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Knowledge based design of complex synthetic microbial communities for plant protection

Projektbeschreibung

Wie mikrobielle Gemeinschaften zur Entwicklung funktioneller Probiotika ausgesät werden können

Mikrobiota spielen für das Pflanzenwachstum eine wichtige Rolle. Diese winzigen Organismen, die auf den Oberflächen höherer Organismen leben, haben einen erheblichen Einfluss auf die Gesundheit ihres Wirts, da sie zu lebenswichtigen Funktionen beitragen aber auch als Reservoirs für fakultative Krankheitserreger dienen. Ziel des EU-finanzierten Projekts DeCoCt ist es, diesen komplexen Prozess zu entschlüsseln, der für die Behandlung schädlicher Mikrobiota entscheidend ist. Aufbauend auf früheren Erfahrungen bei der Untersuchung mikrobieller Gemeinschaften durch Laborexperimente und der Analyse von Faktoren, welche die Mikrobiota von Pflanzen der Gattung Arabidopsis thaliana unter natürlichen Bedingungen formen, wird das Projekt wichtige Stabilitätsfaktoren und Triebkräfte der Dynamik mikrobieller Gemeinschaften ermitteln, um letztlich synthetische Gemeinschaften zusammenzustellen. Die Ergebnisse sollen Aufschluss darüber geben, wie mikrobielle Gemeinschaften, die sich zu funktionellen Probiotika entwickeln, ausgesät werden können, da dies eine zentrale Herausforderung darstellt.

Ziel

"Complex microbial communities (""microbiota"") that populate surfaces of higher organisms critically impact health of their hosts: They contribute to vital functions such as host fitness, nutrient acquisition, stress tolerance and pathogen resistance but are, at the same time, reservoirs for facultative pathogens or can promote pathogenesis. How and why communities shift from a beneficial to a detrimental state is largely unknown and we are far from utilizing identified mechanisms.
In order to cure detrimental microbiota, that were damaged or reverted through stress factors including previous diseases, decoding the complex processes governing microbiota dynamics is a key challenge. To develop durable probiotics, communal stability or the ability of a community to return to a steady state following perturbation is a key factor.
Our lab has broad expertise in studying microbial communities through lab experiments and analyzing factors that shape the microbiota of Arabidopsis thaliana plants under natural conditions and common garden experiments. We have discovered a hierarchical order in microbial community networks with hub microbes as key elements. A recent breakthrough was the discovery of microbial taxa that persist throughout the life of A. thaliana plants and their importance in network stability.
In this project we will use our expertise to identify key stability factors and drivers of communal dynamics to reconstitute synthetic communities. How to seed microbial communities that develop into functional probiotics is a key challenge. We will use knowledge based assembly of complex communities to seeds protective microbiota. We will challenge those through pathogens and abiotic factors to refine and test the predictive power of our analyses. Therefore, DeCoCt represents a highly innovative approach that holds the potential to gain novel insights beyond the current scope of microbiota and probiotics research."

Gastgebende Einrichtung

EBERHARD KARLS UNIVERSITAET TUEBINGEN
Netto-EU-Beitrag
€ 1 925 500,00
Adresse
GESCHWISTER-SCHOLL-PLATZ
72074 Tuebingen
Deutschland

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Region
Baden-Württemberg Tübingen Tübingen, Landkreis
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
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Gesamtkosten
€ 1 925 500,00

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