Description du projet
Explorer les réponses adaptatives des racines des plantes et leur impact sur la production agricole
Les plantes recherchent l’eau et les nutriments de la même manière que les animaux – enfin, presque. Dans la mesure où elles ne sont pas mobiles, elles le font avec leurs racines. Afin d’optimiser leur quête de nourriture, les plantes ont développé des réponses adaptatives qui modifient la forme de leurs racines en les ramifiant. Il sera important de comprendre les mécanismes à l’origine des réponses adaptatives à l’interface racines-sol afin de maximiser le rendement des cultures à l’avenir. Les défis posés par le changement climatique et la rareté de l’eau, en particulier, ont des répercussions sur les cultures vivrières, tandis que la croissance démographique impose une augmentation de la production alimentaire. Le projet Xerobranching, financé par l’UE, étudie la réponse des tissus de l’extrémité des racines au stress hydrique transitoire afin d’obtenir des informations susceptibles d’aider les cultures à mieux pousser dans des conditions de pénurie d’eau.
Objectif
Plant roots forage for key resources like water and nutrients which are often distributed heterogeneously in soil. Plants optimize foraging by employing adaptive responses to modify their root shape. The host laboratory recently discovered (using non-invasive X-ray microCT imaging) that root branching is tightly regulated by the availability of soil moisture. For example, roots growing through an air-filled space transiently repress root branching until re-entering moist soil. This new root adaptive response is termed Xerobranching. Initial studies reveal that Xerobranching is dependent on ABA and auxin responses. However, how these hormone pathways cross-talk to regulate Xerobranching is unclear.
Xerobranching is induced by transient accumulation of ABA in root tip tissues following reduced water uptake. Transient water stress also increases levels of protein SUMOylation in plant roots. The host lab recently reported in the journal Science that the transcription factor ARF7 is a target for SUMOylation during transient water stress. I will examine whether Xerobranching requires the ABA-dependent post-translational modification of key lateral root regulator, AUXIN RESPONSE FACTOR 7 (ARF7). I will also investigate whether Xerobranching depends on specific components of the SUMOylation machinery in an ABA-dependent manner. Furthermore, I will explore the wider impact of Xerobranching on soil exploration and crop performance.
The highly interdisciplinary project will allow me to master advanced molecular and imaging techniques. This experience will uniquely position me to study adaptive responses at the root-soil interface and exploit allelic variation in key loci to create new varieties of cereal crops with greater foraging abilities.
Champ scientifique
Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
NG7 2RD Nottingham
Royaume-Uni