Tilbake til søkeresultatene

FRIMEDBIO-Fri prosj.st. med.,helse,biol

Coordination between cell wall integrity and cell cycle activity in plants

Alternativ tittel: Koordinering mellom celleveggintegritet og cellesyklusaktivitet i planter

Tildelt: kr 7,9 mill.

I 2050 kommer det til å være 9 milliarder mennesker på jorden og vi må sørge for at det finnes nok ressurser til at. Planter spiller her en viktig rolle siden de kan brukes til å produsere mat, energi, klær og råmaterialer. Utfordringen er at vi må øke den globale jordbruksproduksjonen med opp til 110% for å kunne mette så mange mennesker, og dette må skje samtidig som vi er på vei inn i en klimakrise. Alle planteceller er omgitt av plantecellevegger som gir form og mekanisk styrke. Plantecellevegger består i hovedsak av karbohydrater som cellulose. Cellulosemikrofibre har faktisk en styrke som stål og danner hovedbestanddelen i plantefibre. Disse fiberne er relevante for vårt daglig liv siden de er viktige for alt fra kostfiber til klær. Plantecellevegger er også relevante for å finne nye strategier til å forbedre avlinger. En grunnleggende egenskap er vedlikeholdsmekanismen for plantecelleveggintegriteten som starter vedlikeholdsresponser under vekst og ved biotisk og abiotisk stress. Tidligere publiserte resultater indikerer at endringer i celleveggintegritet kan påvirke cellesyklusaktiviteten. I tillegg er planter med endret cellevegg mer motstandsdyktig mot enkelte typer stress, og kan til og med vokse fortere. Disse to faktaene refererer til et klassisk tema innen plantevitenskap som kalles «growth-defence trade-off» som betyr at planter enten allokerer ressurser til vekst eller til forsvar. Dette forklarer hvorfor planter som er svært motstandsdyktig mot biotisk/abiotisk stress også ofte er små og derfor ikke spesielt godt egnet til landbruksformål. I dette prosjektet ønsker vi å forstå hvordan celleveggintegriteten og cellesyklusaktiviteten er koordinert, og med det kan vi forstå muligens «trade-off». Kunnskapen som vi vil oppnå kan være overførbar til arter av landbruksmessig betydning, og kan vi adressere med det en av de største utfordringene i dette århundret: å forbedre avlingsutbyttet for å støtte en økende global befolkning på en bærekraftig måte.

Plant cell walls are essential for plant development and survival. As a matter of fact, around 10% of the genes encoded by the model plant Arabidopsis thaliana are involved in cell wall-related processes, highlighting its critical relevance. This importance explains the increasing interest in this research area. However, there is limited understanding of the molecular mechanisms involved in regulating cell wall synthesis, wall modification in response to stress or during development, and coordination with physiological processes. One key element of plasticity appears to be the cell wall integrity (CWI) maintenance mechanism. This mechanism constantly monitors the functional integrity of the wall and initiates adaptive responses to CWI impairment. The host group identified a core set of CWI maintenance components through a phenotypic clustering approach, including receptor kinases, mechano-/osmo-sensitive channels and other signalling components, which are potentially involved in the detection of stimuli indicating alterations in CWI and in coordinating downstream responses. The objective of this project is to understand how the cell cycle is coordinated with CWI. This coordination has been described in other organisms such as yeasts, but not in plants. By understanding this coordination, this project aims to gain insights into the classical "growth-defense trade-off", a term used to describe the situation where plants invest resources in defence mechanisms at the expense of plant growth. We will characterise the impact of different types of cell wall impairment on the cell cycle, and investigate the signalling processes that contribute to this coordination. Additionally, we will identify novel molecular components involved in this process, and establish the impact of disruptions to CWI on plant fitness. Finally, we will identify candidate genes that could form the basis to develop new strategies to improve the performance of food and bioenergy crops.

Budsjettformål:

FRIMEDBIO-Fri prosj.st. med.,helse,biol

Finansieringskilder