Molecular mechanisms underlying the optimised circadian clock control of Crassulacean acid metabolism

景天酸代谢优化生物钟控制的分子机制

基本信息

  • 批准号:
    2749868
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2022 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

The world is getting hotter and drier due to climate change, and the human population is growing rapidly to the extent that it has been predicted that we will need to increase crop yields by 50 - 70 % by 2050 in order to feed the predicted 9 - 10 billion people. This extra food production has to be achieved using the same land and the same or less fresh water relative to the water used by agriculture today. Achieving such dramatic advances in crop productivity to underpin human food security this century is widely regarded as a key global grand challenge that requires ground-breaking, innovative approaches that "think outside the box". Our research aims to leverage a naturally occurring super-charged adaptation of photosynthesis called Crassulacean acid metabolism (CAM). This adaptation can enhance plant water use efficiency well beyond that of any of today's major food crop species such as rice, wheat or maize, and has, perhaps, even greater utility for feedstock crops for bioenergy and renewable platform chemicals. Through decoding the genomes and transcriptomes of model CAM species in the genus Kalanchoë and undertaking functional genomics research to investigate the function of candidate CAM genes, our work is establishing the minimal parts list for engineering CAM into C3 crops to enhance water use efficiency and photosynthesis. This project will leverage our recent discoveries by exploring the genes involved in CAM using transgenic approaches to switch genes off or on, and/ or explore gene regulation using reporter gene constructs. In particular, we seek to understand how the endogenous circadian clock (the internal timekeeper that organisms use to optimise their biochemistry relative to the daily light/ dark cycle) signals to the CAM system in order to optimize the steps that occur separately both in the dark and the light. This PhD will allow the student to make a key contribution to our understanding of the genetic elements associated with CAM and its optimal temporal regulation. The student will also become accomplished in plant transformation and the techniques required for the detailed molecular, biochemical and physiological characterisation of the generated transgenic lines.The world is getting hotter and drier due to climate change and the human population is growing rapidly to the extent that it has been predicted that we will need to increase crop yields by 50 - 70 % by 2050 in order to feed the predicted 9 - 10 billion people. Our research aims to leverage a naturally occurring super-charged adaptation of photosynthesis called Crassulacean acid metabolism (CAM). This adaptation can enhance plant water use efficiency well beyond that of any of today's major food crop species such as rice, wheat or maize. Through decoding the genomes and transcriptomes of model CAM species in the genus Kalanchoë and undertaking functional genomics research to investigate the function of candidate CAM genes, our work is establishing the minimal parts list for engineering CAM into C3 crops to enhance water use efficiency and photosynthesis. This project will leverage our recent discoveries by exploring the genes involved in CAM using transgenic approaches to switch genes off or on, and/ or explore gene regulation using reporter gene constructs. In particular, we seek to understand how the endogenous circadian clock (the internal timekeeper that organisms use to optimise their biochemistry relative to the daily light/ dark cycle) signals to the CAM system in order to optimize the steps that occur separately both in the dark and the light.
由于气候变化,世界正变得越来越热、越来越干燥,而且人口正在迅速增长,据预测,到2050年,我们需要将粮食产量提高50%至70%,才能养活预计的90亿至100亿人口。与今天的农业用水相比,这种额外的粮食生产必须使用相同的土地和相同或更少的淡水。在作物生产力方面取得如此巨大的进步,以支撑本世纪的人类粮食安全,被广泛认为是一项关键的全球重大挑战,需要突破性的、创新的方法,“跳出框框思考”。我们的研究旨在利用一种自然发生的超强光合作用适应,称为天冬酸代谢(CAM)。这种适应可以提高植物的水分利用效率,远远超过当今任何主要粮食作物物种,如水稻、小麦或玉米,并且可能对生物能源和可再生平台化学品的原料作物有更大的效用。通过对Kalanchoë属CAM模型物种的基因组和转录组进行解码,并开展功能基因组学研究,研究CAM候选基因的功能,建立CAM在C3作物中工程化的最小部件清单,以提高作物的水分利用效率和光合作用。该项目将利用我们最近的发现,通过使用转基因方法来关闭或打开与CAM相关的基因,和/或使用报告基因构建来探索基因调控。特别是,我们试图了解内源性生物钟(生物体用来优化其生物化学相对于每日光/暗周期的内部计时器)如何向CAM系统发出信号,以优化在黑暗和光明中分别发生的步骤。这个博士学位将使学生对我们对与CAM相关的遗传因素及其最佳时间调节的理解做出关键贡献。学生还将完成植物转化和所需的技术详细的分子,生化和生理特性的产生转基因系。由于气候变化,世界变得越来越热,越来越干燥,人口增长迅速,据预测,到2050年,我们需要将粮食产量提高50% - 70%,才能养活预计的90 - 100亿人口。我们的研究旨在利用一种自然发生的超强光合作用适应,称为天冬酸代谢(CAM)。这种适应可以提高植物的水分利用效率,远远超过当今任何主要粮食作物物种,如水稻、小麦或玉米。通过对Kalanchoë属CAM模型物种的基因组和转录组进行解码,并开展功能基因组学研究,研究CAM候选基因的功能,建立CAM在C3作物中工程化的最小部件清单,以提高作物的水分利用效率和光合作用。该项目将利用我们最近的发现,通过使用转基因方法来关闭或打开与CAM相关的基因,和/或使用报告基因构建来探索基因调控。特别是,我们试图了解内源性生物钟(生物体用来优化其生物化学相对于每日光/暗周期的内部计时器)如何向CAM系统发出信号,以优化在黑暗和光明中分别发生的步骤。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

