Projektbeschreibung
Bei Weizenkulturen liegt die Klasse in der Masse
Menschliche somatische Zellen sind diploid. Das bedeutet, dass sie einen doppelten Chromosomensatz aufweisen, jeweils einen von der Mutter und einen vom Vater. Mehr als die Hälfte aller Pflanzen sind polyploid – auch Weizen. Polyploide Zellen weisen mehrere identische oder ähnliche Chromosomensätze auf. Das bedeutet, dass mehrere Gene in zwei- bis dreifacher homologer Ausführung mit überlappenden Funktionen vorliegen. Das erschwert eine gentechnische Veränderung zur Anbauintensivierung. Das EU-finanzierte Projekt dcPolyWheat will mittels modernster Genomtechniken das Weizengenom charakterisieren und eine zielgerichtete Genombearbeitung vornehmen, um phänotypische Variationen bei Weizen in produktivitätsfördernder Weise zu kontrollieren. Der Erfolg des Projekts wird es nicht nur ermöglichen, größere Weizenmengen für die immer weiter wachsende Weltbevölkerung zu erzeugen, sondern auch den Grundstein für ähnliche Fortschritte bei anderen polyploiden Anbaupflanzen legen.
Ziel
Urgent action is needed to sustainably intensify global crop production using science-based solutions. Across crops, selection for mutations in cis-regulatory regions of transcription factors has been at the centre of the domestication and breeding process to improve productivity traits. Further efforts to advance towards this goal, however, are hampered in the young polyploid genome of wheat as many genes are present as two or three homoeologous copies with overlapping functions. As a result, recessive variation at single loci is often masked by redundancy with homoeologous copies. This understanding, together with the recent breakthroughs in wheat genomics and gene editing approaches, allow us to now propose an innovative strategy to overcome the perennial problem of functional redundancy in polyploid wheat.
The aim of this proposal is to use state-of-the-art genomics to produce a novel framework that defines the cis-regulatory landscape of the polyploid wheat genome. I hypothesise that targeting mutations to cis-regulatory regions of transcription factors will result in dominant alleles within the polyploid context. Through genome editing approaches, I will engineer novel dominant alleles that should result in an unprecedented step change in wheat phenotypic variation, with the potential to improve productivity traits. I will benchmark this novel phenotypic variation with that achieved through recessive loss-of-function mutants in the same transcription factors and their putative downstream genes.
Upon completion, I will deliver publicly-accessible germplasm with unique and novel variation that will enhance wheat productivity traits beyond what is traditionally possible. This project paves the way to apply similar approaches to other polyploid crops and will demonstrate the transformational impact of innovative genetic solutions towards addressing food security.
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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- NaturwissenschaftenBiowissenschaftenGenetikMutation
- AgrarwissenschaftenLandwirtschaft, Forstwirtschaft und FischereiLandwirtschaft
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2019-COG
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Vereinigtes Königreich