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Systemic Induced Root Exudation of Metabolites: A Multimodal Approach to Uncover Root Signaling Mechanisms and the Chemical Language used by Plants to Shape the Rhizosphere Microbiome

Description du projet

Le rôle des signaux émis par les racines dans la formation du microbiome de la rhizosphère

Une partie considérable des éléments les plus précieux des plantes, tels que le carbone et l’azote, sont sécrétés directement dans le sol par les racines, sous la forme d’exsudats chimiquement riches. C’est ce que l’on considère comme le langage chimique utilisé par les plantes dans leur communication souterraine avec des milliards de microorganismes. Mais comment les plantes contrôlent-elles et manipulent-elles en leur faveur le métabolisme et l’exsudation des racines dans le temps et l’espace? Le projet SIREM, financé par l’UE, envisage de déchiffrer le processus récemment découvert d’exsudation racinaire systémique des métabolites ou SIREM (Systemic Induced Root Exudation of Metabolites). Ce phénomène constitue une des caractéristiques fondamentales des interactions de la rhizosphère à l’origine du maintien de la bonne santé des plantes. Le projet anatomisera les voies de signalisation du SIREM, explorera le mécanisme d’exsudation et son contrôle génétique, et établira le rôle des métabolites de signalisation et d’exsudation du SIREM dans la formation du microbiome de la rhizosphère.

Objectif

The prosperity of plants and human beings is dependent on the outer layer of soil that makes up our planet’s shell. Curiously, a significant portion of plants' most precious elements, carbon and nitrogen, is secreted by roots into soil in the form of chemically-rich exudates. This is not merely 'dumping' of waste but rather the chemical language of plants, used in their underground communication with billions of detrimental and beneficial microorganisms. Yet, an important question remains to date: How do plants control and manipulate root metabolism and exudation in time and space to fine-tune this complex underground web of interactions to their benefit? The proposed project takes on this challenging question and aims to decipher the newly discovered process we term 'SIREM', for 'Systemic Induced Root Exudation of Metabolites'. SIREM is a fundamental feature of rhizosphere interactions, in which biotic stimuli occur locally and exudation in systemic parts of the root ‘conditions’ the rhizosphere environment to maintain plant fitness. SIREM objectives include: (i) dissecting the SIREM signaling pathways, focusing primarily on the mobile signal(s) and receiving proteins at the systemic root; (ii) discovery of the exudation machinery and its genetic control; and (iii) establishing the role of SIREM signaling and exudation-metabolites in shaping the rhizosphere microbiome. The unconventional integration of approaches in SIREM underscores the unique combination of our team's expertise in plant metabolism, computational biology, microbiome exploration and the application of cutting-edge analytical and molecular technologies for high-resolution spatial-temporal profiling. Outcomes of the project will have wide-ranging impacts on understanding systemic signaling and metabolic and transport systems in plants and are anticipated to drive the new biotechnological concept of 'Exudation Agriculture'.

Champ scientifique

CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.

Régime de financement

ERC-ADG - Advanced Grant

Institution d’accueil

WEIZMANN INSTITUTE OF SCIENCE
Contribution nette de l'UE
€ 2 500 000,00
Adresse
HERZL STREET 234
7610001 Rehovot
Israël

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Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 2 500 000,00

Bénéficiaires (1)