Descripción del proyecto
El papel de las bacterias en la agregación del suelo
Se cree que las bacterias del suelo desempeñan un papel fundamental en la formación de agregados organominerales, que favorecen la salud de las plantas y mejoran la estabilidad del suelo. Restaurar la estructura de agregados en suelos dañados podría mejorar la función edáfica y, por tanto, aumentar la resistencia de los cultivos frente a los fenómenos meteorológicos extremos y los parásitos. En el proyecto AgriGate, que cuenta con el apoyo de las acciones Marie Skłodowska-Curie, se pretende obtener conocimientos básicos sobre el mecanismo de formación de agregados en el suelo por parte de las bacterias. Para ello, se emplearán sistemas modelo experimentales para recrear entornos microscópicos que permitan estudiar en detalle la interacción entre las bacterias y las partículas del suelo. En concreto, se investigará el papel del tamaño de las partículas del suelo, la abundancia de recursos bacterianos y la secreción bacteriana de polímeros. Los conocimientos biofísicos obtenidos orientarán el futuro diseño de métodos de remediación biológica de suelos.
Objetivo
Soil bacteria are of critical importance to soil health. Soil pore-size distribution over multiple length scales, which facilitates nutrient transport, depends on the presence of soil aggregates, cohesive organo-mineral assemblies formed by bacterial activity. Aggregates support plant health and increase soil stability. Although restoring aggregate structure in degraded soil can yield great benefits for extreme-weather resilience and agricultural productivity, we lack any mechanistic understanding of how aggregates are formed by bacteria. This knowledge gap hampers the deployment of promising bio-augmentation strategies for soil restoration, such as inoculation of soil with aggregate-promoting bacteria. The objective of AgriGate is to narrow this gap by elucidating the biophysical mechanisms of bacterial aggregate-formation. I will focus on the reciprocal mechanical interactions between bacteria and soil grains, using interdisciplinary methods over multiple spatial scales. I will first develop a novel microfluidic chip granting real-time optical access to bacterial dynamics inside a three-dimensional bed of model soil grains. AgriGate’s hypotheses are that (1) there exists an optimal grain size and inoculant richness for bacteria-led aggregation, and (2) that bacterial extracellular polymeric substances (EPS) are necessary for aggregation. I will test these hypotheses by varying grain size, inoculant richness, and bacterial EPS-production in the chip. Microfluidic experiments will be combined with experiments in bacteria-loaded soil columns observed by X-ray tomography, to extend results to the macroscopic scale and link microscale structure to macroscale function. The search for optimal aggregation conditions will be formalized mechanistically and extended by a numerical model of bacterial colony growth in a cohesive granular medium. Together, AgriGate’s new tools and results will provide a strong basis for fundamental and applied studies on soil bio-augmentation.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinador
35042 Rennes
Francia