Descripción del proyecto
Un antiguo paradigma de la simbiosis podría mejorar la seguridad alimentaria
Uno de los ejemplos más antiguos de simbiosis es el de las plantas y los miembros de un antiguo filo de hongos denominado Glomeromycotina. Se cree que esta asociación simbiótica, denominada «micorriza arbuscular», es un requisito previo para la vida vegetal en la tierra. Mejora el suministro de agua y minerales de la planta y transfiere hasta un 20 % del carbono fijado por la planta al hongo. También mejora la resistencia al estrés y el funcionamiento general de la planta. Una mejor comprensión de los mecanismos moleculares en liza podría contribuir a mejorar la seguridad alimentaria y la sostenibilidad de la agricultura. El proyecto SymbioticExchange, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, pretende abordar este reto. Para ello, su equipo examinará cómo las plantas y los hongos intercambian nutrientes y metabolitos mediante el empleo de un conjunto de herramientas ómicas de alta tecnología, el análisis de interacciones proteína-proteína, la genética inversa, la biología celular y la fisiología del transporte.
Objetivo
Nutrient acquisition is the basis of life. Arbuscular mycorrhiza (AM) symbiosis of plants with nutrient-delivering fungi is detected in the oldest land plant fossils and considered a prerequisite for plant life on land. It is wide-spread in the plant kingdom and its secondary loss is the exception. AM improves plant nutrition, stress resistance and general plant performance. Breeding AM-optimized crops has significant potential for improving food security and sustainable agriculture. Understanding the molecular underpinnings of AM function is thus imperative. The hallmark of the symbiosis are the arbuscules, highly branched hyphal structures, which develop in root cortex cells. They build a large membrane interface with the plant derived peri-arbuscular membrane (PAM) that surrounds them. Most mineral nutrients are delivered from the arbuscules and taken up via the PAM into plant cells through transporter proteins. In return, the fungi receive up to 20% of the photosynthetically-fixed carbon. The balance in mineral-nutrient-gain-for-carbon-loss influences the effect of the symbiosis in plant growth and yield. However, the full range of transported nutrients, any mechanisms regulating transport and the balance in molecular exchange are unknown. ‘SymbioticExchange’ strategically integrates transcriptomics, phosphoproteomics, metabolomics and protein-protein interaction analysis, with reverse genetics, cell biology and transport physiology to identify novel plant and fungal transporters involved in symbiotic nutrient and metabolite exchange, and to understand the molecular mechanisms of their regulation. ‘SymbioticExchange’ will thus deliver major advances on the range of transporters at the plant-fungal interface, the exchanged goods and the regulation of exchange. This important knowledge-base will provide crucial clues on how nutrient exchange can be tuned for profitable agricultural application of one of the most important symbioses on earth.
Ámbito científico
Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitución de acogida
80539 Munchen
Alemania