CELLWALL
PLANT-KBBE I


Identifizierung, molekularbiologische Charakterisierung und Modifizierung von Transkriptionsfaktoren und Rezeptorkinasen, die die Zellwandverzuckerung für Bioethanolproduktion erleichtern

Koordinator: Herr Dr. Staffan Persson – ()

Projektbeschreibung

Das Ziel des Projekts ist die Identifizierung von Transkriptionsfaktoren und Proteinkinasen, die den Aufbau der sekundären Zellwand beeinflussen. Wir erwarten, dass damit die Pflanzenbiomasse gezielt erhöht und die Zusammensetzung der Zellwand verändert werden kann, was in Folge auch die industrielle Zuckerverwertung verbessert. WP1: Identifikation von 50 Transkriptionsfaktoren und Proteinkinase,die mit der Sekundärwand assoziert sind. WP2: Generierung, molekularbiologische und genetische Analyse von transgenen Linien (Knock outs, Überexpremierer). Wir haben bereits eine Reihe von Genkandidaten, die auf Transkriptionsebene mit Genen für die Synthese der Sekundärzellwand in Arabidopsis koordiniert sind. WP3: Expressionsanalyse von transgenen Linien. Erstellung eines Expressionsatlas für verschiedene Gewebe von Brachypodium und Arabidopsis mit Hilfe von Affymetrix-Chips erstellen. Die generierten Daten erlauben die Erstellung eines onlinebasierenden und interaktiven Ko-Expressions Netzwerkes, ähnlich wie wir es erst kürzlich für Arabidopsis erstellt haben (http://aranet.mpimp-golm.mpg.de/aranet). Dieses Netzwerk sollte uns die Vorhersage von echten Orthologen von Arabidopsisgenen in Brachypodium erlauben. Wir glauben, dass diese Plattform und die artübergreifende Herangehensweise es uns erlauben wird, weitere Vorhersagen über Funktionen und Beziehungen von orthologen Genen zu treffen. WP5: biochemisch Analyse von mutagenen Linien mit Phänotyp . Wir glauben, dass wir regulatorische Schlüsselfaktoren und ?mechanismen des sekundären Zellwandmetabolismus identifizieren werden, die zur Erhöhung der Biomasse und der effizienteren Verwertbarkeit der produzierten Zellwandzucker genutzt werden können. Die Forschung an der neuen Modellpflanze Brachypodium wird zum Verständnis der Mechanismen für die Synthese der Sekundärzellwand beitragen, wodurch die Zuckerverwertung und die Herstellung von Biokraftstoffen der zweiten Generationen immens vorangetrieben werden kann.


Coordinator: Herr Dr. Staffan Persson – (Institut)

Project description

A major obstacle for development of second generation ligno-cellulosic biofuels, and chemicals, is the recalcitrance of the biomass to conversion into fermentable sugars, referred to as saccharification. One intensively studied way to reduce the recalcitrance to saccharification is by genetically modifying the activity of specific biosynthetic enzymes. However, such alterations are often compensated for by an increase in other cell wall polymers, and may affect plant growth and fitness. This proposal lays the foundation for an alternative, less-explored approach based on targeting the regulation of secondary cell wall deposition. The strategy aims at identifying key transcription factors and protein kinases that regulate specific networks of genes encoding cell wall biosynthetic enzymes, and cell wall proteins in cell types with different secondary cell wall composition. Manipulation of the expression of such regulators should eventually enable the digestibility of biomass feedstocks to be improved by enriching the tissues for secondary cell walls composed of more easily digestible polymers. Two model species will be used;Arabidopsis thaliana and the model energy crop Brachypodium distachyon. This proposal brings together specialists in bioinformatics, genomics, glycobiology, proteomics, cell and developmental biology, and a biotechnology company interested in transferring the knowledge generated in this program to dedicated bio-energy feedstocks.

Teilprojekte

315454
Fördersumme: 747.543,00 €

Laufzeit 30.04. – 29.04.2012