Projektbeschreibung
Die Photosynthese von Kulturpflanzen verbessern
Um die wachsende Weltbevölkerung zu ernähren, müssen wir die Produktivität der Pflanzen verbessern. Mais und Sorghum sind aufgrund des von ihnen genutzten Photosynthesewegs um bis zu 50 % effizienter als andere gängige Kulturpflanzen wie Weizen und Reis. Zu verstehen, wie Pflanzen diese Effizienz erreichen, könnte neue Strategien für die Pflanzenzüchtung eröffnen. Das ERC-finanzierte CELL4-Projekt konzentriert sich auf die Entwicklung spezialisierter Scheidenzellen, die die photosynthetische Effizienz von Mais verbessern. Die Forschenden werden die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen mittels hochauflösender 3D-Elektronenmikroskopie sowie Metaboliten- und Genanalysen aufdecken. Das Projekt wird Aufschluss darüber geben, wie diese Architektur zustande kommt und wie jedes Merkmal zur Photosynthesefunktion beiträgt, um fundierte Strategien für die Züchtung von Kulturpflanzen und die Gewährleistung der weltweiten Nahrungssicherheit zu ermöglichen.
Ziel
PROPOSAL SUMMARY
The architecture of specialised cell types intricately aligns with cell function. A prime example is the bundle sheath (BS) cells of plants conducting C4 photosynthesis, in which CO2 is concentrated. This concentration mechanism increases photosynthetic efficiency by up to 50% compared to plants that use the more common C3 photosynthetic pathway. BS cells of C4 plants have two key adaptations: increased connectivity with adjacent mesophyll cells via numerous plasmodesmata that facilitate metabolite exchange for building CO2 concentration, and an increased number of organelles which are uniquely positioned at one side of the cell. Despite the proposed functional importance of these traits, it is not understood how they arise during leaf development.
In this project, I aim to elucidate mechanisms governing BS cell architecture. I recently discovered that the polar localisation of plasmodesmata and organelles in BS cells occurs early in leaf development following light exposure in multiple C4 plants. I will use 3D electron microscopy to study BS cell development at high resolution in the C4 grass sorghum and mass spectrometry imaging to map key C4 metabolites, linking structure to metabolic function. I will then investigate molecular mechanisms involved in the development of both traits using mutants that are disrupted in components known to influence plasmodesmata development and organelle positioning in C3 species. I will identify additional components by looking for interaction partners of these components in C4 BS cells. In mutants showing defects in either trait, I will study the impact on metabolite gradients and photosynthetic efficiency, and will explore interdependency between the two polar traits. Overall, my project will reveal mechanisms essential for the development of leaf architecture in C4 plants, and will inform the design strategy for engineering C4 photosynthesis into C3 crops to increase yield.
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 Naturwissenschaften Optik Mikroskopie
- Agrarwissenschaften Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Fischerei Landwirtschaft Industriepflanzen pflanzliche Futtermittel
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Botanik
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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-2025-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.
NR4 7UH NORWICH
Vereinigtes Königreich
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.