Eine trockenheitstolerante synthetische Bakteriengemeinschaft für Gerste

• Antragsteller: Professor Dr. Mika Tarkka
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie ; Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie ; Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Agrartechnik
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 466312020

Dürreereignisse werden in ihrer Häufigkeit und Intensität zunehmen und damit zunehmend zu einer Herausforderung für die landwirtschaftliche Produktion. Es ist hinreichend bekannt, dass Pflanzen auf Trockenheit mit Veränderungen im pflanzenassoziierten Mikrobiom reagieren und das angepasste Mikrobiom so zur Steigerung der Pflanzenfitness beitragen kann. Das vorgeschlagene Projekt untersucht Wechselwirkungsmechanismen zwischen synthetischen bakteriellen Gemeinschaften und Gerste unter Trockenstress. Dabei stehen bakterielle und pflanzliche Genexpressionen, sowie Messungen der Trockentoleranz der Gerste im Vordergrund. Obwohl dieses Projekt nicht Teil des ursprünglichen DECRyPT-Konsortiums ist, haben wir durch umfangreiche Vorarbeiten einen Stand erreicht, der als Grundlage für die folgende angewandte Phase des Schwerpunktprogramms dienen soll. Im Detail, baut unsere Projekt auf eine Sammlung von 16 genomsequenzierten und funktionell charakterisierten, trockenheitstoleranten Bakterien-Isolaten auf (DT-SynCom). Die Anreicherung dieser Bakterien in der Rhizosphäre von Gerste, als Reaktion auf Trockenheit, konnte durch Amplikon-Sequenzierungsanalysen eines Feld- und eines Topfversuchs nachgewiesen werden. Zunächst wird der Einfluss der Bakterien auf das Wachstum und die Trockentoleranz der Gerste untersucht, und mit der bakteriellen und pflanzlichen Genexpression abgeglichen. Anschließend soll der Einfluss anderer Gerste-assoziierter Bakterien (HvSynCom) und eines trockenheitstoleranten Wirtsgenotyps auf die Leistung des DT-SynCom untersucht werden. Im Weiteren, sollen die Reaktionen des Gerste-DT-SynCom-Systems auf abiotische Faktoren, in Form von zwei verschiedenen Böden und Bewässerungssystemen, sowie auf Umgebungstemperaturen analysiert werden. Schließlich soll in kollaborativen Experimenten untersucht werden, wie die DT-SynCom eine pflanzenfördernde Interaktion von Gerste mit einem pilzlichen Wurzelendophyten beeinflusst, und ob die DT-SynCom eine lokale oder systemische Krankheitsresistenz unter Trockenheits- oder Kontrollbedingungen induziert. Dieses Projekt soll zu einem besseren mechanistischen Verständnis der Interaktionen zwischen diesen Bakterien und Gerste beitragen, insbesondere die Wechselwirkungen im Wurzelraum mit der DT-SynCom und die

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2125: Dekonstruktion und Rekonstruktion der pflanzlichen Mikrobiota "DECRyPT"
• Mitverantwortliche: Dr. Anna Heintz-Buschart; Dr. Thomas Reitz