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Improving crop productivity by relieving the inhibitory effect imposed on photosynthesis by the redox regulatory network

Descrizione del progetto

Nuovi ceppi di patate che offrono una maggiore produttività

La domanda di produzione agricola è in aumento; tuttavia, le rese delle principali colture rimangono stagnanti. Per affrontare questa sfida sono necessarie nuove strategie, tra cui in grado di migliorare l’efficienza della fotosintesi. Sebbene gli scienziati stiano ancora esplorando il ruolo svolto dai segnali ossidativi nella fotosintesi, recenti ricerche hanno identificato che tali segnali limitano le prestazioni nel corso di questo processo. Si tratta di risultati che fungono da base per sviluppare approcci innovativi volti ad aumentare l’efficienza della fotosintesi attraverso modulazioni di ossidoriduzione. Il progetto AgriRedox, finanziato dal CER, si propone di migliorare la fotosintesi delle colture attenuando gli effetti inibitori dei segnali ossidativi in condizioni di luce fluttuante. Il progetto punta a scoprire i componenti molecolari che regolano il percorso ossidativo e a sviluppare tecnologie per migliorare la fotosintesi nelle piante di patata.

Obiettivo

While the global demand for crop production is constantly increasing and a significant increase in agricultural yields is required, we have witnessed stagnation in yield improvement of major crops. Hence, there is an urgent need for new strategies to ensure food security in a sustainable manner. It is becoming appreciated that improving photosynthetic efficiency is one of the most important ways to increase yield. While the dependence of photosynthesis on the reductive activation of the Calvin–Benson cycle enzymes is well established, the role of oxidative signals in counterbalancing the reductive activity is just beginning to be explored. By developing genetically encoded 2-Cys peroxiredoxin-based biosensors, we identified the simultaneous activation of reductive and oxidative signals during the photosynthesis induction phase and showed that 2-Cys peroxiredoxin activity attenuates carbon assimilation rates. These results demonstrated the restrictions imposed on photosynthesis performance by oxidative signals, thus laying the foundation for developing new approaches for increasing photosynthesis efficiency through redox modulations. The central goal of this proposal is to extend our mechanistic understanding of oxidative signal generation and perception and to develop new strategies to improve photosynthesis in crop plants by relieving the inhibitory effect of oxidative signals under fluctuating light conditions. We suggest applying advanced redox biology methodologies to discover the molecular components involved in regulating the oxidative pathway and to decipher the oxidation-sensitive proteome. Moreover, we suggest translating the gained knowledge into technologies that improve photosynthesis in potato plants, one of the world's most important crops. This project aims to provide the necessary knowledge to enhance photosynthesis through redox modification in crops and to produce new potato lines with higher productivity and adaptability to modern agriculture.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2022-COG

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Istituzione ospitante

THE HEBREW UNIVERSITY OF JERUSALEM
Contributo netto dell'UE
€ 2 811 238,00
Indirizzo
EDMOND J SAFRA CAMPUS GIVAT RAM
91904 Jerusalem
Israele
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 2 811 238,00

Beneficiari (1)