Descrizione del progetto
Combinare più approcci per far crescere piante con prestazioni migliorate
Nel contesto odierno di continua crescita della domanda alimentare, l’agricoltura ha il compito di produrre una maggior quantità di cibo per alimentare una popolazione in aumento. Il progetto PhotoBoost, finanziato dall’UE, cercherà di colmare il sempre più ampio divario presente tra la produttività agricola e la domanda da parte del mercato globale di alimenti, mangimi e colture bioenergetiche in modo ecocompatibile. In particolare, il progetto incrementerà l’efficienza fotosintetica allo scopo di sviluppare colture C3 (quali patate e riso) con prestazioni migliorate. A tal fine, PhotoBoost si avvarrà di più approcci: ottimizzazione delle reazioni alla luce, integrazione di un meccanismo di concentrazione della CO2 nelle alghe, introduzione di un meccanismo ingegnerizzato di «bypass fotorespiratorio» e ottimizzazione della capacità sorgente-esaurimento (source-sink). I membri del consorzio hanno già aumentato l’efficienza della fotosintesi fino al 15 % in passato impiegando uno di questi approcci; tuttavia, la combinazione di due o più di questi nella stessa pianta non è ancora mai stata tentata.
Obiettivo
The PhotoBoost project addresses the widening gap between agricultural productivity and the global market demand for food/feed and bioenergy crops in an environmentally friendly manner by increasing the efficiency of photosynthetic CO2 fixation. This will be achieved by developing enhanced C3 crops that combine two or more of the following approaches: a) the optimisation of light reactions; b) the integration of an algal CCM; c) the introduction of an engineered photorespiratory bypass mechanism, improved by the knockout of the native plastid glycolate-glycerate transporter; and d) the optimisation of source-sink capacity, improved by the knockout of phloem-mobile tuberisation signal SP6A, thus enhancing the resilience of heat-sensitive cultivars to climate change. The consortium members have increased photosynthetic efficiency by up to 15% using individual approaches, but the stacking of multiple approaches in the same plant has never been attempted before. We will also explore e) the adaptation of stomatal conductance to improve the water-use efficiency, and f) the integration of an O2 scavenging mechanism as a novel strategy to boost photosynthesis. Experience from past and/or ongoing EU and B&MGF projects clearly indicates that although the individual approaches can be effective, they are insufficient to achieve the ambitious objectives of the current call. Therefore, the PhotoBoost project will generate optimised lines representing two major food crops (potato and rice) by simultaneously targeting multiple constraints limiting photosynthetic efficiency. We aim to increase photosynthetic efficiency under diverse environmental conditions by at least 20–25% in terms of photosynthesis rates and by at least 25–30% in terms of biomass yield. Our published results demonstrate that such approaches are viable and there is no a priori reason to doubt that combining multiple approaches in the same plant will achieve even higher levels of biomass yield and productivity.
Campo scientifico
- social scienceseconomics and businesseconomicsproduction economicsproductivity
- agricultural sciencesagriculture, forestry, and fisheriesagriculture
- natural sciencesearth and related environmental sciencesatmospheric sciencesclimatologyclimatic changes
- agricultural sciencesagricultural biotechnologybiomass
- natural sciencesbiological sciencesbotany
Parole chiave
Programma(i)
Invito a presentare proposte
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H2020-NMBP-BIO-2019-two-stage
Meccanismo di finanziamento
RIA - Research and Innovation actionCoordinatore
80686 Munchen
Germania