Opis projektu
Szybka adaptacja roślin do zmian klimatu dzięki wsparciu ich ekspresji
Zmiana klimatu stanowi w pewnym sensie swoiste naturalne doświadczenie, które pokazuje zdolność roślin do ewolucji i adaptacji w celu przetrwania. Zdolność ta wynika zarówno ze zmian w genomie, jak i w ekspresji genów, jednak jest nieodłącznie związana z tykającym zegarem. Dzieje się tak dlatego, że rośliny muszą nie tylko przystosować się do nowych warunków, ale także zrobić to szybko – w czasie zachodzących zmian. Biorąc pod uwagę fakt, że geny ewoluują znacznie wolniej niż ich wzorce ekspresji, modyfikacja transkrypcji może być ważnym narzędziem wykorzystywanym na potrzeby szybkiej adaptacji do nowych warunków. Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu TxnEvoClim wykorzystuje dużą bazę danych dotyczącą naturalnej zmienności wraz z nowo dostępnymi danymi i doświadczeniami przeprowadzonymi w ramach projektu, by lepiej zrozumieć i wykorzystać potencjał roślin w zakresie adaptacji do zmieniającego się środowiska.
Cel
Differences in gene expression play a key role in generating the phenotypic variability needed for adaptation. During evolution, the coding sequence of genes evolves on average much slower than their expression patterns, thus transcriptional regulation can be especially important for rapid adaptation to a new environment. Climate is a major factor for plant adaptation, and both the dispersal of a plant from its native origin as well as climate change will often lower its fitness. Thus, understanding how gene expression patterns are modified to facilitate life in adverse climates would shed light on the trade-offs limiting adaptation. Studying how evolution has shaped plant transcriptomes so that these plants can grow in different ecological niches and their potential to adapt to a changing climate requires a large base of natural variability information. This has recently been accumulated for Arabidopsis thaliana, a model for genetic and evolutionary studies. In the proposed project I will use genomic and transcriptomic data from the A. thaliana 1001 Genomes Project, new measurements of gene expression under water deprivation, as well as newly available data on gene-regulation and field fitness, to define how gene expression is shaped by climate and the genetic potential to adapt to new environments. I will address the following: (1) In natural populations, how do gene expression patterns of individuals correspond to the particular adapted climates? (2) What is the genetic basis for the transcript differences and how is it reflected in modifications to the transcriptional network? (3) Can knowledge of climate-transcript variation relationships be predictive of individual strains more likely to survive in a new climate? As climate is changing due to global warming, the understanding of mechanisms by which plants adapt to climate becomes even more important in agriculture and in natural populations, and this project aims to illuminate the role of a central mechanism.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordynator
80539 Munchen
Niemcy