PLANT BREEDING RESEARCH

FormatPlant

Steigerung der landwirtschaftlichen Erträge durch Formiat Produktion und Assimilation durch optimierte Synthesewege

Koordinator: 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.

(english (Beta))

Increasing agricultural yield through formate production and assimilation via optimized synthetic pathways

Projektbeschreibung (en)

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.

Eckdaten

PLANT BREEDING RESEARCH

FormatPlant

Projektlaufzeit

01.10.2016 - 30.09.2019

Förderkennzeichen

031B0194 (A-D)

Fördersumme

Öffentlich: 1.292.783,00 €
Privat: 0,00 €
Gesamt: 1.292.783,00 €
Herr Dr. Arren Bar-Even
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Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie

Am Mühlenberg 1
14476 Potsdam
Deutschland
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Herr Dr. Tobias J. Erb
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Max-Planck-Institut für Terrestrische Mikrobiologie

Karl-von-Frisch-Straße 10 D
35043 Marburg
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Herr Apl. Prof. Dr. Martin Hagemann
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Universität Rostock
Institut für Biowissenschaften

Albert-Einstein-Str. 3
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Herr Prof. Dr. Andreas Weber
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Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Universitätsstraße 1
40225 Düsseldorf
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