吉治仁志 他: "トランスジェニックマウスによるTIMP-1の線維化促進機序"最新医学. 55. 1781-1787 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等:“转基因小鼠中 TIMP-1 的促纤维化机制”现代医学 55. 1781-1787 (2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
LiDAR Implementations for Autonomous Vehicle Applications
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
生命分子工学・海洋生命工学研究室
生物分子工程/海洋生物技术实验室
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
吉治仁志 他: "イラスト医学&サイエンスシリーズ血管の分子医学"羊土社(渋谷正史編). 125 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等人:“血管医学与科学系列分子医学图解”Yodosha(涉谷正志编辑)125(2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Effect of manidipine hydrochloride,a calcium antagonist,on isoproterenol-induced left ventricular hypertrophy: "Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,K.,Teragaki,M.,Iwao,H.and Yoshikawa,J." Jpn Circ J. 62(1). 47-52 (1998)
钙拮抗剂盐酸马尼地平对异丙肾上腺素引起的左心室肥厚的影响:“Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:

的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('', 18)}}的其他基金

An implantable biosensor microsystem for real-time measurement of circulating biomarkers
用于实时测量循环生物标志物的植入式生物传感器微系统
  • 批准号:
    2901954
  • 财政年份:
    2028
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Exploiting the polysaccharide breakdown capacity of the human gut microbiome to develop environmentally sustainable dishwashing solutions
利用人类肠道微生物群的多糖分解能力来开发环境可持续的洗碗解决方案
  • 批准号:
    2896097
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
A Robot that Swims Through Granular Materials
可以在颗粒材料中游动的机器人
  • 批准号:
    2780268
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Likelihood and impact of severe space weather events on the resilience of nuclear power and safeguards monitoring.
严重空间天气事件对核电和保障监督的恢复力的可能性和影响。
  • 批准号:
    2908918
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Proton, alpha and gamma irradiation assisted stress corrosion cracking: understanding the fuel-stainless steel interface
质子、α 和 γ 辐照辅助应力腐蚀开裂:了解燃料-不锈钢界面
  • 批准号:
    2908693
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Field Assisted Sintering of Nuclear Fuel Simulants
核燃料模拟物的现场辅助烧结
  • 批准号:
    2908917
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Assessment of new fatigue capable titanium alloys for aerospace applications
评估用于航空航天应用的新型抗疲劳钛合金
  • 批准号:
    2879438
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Developing a 3D printed skin model using a Dextran - Collagen hydrogel to analyse the cellular and epigenetic effects of interleukin-17 inhibitors in
使用右旋糖酐-胶原蛋白水凝胶开发 3D 打印皮肤模型,以分析白细胞介素 17 抑制剂的细胞和表观遗传效应
  • 批准号:
    2890513
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
CDT year 1 so TBC in Oct 2024
CDT 第 1 年,预计 2024 年 10 月
  • 批准号:
    2879865
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Understanding the interplay between the gut microbiome, behavior and urbanisation in wild birds
了解野生鸟类肠道微生物组、行为和城市化之间的相互作用
  • 批准号:
    2876993
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship

