Schwerpunktprogramm (SPP) 2089: Rhizosphere Spatiotemporal Organisation - a Key to Rhizosphere Functions, Teilprojekt: Auswirkung genetischer Störungen auf die räumliche Heterogenität und Ko-Okurrenzmuster in der Mikrobiota der Mais-Mykorrhizosphäre in Interaktion mit Boden

Description: Dieses Projekt konzentriert sich auf ein komplexes Merkmal, das für das terrestrische Leben relevant ist: die Triade von Pflanzen-Mikrobiota-Boden-Interaktionen mit gegenseitiger Anpassung der interagierenden Partner, deren Komplexität bei weitem noch nicht vollständig verstanden ist. Unser Ziel ist es, zunächst aufzuklären, wie die mit mykorrhiziertem Mais assoziierte Mikrobiota durch Genotyp und Umwelt geformt wird, und dann mit reduktionistischen Ansätzen die bestehenden Interdependenzen und molekularen Mechanismen aufzudecken, die diesen Interaktionen in der Mykorrhizosphäre (MZ) zugrunde liegen. Nur wenn dieses komplexe Merkmal zergliedert werden kann, um die genauen genetischen Variationen aufzudecken, die zu seiner Entstehung geführt haben, kann das MZ-System rekonstruiert und gezielt für die Züchtung neuartiger Pflanzen mit verbesserten Eigenschaften zum Nutzen der Nutzpflanze und zur Verbesserung der Bodenqualität eingesetzt werden.Im Rahmen des Projekts wird untersucht, wie Pflanzenfaktoren, die an den Interaktionen zwischen Pflanze und Boden und der Pflanzenleistung beteiligt sind, die Interdependenz zwischen Wurzeln, Mikrobiota und Boden im MZ-System auf Makro- und Mikroebene beeinflussen. Es werden Maisgenotypen verwendet, die genetische Störungen des Systems aufweisen. Die übergreifende Hypothese ist, dass die Ernährungs- und Stoffwechselinteraktionen zwischen Wirtspflanzen und ihrer Mikrobiota durch die MZ bestimmt werden, welche räumliche chemische Gradienten über das Wurzel-Boden-Kontinuum ausbreitet, was zu Verschiebungen in der pflanzenassoziierten Mikrobiota führt und somit die Leistung der Wirtspflanzen beeinflusst. Wir sind besonders daran interessiert, (1) die Rückkopplungsschleifen zu untersuchen, die dem Aufbau und der Dynamik der mikrobiellen Gemeinschaft in der arbuskulären Mykorrhiza (AM) und der MZ zugrunde liegen, (2) die Wechselwirkungen mit der Bodenqualität (Wasser- und Nährstoffgehalt) und der Leistung der Wirtspflanze sowie die Rolle der Mikrobiota weiter aufzuklären und (3) zu untersuchen, wie die mit der AM-Symbiose assoziierte Mikrobiota die Pflanze-Boden-Beziehungen beeinflusst. Dies beinhaltet die Beziehungen zwischen AM, ihrer Mikrobiota, Boden- und Blattwasserpotenzial, Transpirationsraten sowie Phosphat- und Trockenstresstoleranz.

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Tags: Mais ? Mikroökologie ? Nährstoffgehalt ? Phosphat ? Transpiration ? Mykorrhiza ? Nutzpflanze ? Wirtspflanze ? Pflanzenwurzel ? Bodenqualität ? Pflanzenzüchtung ? Angewandte Mikrobiologie ? Applied Microbiology ? Chemical Ecology ? Microbiomes of Plant Systems ? Mikrobiome pflanzlicher Systeme ? Organismic Interactions ? Organismische Interaktionen ? Pflanzenphysiologie ? Plant Physiology ? chemische Ökologie ?

Region: Nordrhein-Westfalen Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 5.8663153° .. 9.4617417° x 50.3226897° .. 52.531493499999996° 5.865998792060539° .. 9.459868448414449° x 50.32269894467417° .. 52.53157696320851°

License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Umweltbundesamt (Bereitstellung)
• Universität zu Köln, Institut für Pflanzenwissenschaften, Arbeitsgruppe Bucher (Projektverantwortung)

Last harvest: 01.10.2026 00:10

Time ranges: 2018-01-01 - 2026-10-20

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Sub project: Effect of genetic perturbations on spatial heterogeneity and co-occurrence patterns in the maize mycorrhizosphere microbiota interacting with soil
  Description: This project focuses on a complex trait relevant to terrestrial life: the triad of plant-microbiota-soil interactions with mutual adaptation of interacting partners, the complexity of which is far from being fully understood. Our goal is to first elucidate how the microbiota associated with mycorrhizal maize is shaped by genotype and environment, and then use reductionist approaches to uncover the existing interdependencies and molecular mechanisms underlying these interactions in the mycorrhizosphere (MZ). Only if this complex trait can be dissected to reveal the precise genetic variations that led to its formation can the MZ system be reconstructed and targeted for breeding novel plants with improved traits to benefit the crop and improve soil quality.The project will investigate how plant factors involved in plant-soil interactions and plant performance influence root-microbiota-soil interdependence in the MZ system at macro and micro levels. Maize genotypes that exhibit genetic perturbations of the system will be used. The overarching hypothesis is that nutritional and metabolic interactions between host plants and their microbiota are determined by the MZ propagating spatial chemical gradients across the root-soil continuum, leading to shifts in the plant-associated microbiota and thus affecting host plant performance. We are particularly interested in (1) investigating the feedback loops underlying microbial community assembly and dynamics in the arbuscular mycorrhiza (AM) and the MZ, (2) further elucidating interactions with soil quality (water and nutrient content) and host plant performance and the role of microbiota, and (3) examining how microbiota associated with AM symbiosis influence plant-soil relationships. This will include the relationships between AM, its microbiota, soil and leaf water potential, transpiration rates, and phosphate and drought stress tolerance.
  URL: https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1140603

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/403668810 (Webseite) ✓

Status

Aktiv

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