Descrizione del progetto
I protagonisti delle risposte allo stress causato alle piante
Le piante rispondono allo stress e regolano vari processi fisiologici attraverso una classe di ormoni noti come jasmonati, e in particolare attraverso il loro derivato bioattivo, la jasmonoil-isoleucina. Sebbene la biosintesi e la segnalazione di tale derivato siano state ben caratterizzate, la precisa via di segnalazione nelle piante in reazione alle lesioni tissutali è tuttora sfuggente. Finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, il progetto MECHANOJAS si prefigge di studiare le forze meccaniche e la pressione osmotica necessarie per la biosintesi dei jasmonati, nonché di delineare gli eventi cellulari implicati nella trasmissione dei segnali di stress. L’identificazione dei componenti responsabili del rilevamento e della traduzione degli stimoli biofisici nella produzione di jasmonoil-isoleucina migliorerà la nostra comprensione della biologia delle piante, contribuendo a salvaguardarle dalle sfide biotiche e abiotiche che le riguardano.
Obiettivo
Both animals and plants produce potently active mediators in response to tissue injury. These oxygenated lipid derivatives include leukotrienes and prostaglandins in animals, and jasmonates (JAs) in plants with JA-Ile serving as the bioactive phytohormone in angiosperms. JAs are synthesized from poly unsaturated fatty acids residing in plant-specific plastidial membranes, and are essential to protect plants against numerous biotic and abiotic challenges including insect herbivory and temperature extremes. Despite the vital roles of JAs in sustaining plant fitness and although JA-Ile biosynthesis and signalling are well characterized, it is still unknown how are damage signals transmitted to plastids to initiate phytohormone production and what is the nature of the transmitted signal(s). Our previous work in Arabidopsis uncovered that osmotically-induced turgor pressure changes elicit JA-Ile biosynthesis. We hence hypothesise that JA-Ile biosynthesis initiation may result from the transmission of mechanical signals through tissues and cell compartments leading to biophysical changes of plastidial membranes granting substrate accessibility to JA biosynthesis enzymes. To address these central questions in plant biology we aim to:
1. Quantify the mechanical forces and osmotic pressure changes required to induce JA biosynthesis
2. Characterize cellular events that transduce mechanical and osmotic stress signals to plastids for JA-Ile precursor production
3. Alter plastidial biophysical parameters and study the consequences on JA-Ile precursor production
4. Identify genetic components involved in sensing and decoding biophysical stimuli for JA-Ile production
This proposal thus intends to fill a critical gap in knowledge on stress phytohormone biology regulating plant acclimation and, concomitantly, expand our understanding on fundamental aspects of plant mechano- and osmo-sensing.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
06120 Halle
Germania