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Decoding Plant-Microbiome Interactions at Single-Cell and Spatial Resolutions

Descrizione del progetto

Scoprire il dialogo pianta-microbo a livello di singola cellula

Come gli animali, le piante vivono in stretta associazione con diverse comunità microbiche che colonizzano le loro radici e le aiutano a crescere, assorbire i nutrienti e sopravvivere allo stress. Queste interazioni benefiche tra pianta e microbo non sono uniformi, ma variano tra i diversi tipi di cellule radicali. La maggior parte degli studi condotti finora ha esaminato queste relazioni a livello di tessuto, perdendo la complessità e i dettagli a livello di singola cellula. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto MICROMETER intende trasformare la nostra comprensione di come le piante modellano il loro microbioma. I ricercatori utilizzeranno la multiomica delle singole cellule e la trascrittomica spaziale per identificare e caratterizzare le reti di regolazione genica che le piante utilizzano per comunicare con i microbi utili. I risultati del progetto dovrebbero contribuire al miglioramento sostenibile delle colture.

Obiettivo

Plant-microbiome interactions are crucial for plant health, promoting growth and enhancing resilience under stress conditions. These interactions are highly heterogeneous, shaped by diverse plant cell types and the complex spatial distribution of microbes. However, our current understanding remains predominantly at the tissue level, lacking the resolution to fully capture this heterogeneity. As a result, the genetic networks that govern how plants foster beneficial microbiomes remain largely unexplored. This Fellowship aims to address these gaps by employing cutting-edge single-cell multiomics and spatial mapping technologies. Using Arabidopsis thaliana and the well-characterized 35-member synthetic microbial community (SynCom35) as model systems, I will integrate single-cell transcriptome and chromatin accessibility assays to map transcriptional and epigenetic changes in root cells in response to microbial colonization. This approach will provide novel insights into the cellular mechanisms and genetic networks underlying plant-microbiome interactions. Additionally, by utilizing and further developing PHYTOMap, a multiplexed 3D spatial gene expression analysis platform, I will simultaneously spatially map plant gene expression and microbiome distribution. By integrating single-cell and spatial omics data, I will reconstitute spatially-resolved plant gene regulatory networks that interact with specific microbiome members. Furthermore, I will functionally characterize these predicted regulatory networks, aiming to lay the foundation for genetic engineering to enhance plant interactions with beneficial microbes, offering new strategies for optimizing plant growth and resilience. Altogether, this research will significantly advance our understanding of plant-microbiome interactions at single-cell and spatial resolutions, providing a foundation for innovative approaches to enhance crop resilience and agricultural sustainability in response to global challenges.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinatore

THE SAINSBURY LABORATORY
Contributo netto dell'UE
€ 260 347,92
Indirizzo
Norwich Research Park, Colney Lane
NR47UH Norwich
Regno Unito
Regione
East of England East Anglia Breckland and South Norfolk
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato