Projektbeschreibung
Wie Pflanzen neue Farben und Eigenschaften entwickeln
In der Pflanzenwelt können neuartige Eigenschaften wie etwa spezialisierte Metaboliten Fitnessvorteile bieten, womit die Evolution vorangetrieben wird. Bestimmte Pflanzengruppen haben das rote Pigment Anthocyan vollständig durch biochemisch unterschiedliche Betalaine ersetzt, aber warum und wie diese Veränderungen ablaufen, bleibt rätselhaft. Vor diesem Hintergrund geht das Team des ERC-finanzierten Projekts ROSE der Frage nach, wie Genregulationsnetzwerke von Pflanzen als Schalter fungieren könnten, die es ermöglichen, einen Stoffwechselweg durch einen anderen zu ersetzen, ohne dass es zur Koexistenz kommt. Die Forschenden ermitteln diese regulatorischen Netzwerke, analysieren, wie sich der Austausch von Stoffwechselwegen auf die Fitness der Pflanzen auswirkt, und untersuchen die Auswirkungen auf die Nutzpflanzendomestizierung. Mithilfe der Erkundung der Rolle von Genschaltern bei der Evolution von Metaboliten könnte die Arbeit im Rahmen von ROSE neue Möglichkeiten der Nutzpflanzenverbesserung und Biotechnologie eröffnen, was wiederum tief greifende Auswirkungen auf die Evolutionsforschung nach sich ziehen wird.
Ziel
Novel traits can provide fitness advantages and drive evolution. New specialised metabolites are traits that arose in different plant lineages, and even replaced existing metabolites. Why, and how almost universal metabolic pathways can be replaced in entire groups of species by biochemically distinct pathways without persistence of any species producing both metabolites remains unknown. Components of gene regulatory networks that control such pathways might act as regulatory switches that flip between pathways.
The replacement of the widely conserved red pigment anthocyanin by the biochemically distinct betalains offers a unique opportunity to understand the integration of novel traits into existing regulatory systems. Notably, no plant species producing both anthocyanins and betalains has yet been identified, but both show similar environmental responses. The unification of systems biology with population and molecular genomics allows to elucidate the role of gene regulatory networks and regulatory switches in metabolite evolution.
Given the great importance of understanding evolutionary innovation and the potential use for metabolic engineering, our work promises to be groundbreaking and have profound impact on many different fields of evolutionary and genetic research.
Specifically, our work plan includes the following aims:
I. Identify regulatory networks and switches that enabled the exchange of metabolic pathways
II. Analyze the fitness consequences of reciprocal pathway exchange and regulatory switching
III. Reveal the short-term selection consequences of metabolites during the domestication of food crops
Understanding how metabolic pathways can be exchanged in plants will provide insights into the important embedding of evolutionary innovation into existing systems with potential practical applications for crop improvement and bio-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 Molekularbiologie
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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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.
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.
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.
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.
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-2024-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.
50931 Koln
Deutschland
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.