Descripción del proyecto
Análisis de epistasia en la explotación agrícola
Un objetivo fundamental de la biología vegetal es comprender los mecanismos de la variación genética natural que dan lugar a variaciones cuantitativas con características económicamente relevantes. Los intentos de dirigir el mapa genotipo-fenotipo se centran por lo general en interacciones genéticas lineales que dan como resultado a la mejora genética de cultivos a través de loci con efectos aditivos predecibles. Con todo, la variación de las características cuantitativas suele resultar de perturbaciones de redes genéticas complejas. Por lo tanto, la capacidad de mejorar especies vegetales de cultivo de manera predecible depende de la comprensión de la epistasia. El equipo del proyecto financiado con fondos europeos EPICROP analizará interacciones epistásicas en redes reguladoras de genes que favorecen la variación de células madre en cultivos de tomate. Para ello, se utilizarán series alélicas completas de genes epistásicos MADS-box que regulan la producción de flores y frutos para estudiar los principios básicos de la epistasia aplicables a otras redes genéticas.
Objetivo
A major goal in plant biology is to understand how naturally occurring genetic variation leads to quantitative differences in economically important traits. Efforts to navigate the genotype-to-phenotype map are often focused on linear genetic interactions. As a result, crop breeding is mainly driven by loci with predictable additive effects. However, it has become clear that quantitative trait variation often results from perturbations of complex genetic networks. Thus, understanding epistasis, or interactions between genes, is key for our ability to predictably improve crops. To meet this challenge, this project will reveal and dissect epistatic interactions in gene regulatory networks that guide stem cell differentiation in the model crop tomato. In the first aim, I will utilize exhaustive allelic series for epistatic MADS-box genes that quantitatively regulate flower and fruit production as an experimental model system to study fundamental principles of epistasis that can be applied to other genetic networks. Genome-wide transcript profiling will be used to reveal molecular signatures of epistasis and potential targets for predictable crop improvement by advanced CRISPR/Cas9 gene editing technology. Further, my preliminary data suggests that epistasis is widespread and important across major productivity traits in tomato. Thus, in a second aim, I will access this untapped resource of cryptic genetic variation by sensitizing a tomato diversity panel for weak epistatic effects from unknown natural modifier loci of stem cell differentiation using trans-acting CRISPR/Cas9 editing cassettes. This screen represents a new approach to mutagenesis in plants with potential to reveal cryptic variation in other system. The outcomes of this project will advance our knowledge in a fundamental area of plant genome biology, help uncover and understand the functional architecture of epistasis, and have potential to bring significant improvements to agriculture.
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)
Régimen de financiación
ERC-STG - Starting GrantInstitución de acogida
1015 LAUSANNE
Suiza