Description du projet
Étude systémique des voies métaboliques chez le peuplier
Le peuplier désigne une importante culture du bois et incarne le modèle de choix pour la recherche moléculaire sur les arbres. Le projet POPMET, financé par l’UE, utilisera une combinaison de métabolomique et d’informatique pour étudier les métabolites et les voies de biosynthèse dans le bois, l’écorce et les feuilles du peuplier. Des allèles défectueux seront identifiés pour les gènes impliqués dans le métabolisme en utilisant les données de reséquençage de 750 peupliers. Les gènes seront étudiés plus en détail en croisant des peupliers naturels hétérozygotes pour les allèles défectueux ou par édition de gènes basée sur CRISPR/Cas9. Cette étude à grande échelle jettera les bases de la recherche en biologie des systèmes chez les peupliers et permettra de créer des opportunités pour améliorer le développement du peuplier en tant que culture industrielle productrice de bois.
Objectif
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.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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