Projektbeschreibung
Systemische Untersuchung der Stoffwechselpfade von Pappeln
Pappeln sind wichtige Kulturbäume und das Modell der Wahl für die Molekularforschung an Bäumen. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts POPMET sollen Metabolomik und Informatik verknüpft werden, um Metaboliten und Biosynthesewege im Holz, in der Rinde und den Blättern von Pappeln zu untersuchen. Es sollen unter Anwendung von aus 750 Pappeln gewonnenen Resequenzierungsdaten defekte Allele für die am Stoffwechsel beteiligten Gene bestimmt werden. Diese Gene werden dann durch Kreuzung natürlicher Pappeln, die heterozygot für die defekten Allele sind, oder CRISPR/Cas9-Genomeditierung weiter erforscht. Diese groß angelegte Studie wird die Grundlage für systembiologische Untersuchungen an Pappelbäumen bilden und Möglichkeiten schaffen, die Entwicklung von Pappeln als holzproduzierendes Handelsgewächs zu verbessern.
Ziel
Poplar is an important woody biomass crop and at the same time the model of choice for molecular research in trees. Although there is steady progress in resolving the functions of unknown genes, the identities of most secondary metabolites in poplar remain unknown. The lack of metabolite identities in experimental systems is a true gap in information content, and impedes obtaining deep insight into the complex biology of living systems. The main reason is that metabolites are difficult to purify because of their low abundance, hindering their structural characterization and the discovery of their biosynthetic pathways. In this project, we will use CSPP, an innovative method recently developed in my lab, to systematically predict the structures of metabolites along with their biosynthetic pathways in poplar wood, bark and leaves. This CSPP method is based on a combination of metabolomics and informatics. In a next step, the CSPP tool will be combined with two complementary genetic approaches based on re-sequence data from 750 poplar trees to identify the genes encoding the enzymes in the predicted pathways. Genome Wide Association Studies (GWAS) will be made to identify SNPs in the genes involved in the metabolic conversions. Subsequently, rare defective alleles will be identified for these genes in the sequenced population. Genes identified by both approaches will then be further studied either by crossing natural poplars that are heterozygous for the defective alleles, or by CRISPR/Cas9-based gene editing in poplar. The functional studies will be further underpinned by enzyme assays. Given our scarce knowledge on the structure of most secondary metabolites and their metabolic pathways in poplar, this large-scale identification effort will lay the foundation for systems biology research in this species, and will shape opportunities to further develop poplar as an industrial wood-producing crop.
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: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2018-ADG
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9052 ZWIJNAARDE - GENT
Belgien