Projektbeschreibung
Fortgeschrittene Gentechnik bei Pflanzen
Gentechnisch optimierte Nutzpflanzen wurden gentechnisch so verändert, dass sie bestimmte erwünschte Eigenschaften aufweisen, z. B. eine erhöhte Resistenz gegen Schädlinge, Krankheiten oder Umweltstress, einen verbesserten Nährstoffgehalt und höhere Ernteerträge. Sie haben zwar Debatten über Sicherheits- und Umweltbedenken ausgelöst, doch bieten gentechnisch optimierte Nutzpflanzen auch potenzielle Vorteile bei der Bewältigung von Problemen der Ernährungssicherheit und der Verringerung des Bedarfs an schädlichen Pestiziden. Ziel des vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts GENEVOSYN ist es, neue Technologien und Methoden für die Gentechnik bei Nutzpflanzen zu erschließen. Diese Methoden werden sowohl synthetische als auch natürlich verfügbare Genome nutzen, um neue Nutzpflanzenarten zu schaffen und bestehende Pflanzen zu verbessern und so den Weg für die Nutzung von Nutzpflanzen in verschiedenen Anwendungen zu ebnen.
Ziel
GENEVOSYN has three highly ambitious objectives that will enable the engineering of new generations of crop plants. The project consists of three complementary workpackages (WPs) and will use both synthetic genomes and naturally available genomes as raw material for novel biotechnology and synthetic biology approaches. It will employ experimental gene and genome transfer as well as recently discovered natural (horizontal) genome transfer processes to generate new crop varieties and species. In WP1, the plastid (chloroplast) will be developed as a highly efficient platform for synthetic biology applications in plants. This will be accomplished by pursuing bottom-up and top-down synthetic biology approaches. They include the construction of large synthetic multigene operons towards introducing new complex metabolic pathways into plants, and the design, synthesis, assembly and booting up of radically redesigned synthetic genomes that ultimately will allow us to expand the genetic code and thereby the amino acid repertoire of plant cells. In WP2, GENEVOSYN aims at developing a technology for mitochondrial genome engineering in plants. The possibility to alter the genetic information in plant mitochondria by transformation would revolutionize both basic and applied research on plant mitochondria, and pave the way to harnessing the enormous potential of mitochondrial biotechnology. Finally, WP3 will exploit recently discovered horizontal genome transfer processes for the creation of novel crop species and the improvement of existing ones. To this end, we will use grafting-assisted horizontal genome transfer between crop species in the nightshade family (Solanaceae) to (i) generate new combinations of nuclear and plastid genomes and determine the impact of the plastid genome and specific plastid genes on plant growth and stress tolerance, and (ii) produce novel (synthetic) species that arise from the combination of entire nuclear genomes of existing species.
Wissenschaftliches Gebiet
- natural sciencesbiological sciencessynthetic biology
- agricultural sciencesagriculture, forestry, and fisheriesagriculture
- natural scienceschemical sciencesorganic chemistryamines
- natural sciencesbiological sciencesgeneticsgenomes
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomoleculesproteinsenzymes
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-ADG - Advanced GrantGastgebende Einrichtung
80539 Munchen
Deutschland