BOKU - Universität für Bodenkultur Wien - Forschungsinformationssystem
Wanted: Micronutrients! Phytosiderophore-mediated acquisition strategies in grass crops (ERC Stg Grant 801954)
- Projektleitung
- Oburger Eva, Projektleiter/in
- Laufzeit:
- 01.03.2019-28.02.2025
- Programm:
- Horizon 2020 - Excellent Science - ERC Starting Grant (StG)
- Art der Forschung
- Grundlagenforschung
- Projektpartner*innen
-
Technische Universität Wien, 1040 Wien, Österreich.
Kontaktperson: Christian Stanetty;
Funktion des Projektpartners: Partner -
Universität Wien, 1010 Wien, Österreich.
Kontaktperson: Dagmar Woebken;
Funktion des Projektpartners: Partner
- Mitarbeiter*innen
- Hann Stephan, Sub-Projektleiter/in
- Hauser Marie-Theres, Projektmitarbeiter/in
- Watzinger Andrea, Projektmitarbeiter/in
- Tognacchini Alice, Projektmitarbeiter/in
- Aleksza David, Projektmitarbeiter/in
- Kloimböck Tobias, Projektmitarbeiter/in (bis 31.12.2021)
- Otxandorena-Ieregi Uxue, Projektmitarbeiter/in
- Beteiligte BOKU-Organisationseinheiten
- Institut für Analytische Chemie (DCH/AC)
- Institut für Bodenforschung
- Institut für Molekulare Pflanzenbiologie
- Gefördert durch
- Europäische Kommission / European Commission, Rue de la Loi, Brussels, Europäische Union
- Abstract
- Die Bekämpfung von Mangelernnährung, insbesondere von Mikronährstoffen wie Eisen, Zink und Kupfer, ist eine der größten Herausforderungen der Menschheit. Die Züchtung von Kulturpflanzen mit erhöhtem Mikronährstoffgehalt gilt als einer der nachhaltigsten und kosten-effizientesten Ansätze um Mangelernährung weltweit zu lindern. Fundiertes Wissen über pflanzenphysiologische Mechanismen der Mirkonährstoffaufnahme und die zusammenhängenden Prozesse im Boden ist daher von zentraler Bedeutung um den Mikronähstofgehalt in Kulturpflanzen zu erhöhen. Die Eisenaufnahme von Gräsern, wie z.B. Mais, Weizen, Gerste, Reis, etc., basiert auf der Wurzelausscheidung und Wiederaufnahme von aminosäure-ähnlichen Substanzen, so genannten Phytosiderophoren, die in der Bodenlösung stabile Komplexverbindungen mit Eisen, aber auch mit anderen Mikronährstoffen wie Zink und Kupfer eingehen. Im Gegensatz zu Eisen ist die Bedeutung des Phytosiderophoren-Aufnahme-Systems für Zink und Kupfer, insbesondere unter nährstoffarmen Wachstumsbedingungen, noch weitgehend unerforscht. Phytosiderophore sind nicht kommerziell erhältlich, was die Forschungsarbeit auf diesem Gebiet erschwert. Zusätzlich ist die Phytosiderophoren-Forschung der Vergangenheit von künstlichen Wachstumsbedingungen in Nährlösungskulturen geprägt. Bis heute sind nur wenige Informationen über quantitative Flüsse, molekulare Mechanismen der Pflanzen, sowie über die Dynamk der involvierten geochemischen und mikrobiologischen Prozesse im Boden vorhanden.
Ziel dieses Projektes ist es, die zugrunde liegenden Mechanismen der Phytosiderophor-basierten Mikronährstoffaufnahme von Gerste, einer der weltweit wichtigsten Kulturpflanzen, unter Zink-, Kupfer-, und als Referenz Eisenmangel, im Boden zu erforschen. Gemeinsam mit meinem Team werde ich die Phytosiderophorenausscheidung nicht nur mit tradtitonellen Nährlösungstechniken untersuchen, sondern vorwiegend neue Beprobungsmethoden im Boden anwenden und mit modernen molekularbiologischen Analysen kombinieren, um die Reaktionen auf die unterschiedlichen Wachstumsbedingungen zu bestimmen und zu vergleichen. Die Implementierung einer einheitlichen, chemischen Synthese aller bekannter Phytosiderophore wird uns zusätzlich ermöglichen, wichtige biogeochemische Prozesse, wie z.B. Bildung der Phytosiderophore-Metal Komplexe, Sorption, und mikrobieller Abbau, im Boden genau zu bestimmen.
Mit Hilfe unseres integrativen Ansatzes werden wir in diesem Projekt die methodischen Einschränkungen der Vergangenheit überwinden und neue Erkenntnisse über die Rolle von Phytosiderophoren in der Mirkonährstoffaufname von Gräsern gewinnen. Erlangtes Wissen wird einen wichtigen Beitrag zur Züchtung von Mirkonährstoff-reichen Kulturpflanzen leisten und damit helfen, die Mikronährstoffversorgung der Weltbevölkerung zu verbessern.
- Schlagworte
- Analytische Chemie; Organische Chemie; Molekularbiologie; Pflanzenernährung; Bodenkunde;
- Boden; Gerste (Hordeum vulgare); Mikronährstoffmangel (Fe, Zn, Cu); Phytosiderophore; Wurzelexsudate;
- Publikationen
- Vorträge
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E Oburger1, DL Jones2 (2019): Sampling root exudates - mission impossible.
Rhizosphere 5, 7.-11.07.2019, Saskatoon, Saskatchewan, Canada