Description du projet
Mélange de noyaux dans les réseaux de champignons symbiotiques
Les champignons mycorhiziens arbusculaires (CMA) forment un système de symbiose terrestre très répandu avec les racines de la plupart des plantes, connu sous le nom de «symbiose mycorhizienne». Les CMA se connectent à de nombreuses plantes en même temps et forment de vastes réseaux mycorhiziens communs (RMC) souterrains où le carbone et les nutriments sont échangés. Une seule cellule de CMA contient des milliers de noyaux, et de récentes études ont démontré que certains CMA contiennent deux génomes. Le projet NUCLEAR MIX, financé par le CER, entend découvrir la raison d’être, les avantages ou les inconvénients du mélange des noyaux dans les cellules de CMA et dans les RMC. En recourant à des méthodes microscopiques et moléculaires de pointe, les chercheurs étudieront le rôle de la coexistence des deux génomes dans la reproduction sexuelle et la manière dont le mélange des noyaux affecte les champignons et les plantes interconnectés à toutes les échelles.
Objectif
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.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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