Wurzelhaar-abhängige Mikrobiom-Zusammensetzung in der Rhizosphäre und ihre funktionelle Rückkopplung zu den Wirtspflanzen

• Antragsteller: Professor Dr. Frank Hochholdinger
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie ; Genetik und Genomik der Pflanzen
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 403671039

Die Wechselwirkung der Wurzeln mit ihrem Mikrobiom ist für die Gesundheit und Fitness der Pflanzen von entscheidender Bedeutung. Durch das Verständnis der molekularen und genetischen Grundlagen der wurzelhaarabhängigen vorteilhaften Wechselwirkungen zwischen Wurzel und Mikroben wird es möglich sein Pflanzen zu züchten, die auf landwirtschaftlichen Böden mit geringer Nährstoffverfügbarkeit eine überlegene Leistung zeigen und somit der Einsatz von Mineraldünger reduziert werden kann.Das übergeordnete Ziel der zweiten Phase des SPP 2089 besteht darin, die wurzelhaargesteuerte Selbstorganisation des Rhizosphären-Mikrobioms zu verstehen und dessen Einfluss auf die Morphologie, Anatomie und Genexpression der Wirtswurzel zu untersuchen. In diesem Projekt werden wir die Komplexität der Wechselwirkungen der Wirtswurzeln mit Bodenmikroben aufdecken, indem wir mittels RNA-Sequenzierung und 16S-rRNA-Gensequenzierung die Transkriptome und Mikrobiome verschiedener Wurzeltypen und Wurzelzonen von genetisch verschiedenen Wurzelhaarmutanten in unterschiedlichen Bodentexturen (Lehm und Sand) miteinander kombinieren werden. Aus diesen Untersuchungen werden wir Kandidatengene identifizieren können, die mit Schlüsselmikroben interagieren. Der physiologische Zusammenhang zwischen den identifizierten Kandidatengenen und den Schlüsselmikroben wird uns helfen verschiedene morphologische und anatomische Eigenschaften der verschiedenen Wurzeltypen bestimmen zu können. Darüber hinaus werden wir die räumliche Verteilung von Schlüsselgenen und Schlüsselmikroben durch fluoreszierende In-situ-Hybridisierung untersuchen. Aus diesen Ergebnissen werden wir schließlich synthetische Gemeinschaften von repräsentativen Schlüsselmikroben entwickeln, um deren Rolle bei der Genregulation in Mais zu validieren. Mit Hilfe unserer hausinternen revers-genetischen BonnMu Mutanten Datenbank werden wir neue Mutanten identifizieren, die einen Gendefekt in der Biosynthese von Sekundärmetaboliten aufweisen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2089: Rhizosphere Spatiotemporal Organisation - a Key to Rhizosphere Functions
• Mitverantwortlich: Dr. Peng Yu