相似国自然基金

Exploring the Intrinsic Mechanisms of CEO Turnover and Market
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    万元
  • 项目类别:
    外国学者研究基金
Exploring the Intrinsic Mechanisms of CEO Turnover and Market Reaction: An Explanation Based on Information Asymmetry
  • 批准号:
    W2433169
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    万元
  • 项目类别:
    外国学者研究基金项目
Erk1/2/CREB/BDNF通路在CSF1R相关性白质脑病致病机制中的作用研究
  • 批准号:
    82371255
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Foxc2介导Syap1/Akt信号通路调控破骨/成骨细胞分化促进颞下颌关节骨关节炎的机制研究
  • 批准号:
    82370979
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
MYRF/SLC7A11调控施万细胞铁死亡在三叉神经痛脱髓鞘病变中的作用和分子机制研究
  • 批准号:
    82370981
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Idh3a作为线粒体代谢—表观遗传检查点调控产热脂肪功能的机制研究
  • 批准号:
    82370851
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
小脑浦肯野细胞突触异常在特发性震颤中的作用机制及靶向干预研究
  • 批准号:
    82371248
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    47.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
声致离子电流促进小胶质细胞M2极化阻断再生神经瘢痕退变免疫机制
  • 批准号:
    82371973
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
GREB1突变介导雌激素受体信号通路导致深部浸润型子宫内膜异位症的分子遗传机制研究
  • 批准号:
    82371652
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    45.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
用于小尺寸管道高分辨成像荧光聚合物点的构建、成像机制及应用研究
  • 批准号:
    82372015
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Collaborative Research: Molecular Mechanisms Underlying Repeated Evolution: Integrating Micro- and Macroevolutionary Analyses and Functional Genomics
合作研究:重复进化的分子机制:整合微观和宏观进化分析和功能基因组学
  • 批准号:
    2316783
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Elucidating the Molecular Mechanisms Underlying Sex-Specific Regulation of Energy Metabolism through NUCB1 in Drosophila melanogaster
阐明黑腹果蝇中通过 NUCB1 进行能量代谢的性别特异性调节的分子机制
  • 批准号:
    490373
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Operating Grants
Molecular Mechanisms Underlying Pluripotency in Fully Differentiated Plant Cells
完全分化植物细胞多能性的分子机制
  • 批准号:
    23K14217
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Molecular mechanisms underlying divergent incretin receptor responses in alpha versus beta cells
α细胞与β细胞中肠促胰岛素受体反应不同的分子机制
  • 批准号:
    MR/X021467/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
Molecular mechanisms underlying optimal glucocorticoid therapy for vocal fold disease
声带疾病最佳糖皮质激素治疗的分子机制
  • 批准号:
    10647027
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Deciphering molecular genetic mechanisms underlying chromatin interactions
破译染色质相互作用的分子遗传机制
  • 批准号:
    DE220101210
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Early Career Researcher Award
Molecular mechanisms underlying high-affinity and isotype switched antibody responses
高亲和力和同种型转换抗体反应的分子机制
  • 批准号:
    479363
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Operating Grants
Elucidating Molecular Mechanisms Underlying Cooperation in Animal-Bacterial Symbioses
阐明动物-细菌共生合作的分子机制
  • 批准号:
    10711795
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Elucidation of molecular mechanisms underlying the flexibility of the comprehensive maintenance system of mature cell functions.
阐明成熟细胞功能综合维持系统灵活性的分子机制。
  • 批准号:
    23K05742
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Cellular energy mechanisms through molecular condensation underlying macrophage efferocytosis in hypoxic envrionments
缺氧环境中巨噬细胞胞吞作用下分子凝聚的细胞能量机制
  • 批准号:
    23K19488
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了