affects nutrient trade across mycorrhizal networks.
By using high resolution molecular techniques, advanced microscopy, image analysis, and DNA/RNA fluorescence in situ hybridization, I will ask: What are the costs and benefits of nuclei mixing from single cells to across connected CMN networks? Working across three scales, I will test whether co-existence of two genetic nuclei groups result in sexual reproduction (WP1) how interactions affect the mycelia fitness of interconnected strains across CMNs (WP2) and how nuclei mixing affects plant response and plant community assembly (WP3).
This work will challenge long held dogmas (AMF asexuality and network connectivity) and can help maximize the benefits of the mycorrhizal mutualism for agriculture.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Programa(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitución de acogida
1081 HV Amsterdam
Países Bajos