Descrizione del progetto
Mescolanza dei nuclei nelle reti fungine simbiotiche
I funghi micorrizici arbuscolari (AMF, Arbuscular Mycorrhizal Fungi) formano un sistema simbiotico terrestre diffuso con le radici della maggior parte delle piante, noto come «simbiosi micorrizica». Gli AMF si collegano a molte piante contemporaneamente e formano grandi reti micorriziche comuni sotterranee in cui vengono scambiati carbonio e nutrienti. Una singola cellula di AMF contiene migliaia di nuclei e studi recenti hanno dimostrato che alcuni AMF contengono due genomi. Il progetto NUCLEAR MIX, finanziato dal CER, intende scoprire le ragioni, i benefici o gli svantaggi della mescolanza dei nuclei all’interno di singole cellule di AMF e fra reti micorriziche comuni. Utilizzando metodi microscopici e molecolari all’avanguardia, i ricercatori indagheranno sul ruolo della coesistenza dei due genomi nella riproduzione sessuale e sul modo in cui la mescolanza dei nuclei influisce sull’interconnessione tra funghi e piante attraverso le varie scale.
Obiettivo
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.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- scienze naturaliscienze biologichegeneticaDNA
- scienze naturaliscienze fisicheotticamicroscopia
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Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
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1081 HV Amsterdam
Paesi Bassi