Descripción del proyecto
Asignación de carbono vegetal a los hongos del suelo para lograr una alimentación sostenible
La simbiosis de micorrizas arbusculares (MA) aumenta la productividad de las plantas hasta en un 30 % gracias a una mejor absorción de nutrientes. En contrapartida, las plantas transfieren cada año más de una gigatonelada de carbono a los hongos MA. Investigaciones recientes han identificado una vía radicular que facilita la transferencia de carbono, mejorando la absorción de nutrientes y reduciendo el uso de fertilizantes. Sin embargo, los mecanismos subyacentes siguen sin quedar claros. El proyecto maxSYMize, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, utilizará los últimos avances en genética, rastreo de carbono y transcriptómica unicelular para cartografiar con precisión unicelular la vía de asignación de carbono desde las hojas hasta las raíces y los hongos MA. El equipo del proyecto identifica los reguladores genéticos y transcripcionales implicados en esta vía para mejorar la administración de carbono de las plantas de cultivo al micelio fúngico del suelo.
Objetivo
The arbuscular mycorrhizal (AM) symbiosis between plants and symbiotic soil fungi confers key nutritional benefits to plants: AM fungi increase plant productivity by up to 30% by improving mineral nutrient uptake from the soil. In exchange for these nutrients, plants transfer more than one gigaton of photosynthetically fixed carbon each year to the AM fungal network in the soil. This carbon transfer has a major impact not just on plant and fungal physiology, but also on the global carbon cycle.
My previous work identified a molecular pathway in plant roots that is activated during fungal colonization of root cells and transfers fixed carbon to AM fungi in the form of lipids. This finding represents a breakthrough in the field of AM symbiosis as we were able to describe, for the first time, how and in which form carbon is delivered to AM fungi.
My discovery unlocks an opportunity: I propose to engineer the model crop rice to maximise carbon delivery to the fungal mycelium by exploiting the mechanisms underpinning carbon allocation to AM fungi. This approach could lead to enhanced nutrient uptake by promoting the symbiotic association, thereby reducing the need for synthetic fertilizer. Moreover, it also has the potential to increase carbon sequestration and soil fertility. However, it is currently unknown how plant carbon metabolism is altered at a whole plant level to increase carbon flux to the fungal mycelium, and how plants control the amount of carbon allocated to AM fungi.
To achieve this ambitious aim, I will exploit the recent technological advances in genetics, carbon tracing, and single cell transcriptomics to map the carbon allocation pathway from leaves to roots and to AM fungi at single cell resolution (aim 1) and identify the genetic and transcriptional regulators of this pathway (aim 2). These insights, along with established knowledge, will be used to maximise carbon delivery from crop plants to the fungal mycelium in the soil (aim 3).
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.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitución de acogida
CB2 1TN Cambridge
Reino Unido