Steigerung der landwirtschaftlichen Erträge durch Formiat Produktion und Assimilation durch optimierte Synthesewege
Koordinator: Herr Dr. Arren Bar-Even – (Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie)
Projektbeschreibung
Um die Effizienz der Kohlenstofffixierung in Pflanzen zu erhöhen, schlagen wir hier eine neue Strategie vor, die ohne eine direkte Veränderung des Calvin Zyklus oder seiner Enzyme auskommt. Anstelle der Modifikation des Calvin Zyklus arbeiten wir an komplementären Stoffwechselwegen der Kohlenstofffixierung, um den Calvin Zyklus zu unterstützen. In diesem einzigartigen Ansatz werden wir uns das niedrige Reduktionspotential in illuminierten Chloroplasten zunutze machen, um CO2 zu Formiat zu reduzieren und Formiat anschließend zu assimilieren. Neben der erhöhten Kohlenstoffassimilierungsrate wird die Biosynthese und Assimilierung von Formiat auch als Redox-Abfluss dienen, welcher unter Starklichtbedingungen die akkumulierende Reduktionsenergie verwertet. Deshalb erwarten wir, dass unsere synthetischen Stoffwechselwege dazu beitragen, das Pflanzenwachstum zu unterstützen, was zum einen durch eine Verringerung der Photoinhibition und zum anderen durch die Erhöhung der der Kohlenstofffixierung erreicht wird.
Increasing agricultural yield through formate production and assimilation via optimized synthetic pathways
Coordinator: Herr Dr. Arren Bar-Even – (Institut)
Project description
To increase the efficiency of carbon fixation in plants, we propose a novel strategy that avoids the need to directly change the Calvin Cycle and its enzymes. Instead of replacing the Calvin Cycle, we will engineer complementary carbon fixation routes that will support the Calvin Cycle activity and thereby plant productivity. In this unique, truly innovative approach to increase carbon fixation efficiency, we will take advantage of the low reduction potential existing in illuminated chloroplasts to introduce a supplementary reduction of CO2 to formate, followed by formate assimilation. Apart from supporting increased carbon fixation rate, formate biosynthesis and assimilation will serve as a redox sink that dissipates excess reducing power accumulating under strong illumination conditions. As such, our synthetic routes are expected to benefit plant growth both by reducing photoinhibition and by enhancing carbon fixation.
Teilprojekte
Laufzeit 01.10.2016 – 31.12.2019
Herr Dr. Arren Bar-Even
Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie
Tel: +49 331 567 8910
Laufzeit 01.10.2016 – 31.12.2019
Herr Apl. Prof. Dr. Martin Hagemann
Universität Rostock
Tel: (0)381-498-6113
Laufzeit 01.10.2016 – 31.12.2020
Herr Prof. Dr. Andreas Weber
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
Tel: +49 211 81-12347
Laufzeit 01.10.2016 – 31.03.2020
Herr Dr. Tobias J. Erb
Max-Planck-Institut für Terrestrische Mikrobiologie
Tel: 06421 178 426