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Targeting the Plant Cysteine Oxidases to Regulate Plant Stress Tolerance

Projektbeschreibung

Die Entwicklung neuer Instrumente zur Verbesserung der Stresstoleranz von Pflanzen

Ernteausfälle aufgrund von Wetterextremen treffen die ärmsten Gemeinschaften der Welt hart und haben auch weitreichende globale Auswirkungen. Instrumente und Strategien wie die molekulartechnische Veränderung von Nutzpflanzen sind daher notwendig, um die Toleranz der Pflanzen gegenüber solchen abiotischen Stressfaktoren zu verbessern. Ethylen-Response-Transkriptionsfaktoren der Gruppe VII spielen eine wichtige Rolle bei der Stresstoleranz von Pflanzen. Obwohl Ethylen-Response-Transkriptionsfaktoren der Gruppe VII destabilisiert werden, wenn ihre N-terminalen Cysteine oxidiert werden, steuern pflanzliche Cysteinoxidase-Enzyme die Stabilität der Transkriptionsfaktoren und die Reaktion auf durch Überschwemmung bedingten Sauerstoffmangel. Das EU-finanzierte Projekt PCOMOD zielt darauf ab, Instrumente zur Einflussnahme auf die Aktivität der pflanzlichen Cysteinoxidase-Enzyme, die Modulation der Bildung von Cysteinsulfinsäure und die Stabilisierung der Ethylen-Response-Transkriptionsfaktoren der Gruppe VII zu entwickeln. Diese Bemühungen tragen zur Erschaffung effektiver und gezielter Mechanismen bei, um Einfluss auf die Aktivität der pflanzlichen Cysteinoxidase-Enzyme zu nehmen und die Stresstoleranz von Pflanzen zu verbessern.

Ziel

Population growth and climate change mean that food security is an emerging global challenge. Crop loss due to flood, drought and other weather extremes is something that disproportionately affects the world's poor, but also has widespread international impact. There is an immediate and urgent need to develop tools and strategies to improve crop tolerance to such abiotic stress.

One effective mechanism towards this goal is molecular engineering of crops to withstand prolonged abiotic stress. Group VII Ethylene Response transcription Factors (ERF-VIIs) have a key role in plant stress tolerance, in particular flooding but also salinity, high temperature, drought and oxidative stress. ERF-VIIs are readily degraded, but their stabilisation has led to improved flood tolerance in model plants and crops. Consequently, ERF-VIIs are focal points for engineering abiotic stress resistance in crops.

ERF-VIIs are destabilised when their N-terminal cysteine (Nt-Cys) residues are oxidised, making them substrates for the N-end rule pathway of protein degradation. I discovered that Plant Cysteine Oxidase enzymes (PCOs) catalyse this oxidation, incorporating molecular oxygen into ERF-VII Nt-Cys residues to form Cys-sulfinic acid (CSA), and that PCO activity is sensitive to oxygen availability. These enzymes therefore control ERF-VII stability and mediate the response to flood-induced hypoxia.

I propose generating tools and knowledge to manipulate PCO activity, modulate CSA formation and stabilise ERF-VIIs. This is an attractive and tractable strategy to enhance stress tolerance in plants. The project will require (i) the development of efficient tools and assays to detect and quantify CSA, (ii) an understanding of the breadth of PCO activity for non-ERF-VII substrates, and (iii) an understanding of the role of non-enzymatic CSA formation. This knowledge will enable the development of effective and targeted mechanisms to manipulate PCO activity and improve stress tolerance.

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: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

ERC-COG - Consolidator Grant

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2019-COG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

THE CHANCELLOR, MASTERS AND SCHOLARS OF THE UNIVERSITY OF OXFORD
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 1 995 253,00
Adresse
WELLINGTON SQUARE UNIVERSITY OFFICES
OX1 2JD Oxford
Vereinigtes Königreich

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Region
South East (England) Berkshire, Buckinghamshire and Oxfordshire Oxfordshire
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 1 995 253,00

Begünstigte (1)

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