Forschende des Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüchtungsforschung erhalten begehrten Starting Grant des Europäischen Forschungsrates (ERC)
Charles Underwood, Gruppenleiter in der Abteilung Chromosomenbiologie, und Ruben Garrido-Oter, Gruppenleiter in der Abteilung Pflanze-Mikroben Interaktionen, haben beide einen prestigeträchtigen und hoch kompetitiven Starting Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC) erhalten. Mit einer Gesamtfinanzierung von 3 Millionen Euro werden beide Projekte einen wichtigen Beitrag zur Pflanzenforschung leisten.
Der 2007 von der Europäischen Union gegründete ERC ist die wichtigste europäische Förderorganisation akademischer Forschung in Europa, um kreative Wissenschaftler:innen aller Nationalitäten in Europa zu fördern und zu unterstützen. Das ERC Starting Grant Programm fördert exzellente und innovative Projekte von herausragenden Nachwuchsforschenden.
Projekt ASEXUALEMBRYO
Im Rahmen des Projekts ASEXUALEMBRYO erforscht Charles Underwood den molekularen Mechanismus der natürlichen Apomixis, um, aufbauend auf diesen Erkenntnissen, neuartige Züchtungstechnologien zu entwickeln.
Genau wie der Mensch pflanzen sich die meisten Pflanzenarten durch sexuelle Fortpflanzung fort, wobei die Hälfte des genetischen Materials von der Mutter und die andere Hälfte vom Vater stammt. Einige Pflanzenarten, darunter Löwenzahn, Zitrusfrüchte und Mangos, verzichten auf die geschlechtliche Fortpflanzung und können Samen produzieren, die nur das genetische Material der Mutter enthalten. Diese klonalen Samen entstehen durch einen Prozess der Apomixis genannt wird.
In der Natur ermöglicht die Apomixis, also die ungeschlechtliche Fortpflanzung, die Weitergabe von vorteilhaften Hybridgenotypen durch Samen über unbegrenzte Generationen. In der Landwirtschaft hingegen, muss jedes Jahr mit hohem Kostenaufwand neues Hybridsaatgut produziert werden. Die Einführung der Apomixis bei Hybridpflanzen würde eine stabile Vererbung der Hybridkraft über das Saatgut ermöglichen und die Notwendigkeit, ständig neue Hybride durch Kreuzung zu erzeugen, beseitigen.
"Es ist sehr aufregend, diesen Zuschuss vom Europäischen Forschungsrat zu erhalten. Sie wird es meiner Forschungsgruppe ermöglichen, herauszufinden, wie sich Pflanzen über Samen durch Apomixis vervielfältigen. Die Einführung der Apomixis in Nutzpflanzen hat das Potenzial, Hybridsamen für alle verfügbar zu machen und eine nachhaltige, leistungsstarke Landwirtschaft auf der ganzen Welt zu ermöglichen", sagt Charles Underwood.
Projekt PHYCOSPHERES
Ziel des von Ruben Garrido-Oter geleiteten Projekts PHYCOSPHERES ist es, ein neu entwickeltes reduktionistisches Wirts-Mikrobiota-System einzusetzen, um die Struktur und die Funktionen terrestrischer Phykosphären zu untersuchen und die wichtigsten ökologischen Prinzipien, die die Überschneidungen zwischen der Wurzel- und der Phykosphären-Mikrobiota erklären, zu ermitteln.
Mikroskopisch kleine Algen geben organische Verbindungen an die unmittelbare Umgebung ihrer Zellen ab, die so genannte Phykosphäre. Diese stellt eine Nische für die Besiedlung durch heterotrophe Bakterien dar. Diese Bakterien verzehren die Photoassimilate der Algen und stellen ihrem Wirt nützliche Funktionen zur Verfügung, und zwar in einem Prozess, der dem Aufbau mikrobieller Gemeinschaften in den Wurzeln und Rhizosphären von Landpflanzen ähnelt.
Mit Hilfe von gnotobiotischen Systemen und synthetischen Gemeinschaften aus Bakterien der Phykosphäre werden Ruben und sein Team die genetischen und molekularen Mechanismen untersuchen, die die Interaktionen zwischen Wirt und Mikrobiota in C. reinhardtii steuern, sowie deren evolutionäre Ursprünge ermitteln.
Das Team wird synthetische phototrophe Mikrokosmen entwerfen, die auf terrestrischen Phykosphären basieren und Bioreaktoren verwenden, um die ökologischen und molekularen Mechanismen zu erforschen, die der Vielfalt, Stabilität und Funktion der Mikrobiota zugrunde liegen.
"Wenn dieses Projekt erfolgreich ist, hat es das Potenzial, grundlegende Prinzipien aufzudecken, die das dynamische Verhalten mikrobieller Gemeinschaften bestimmen", erklärt Ruben Garrido-Oter, "insbesondere solcher, die mit einem photosynthetischen Wirt verbunden sind."