Description: Pflanzen produzieren eine große Zahl an primären und spezialisierten Metaboliten, welche zum Teil über die Wurzel in die Erde abgegeben werden. Diese Metaboliten beeinflussen andere in der Erde lebenden Organismen, inklusive Tiere, Pflanzen oder Mikroben. Mikroben reagieren besonders empfindlich auf die Menge und das Verhältnis pflanzlicher Metabolite in ihrer Umgebung, da die Anwesenheit dieser Metabolite typischerweise auf die Gegenwart eines möglichen Wirts und dessen physiologischen Zustand hinweist. Allerdings scheiden Pflanzen auch Metabolite aus, die das Wachstum von anderen Organismen behindern, z.B. als spezifische Antibiotika wirken und unter Umständen sogar das Wachstum anderer Pflanzen hemmen. Vom Standpunkt einer Pflanze sind fremde Metabolite potentielle Xenobiotika, im Falle einer wachstumshemmenden Wirkung werden sie auch als Allelochemikalien bezeichnet. Süßgräßer, zu denen auch wichtige Nutzpflanzen wie Mais, Gerste und Weizen gehören, stellen eine spezielle Klasse von spezialisierten Metaboliten her: die Benzoxazinoide. Benzoxazinoide sind Allelochemikalien und haben einen starken und nachhaltigen Einfluss auf Bodenbakterien, welche wiederum die Entwicklung nachfolgender Pflanzengenerationen beeinflussen.In Rahmen dieses Projekts wird untersucht, wie Benzoxazinoide die Zusammensetzung der bakteriellen Gemeinschaft auf Pflanzenwurzeln beeinflussen und wie diese Veränderungen wiederum den Phänotyp der Wirtspflanze beeinflussen. Das Ziel ist es, die genetischen Komponenten zu identifizieren und zu charakterisieren, die die spezifische Antwort in einzelnen Bakterienstämmen auf die Gegenwart von Benzoxazinoiden determinieren. Darüber hinaus wird untersucht, wie sich diese Gene auf die Zusammensetzung von bakteriellen Gemeinschaften auswirken, die sich an und auf Wurzeln etablieren, wenn diese Gemeinschaften Benzoxazinoiden ausgesetzt werden. Hierzu werden metagenomische und andere molekularbiologische Analysen durchgeführt, um zu ergründen wie sich Veränderungen in der Zusammensetzung dieser Gemeinschaften auf die Entwicklung von Pflanzen auswirken.
Types:
SupportProgram
Origins:
/Bund/UBA/UFORDAT
Tags:
Antibiotikum
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Gerste
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Weizen
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Repellent
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Mais
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Bodenbakterien
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Nutzpflanze
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Phytophagen
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Pflanzensamen
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Wirtspflanze
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Pflanzenwurzel
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Pflanzengesellschaft
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Xenobiotikum
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Mikroorganismen
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Pflanze
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Lebewesen
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Chemical Ecology
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Microbiomes of Plant Systems
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Mikrobiome pflanzlicher Systeme
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Organismic Interactions
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Organismische Interaktionen
?
chemische Ökologie
?
Region:
Bavaria
Bounding boxes:
11.5° .. 11.5° x 49° .. 49°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Organisations
Time ranges:
2021-01-01 - 2025-12-31
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: Sub project: Genetics of bacterial community response to plant metabolites and consequences for plant growth
Description: Via their roots, plants release a substantial number and total amount of primary and specialized metabolites into the surrounding soil, where they can affect animals, plants, and microbes. Many soil-dwelling microbes, particularly those associating with plants, respond highly sensitively to qualitative and quantitative fluctuations in plant-derived metabolites, as these compounds indicate the presence or the physiological status of a putative host. Conversely, some of the released metabolites inhibit the growth of certain microbes, acting as specific antibiotics; some can even affect the growth of nearby plants. From the perspective of a non-synthesizing plant or microbe, foreign plant-derived metabolites constitute xenobiotics (in such a context also referred to as allelochemicals). Benzoxazinoids are a class of multi-functional plant metabolites that exist in many grass species, including important crops such as wheat, maize, or rye. These metabolites are highly bioactive, acting for example as herbivore repellents and iron chelators. Most importantly in the context of the present proposal, benzoxazinoids have been shown to have lasting effects on soil bacteria, which still impacts plants grown in the same soil weeks or even months later.The broader goal of this project is to understand how plant-derived xenobiotics affect root-colonizing microbes and how this in turn impacts plant phenotype and plant fitness. Using benzoxazinoids as a case study, we combine metagenomic and molecular genetic approaches to identify the bacterial genetic components that drive the specific response to benzoxazinoids in individual microbes and microbial communities, and to characterize their contribution to plant-microbiome feedback relationships.The goal of this project is to uncover how benzoxazinoids affect bacteria and their capacity to colonize plant roots, and how benzoxazinoid-mediated alterations in colonization ultimately influence plant phenotype and fitness. By combining metagenomic and molecular genetic approaches, we aim to identify the bacterial genetic components that drive the specific response to benzoxazinoids in individual microbes and microbial communities and to characterize their contribution to plant-microbiome feedback relationships.
https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1140481
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