An N-fix in time: circadian control of nodulation

及时的 N 修复:结节的昼夜节律控制

基本信息

  • 批准号:
    BB/T015357/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 63.72万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2020 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Growth and development of plants, animals and microbes are under the control of a 24-hour biological clock known as the circadian clock, which enables them to coordinate their activities with diurnal changes in environmental conditions. The circadian clock sets in train how many important molecules are made, used and moved around cells and organisms at any time. When plants and microbes work together in symbiosis the timing of this movement of molecules between organisms is of key importance, because receiving them at the wrong time means that these important resources will not be utilised efficiently. As the world's population continues to grow we will need to produce 60% more food by 2050. Crop yields must increase without increasing expensive and environmentally costly fertiliser application to supply depleted soils with nutrients such as nitrogen and therefore research to understand how resource use can be maximized in plants is crucial.One example is the symbiosis between legumes (peas, beans and lentils for example) and rhizobium, a nitrogen-fixing bacterium. Rhizobium fixes nitrogen from the atmosphere and passes it on to its plant host in the form of nitrate, thus reducing the need for nitrogen fertiliser. Since most soils are nitrogen-poor and the production of nitrogen fertiliser is incredibly energy- and environmentally-expensive, this symbiosis is crucial in agriculture. Legumes are also an important source of dietary protein for both humans and animals. Any way that we can enhance or improve the impact of nodulation would help to make legumes an even more useful crop to help us achieve sustainable ways of producing food.We have discovered that part of the plant circadian clock called CCA1 affects the setting up of this symbiosis. In this project we will identify the specific stages of symbiosis that are affected by the clock. We will test whether the effects of CCA1 are linked to its function in the timing mechanism of the clock, and the role of molecules that might be affected by this. We will also test the role of CCA1 and of plant circadian rhythms in compatibility between the rhizobia symbiont and plant host. Together this research will enable us to design biotechnological treatments to improve nodulation in the future by working with the biological clock of the plant.
植物、动物和微生物的生长和发育受24小时生物钟的控制,这种生物钟被称为生物钟,使它们的活动能够与环境条件的每日变化相协调。生物钟设定了在任何时候有多少重要的分子在细胞和生物体中被制造、使用和移动。当植物和微生物在共生中合作时,分子在有机体之间移动的时机至关重要,因为在错误的时间接收分子意味着这些重要的资源将得不到有效利用。随着世界人口的持续增长,到2050年,我们将需要增加60%的粮食产量。作物产量必须在不增加昂贵和环境代价高昂的化肥的情况下增加,以向枯竭的土壤供应氮素等养分,因此研究如何在植物中最大限度地利用资源是至关重要的。一个例子是豆类(例如豌豆、豆类和小扁豆)与根瘤菌(一种固氮菌)之间的共生。根瘤菌从大气中固定氮素,并以硝酸盐的形式将其传递给植物宿主,从而减少了对氮肥的需求。由于大多数土壤缺氮,生产氮肥的能源和环境成本高得令人难以置信,这种共生关系在农业中至关重要。豆类也是人类和动物饮食蛋白质的重要来源。任何我们可以增强或改善结瘤影响的方法都将有助于使豆类成为一种更有用的作物,以帮助我们实现可持续的食物生产方式。我们发现,植物生物钟CCA1的一部分影响这种共生关系的建立。在这个项目中,我们将确定受时钟影响的共生的特定阶段。我们将测试CCA1的作用是否与其在时钟计时机制中的功能有关,以及可能受此影响的分子的作用。我们还将测试CCA1和植物昼夜节律在根瘤菌共生体和植物寄主之间的兼容性中所起的作用。这项研究将使我们能够设计生物技术处理方法,通过与植物的生物钟合作,改善未来的结瘤。

项目成果

期刊论文数量(8)
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.
The importance of independent replication of treatments in plant science.
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Determinants of Host Range Specificity in Legume-Rhizobia Symbiosis.
  • DOI:
    10.3389/fmicb.2020.585749
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Walker L;Lagunas B;Gifford ML
  • 通讯作者:
    Gifford ML
Plant-Environment Response Pathway Regulation Uncovered by Investigating Non-Typical Legume Symbiosis and Nodulation.
  • DOI:
    10.3390/plants12101964
  • 发表时间:
    2023-05-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Wilkinson H;Coppock A;Richmond BL;Lagunas B;Gifford ML
  • 通讯作者:
    Gifford ML
Plant circadian clock control of Medicago truncatula nodulation via regulation of nodule cysteine-rich peptides.
  • DOI:
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  • 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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  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 63.72万
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