Projektbeschreibung
Die Mechanismen von C4-CAM bei Portulaca für Pflanzenresilienz
Durch Hitzewellen und Dürre sinken die Ernteerträge weltweit, aber eine vielversprechende Lösung besteht darin, die Photosynthese der Pflanzen zu verändern. Einige Pflanzen, zum Beispiel der Gattung Portulaca, kombinieren C4- und CAM-Mechanismen und überleben so Dürren ohne Produktivitätseinbußen. Wenn die molekulare Grundlage dieser Anpassung bekannt wäre, könnte die Pflanzenresilienz verbessert werden. Im ERC-finanzierten Projekt METACAM werden anatomische Forschung, zellspezifische Metabolomik und Genomik mit synthetischer Biologie integriert, um die molekularen Faktoren beim C4-CAM-Wechsel bei Portulaca zu entschlüsseln. Mit diesem Wissen könnten CAM-Merkmale auf C4-Arten außer Portulaca übertragen werden. Das könnte die Grundlage für einen voll funktionsfähigen C4-CAM-Wechsel sein. Das Team wird auch das Design und die Integration inkompatibler Stoffwechselwege in mehrzellige Organismen voranbringen.
Ziel
Rising heatwaves and drought are severely affecting the capacity of crops to retain water and capture CO2 during photosynthesis, resulting in global yield reductions. One of the most promising approaches to enhance crop production in stressful conditions is to synthetically modify the photosynthetic capacity of plants. In nature, some lineages have evolved mechanisms like C4 photosynthesis and the Crassulacean acid metabolism (CAM) to cope with some of these aspects; While C4 species are extremely efficient at CO2 fixation but vulnerable to severe drought, CAM plants are less productive but very capable of coping with significant drought periods. Engineering a joint C4-CAM system that uses CAM features to fight drought, while still relying on the power of C4 can be a game-changer to increase crop resilience. For decades, the coexistence of C4 and CAM was considered incompatible in nature. An exception to the rule is found in the genus Portulaca where C4 species can trigger CAM when droughted. Despite the huge bioengineering potential of Portulaca, the molecular enablers that allow for C4-CAM to exist in this clade remain elusive. Previous phylogenetic and morphological studies across Portulaca indicate the combined C4 (Kranz anatomy) and CAM (succulence) leaf anatomy might be the main facilitator of C4-CAM. By combining anatomical studies, cell specific metabolomics and genomics with synthetic biology, I aim to identify the basic molecular determinants of the C4-CAM switch in Portulaca, and to leverage this knowledge to transfer CAM anatomical features to C4 species outside Portulaca as a proof of principle. This will set the basis for new rounds of engineering to achieve a fully functional C4-CAM switch. METACAM will provide a quantum leap to our understanding on how incompatible metabolic pathways can be designed, built and integrated in multicellular organisms which is broadly applicable to crop engineering.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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- Naturwissenschaften Biowissenschaften Genetik
- Agrarwissenschaften Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Fischerei Landwirtschaft
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Botanik
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
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Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-STG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
08193 CERDANYOLA DEL VALLES
Spanien
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.