Descrizione del progetto
Il ruolo dei batteri nell’aggregazione del suolo
Secondo quanto comunemente accettato, i batteri del suolo svolgono un ruolo chiave nella formazione di aggregati organo-minerali, che favoriscono la salute delle piante e migliorano la stabilità del terreno; il ripristino di tali aggregati nei suoli danneggiati potrebbe migliorarne la funzione, aumentando in tal modo la resistenza delle colture alle condizioni climatiche estreme e ai parassiti. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto AgriGate si propone di acquisire una comprensione fondamentale del modo in cui i batteri formano aggregati nel suolo. Il progetto impiegherà sistemi di laboratorio modello che ricreano ambienti microscopici in cui è possibile studiare da vicino le interazioni esistenti tra i batteri e le particelle del suolo, analizzando in particolare il ruolo svolto dalle dimensioni di queste particelle, dall’abbondanza di risorse batteriche e dalla secrezione di polimeri da parte dei batteri. Le conoscenze biofisiche acquisite guideranno la futura progettazione di metodi per la bonifica biologica dei terreni.
Obiettivo
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.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinatore
35042 Rennes
Francia