Capturing microbial co-symbiosis to sustain plant productivity
捕捉微生物共生以维持植物生产力
基本信息
- 批准号:BB/P002145/1
- 负责人:
- 金额:$ 53.18万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Research Grant
- 财政年份:2016
- 资助国家:英国
- 起止时间:2016 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
As the world's environment changes it is essential that we produce crop plants adapted to these changes. Within soil, species of bacteria and fungi are involved in symbiotic relationships with the root and at the root-soil interface (so called rhizosphere of crops). The relationship allows each partner to benefit from mutual trading of resources such as critical growth-limiting nutrients. This is important since plants must acquire elemental nutrients such as nitrogen and phosphorus from their surrounding environment and the availability of these nutrients is often a major limitation to plant growth. As well as bringing nutritional enhancement, mutualistic interactions bring additional benefits to improve plant productivity, such as enhanced plant resistance to adverse environmental conditions or pathogen attack. However we cannot gain all of these benefits by simply adding many 'friendly' microbes to soil since the need of one microbe might cancel out the positive effect of another microbe on the plant. How the many rhizosphere microbes compete and combine to affect the plant is a complex question that needs to be studied at a detailed level.We have discovered that an important mutualistic fungus that helps protect plants against disease and supplies plants with phosphorus can also increase 'nodulation' in Medicago, a plant species that is a close relative of peas and beans. Nodulation is an interaction of nitrogen-fixing bacteria with plant roots that enables plants to gain otherwise unusable nitrogen. We will investigate how this enhancement of nodulation occurs, and determine if it still occurs for plants grown in different soil types. To do this we will use a range of state-of-the-art plant, soil and microbe analytical technologies to assess how microbes, plants and the soil type each contribute to the rhizosphere (microbial communities and soil adjacent to the root), and how this affects crop productivity in a range of soil types. New technologies for the identification of soil microbes mean that we are now at a point where we can study the effects of environments on multilateral interactions at the root rhizosphere - one of the most complex ecosystems on Earth. Together the results will help explain the enhanced-mutualistic effects that we have found. It will also help us to determine the importance of specific factors in the rhizosphere for agriculture, and how they could be enhanced to improve crop productivity in new environments.
随着世界环境的变化,我们必须生产适应这些变化的农作物。在土壤中,细菌和真菌物种与根以及根-土壤界面(所谓的作物根际)存在共生关系。这种关系使每个合作伙伴都能从资源的相互交易中受益,例如限制生长的关键营养素。这很重要,因为植物必须从周围环境中获取氮和磷等元素养分,而这些养分的可用性往往是植物生长的主要限制。除了带来营养增强之外,互利相互作用还带来了提高植物生产力的额外好处,例如增强植物对不利环境条件或病原体攻击的抵抗力。然而,我们无法通过简单地在土壤中添加许多“友好”微生物来获得所有这些好处,因为一种微生物的需要可能会抵消另一种微生物对植物的积极影响。许多根际微生物如何竞争和结合以影响植物是一个需要详细研究的复杂问题。我们发现,一种重要的共生真菌有助于保护植物免受疾病侵害并为植物提供磷,也可以增加“结瘤” ' 在苜蓿中,这是一种豌豆和豆类的近亲植物。结瘤是固氮细菌与植物根部的相互作用,使植物能够获得原本无法使用的氮。我们将研究这种结瘤增强是如何发生的,并确定在不同土壤类型中生长的植物是否仍然会发生这种情况。为此,我们将使用一系列最先进的植物、土壤和微生物分析技术来评估微生物、植物和土壤类型各自对根际(微生物群落和根部附近的土壤)的贡献,以及这如何影响一系列土壤类型的作物生产力。识别土壤微生物的新技术意味着我们现在可以研究环境对根际多边相互作用的影响——根际是地球上最复杂的生态系统之一。这些结果将有助于解释我们发现的增强互利效应。它还将帮助我们确定根际特定因素对农业的重要性,以及如何增强这些因素以提高新环境中的作物生产力。
项目成果
期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Elucidating connections between the strigolactone biosynthesis pathway, flavonoid production and root system architecture in Arabidopsis thaliana.
- DOI:10.1111/ppl.13681
- 发表时间:2022-03
- 期刊:
- 影响因子:6.4
- 作者:Richmond, Bethany L.;Coelho, Chloe L.;Wilkinson, Helen;McKenna, Joseph;Ratchinski, Pelagie;Schwarze, Maximillian;Frost, Matthew;Lagunas, Beatriz;Gifford, Miriam L.
- 通讯作者:Gifford, Miriam L.
Symbiotic Outcome Modified by the Diversification from 7 to over 700 Nodule-Specific Cysteine-Rich Peptides
- DOI:10.3390/genes11040348
- 发表时间:2020-04-01
- 期刊:
- 影响因子:3.5
- 作者:Roy, Proyash;Achom, Mingkee;Gifford, Miriam L.
- 通讯作者:Gifford, Miriam L.
Comparative Genomics across Three Ensifer Species Using a New Complete Genome Sequence of the Medicago Symbiont Sinorhizobium (Ensifer) meliloti WSM1022.
- DOI:10.3390/microorganisms9122428
- 发表时间:2021-11-25
- 期刊:
- 影响因子:4.5
- 作者:Baxter L;Roy P;Picot E;Watts J;Jones A;Wilkinson H;Schäfer P;Gifford M;Lagunas B
- 通讯作者:Lagunas B
Polymer nanoparticles pass the plant interface.
- DOI:10.1038/s41467-022-35066-y
- 发表时间:2022-11-30
- 期刊:
- 影响因子:16.6
- 作者:Parkinson, Sam J.;Tungsirisurp, Sireethorn;Joshi, Chitra;Richmond, Bethany L.;Gifford, Miriam L.;Sikder, Amrita;Lynch, Iseult;O'Reilly, Rachel K.;Napier, Richard M.
- 通讯作者:Napier, Richard M.
Plant circadian clock control of Medicago truncatula nodulation via regulation of nodule cysteine-rich peptides.
- DOI:10.1093/jxb/erab526
- 发表时间:2022-04-05
- 期刊:
- 影响因子:6.9
- 作者:Achom M;Roy P;Lagunas B;Picot E;Richards L;Bonyadi-Pour R;Pardal AJ;Baxter L;Richmond BL;Aschauer N;Fletcher EM;Rowson M;Blackwell J;Rich-Griffin C;Mysore KS;Wen J;Ott S;Carré IA;Gifford ML
- 通讯作者:Gifford ML
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