NEW BIOTECHNOLOGY TOOLS TO IMPROVE THE PRODUCTION AND STORAGE OF VITAMINS TO AND IN VEGETABLE CELLS (Q3183811)
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Project Q3183811 in Spain
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | NEW BIOTECHNOLOGY TOOLS TO IMPROVE THE PRODUCTION AND STORAGE OF VITAMINS TO AND IN VEGETABLE CELLS |
Project Q3183811 in Spain |
Statements
157,300.0 Euro
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314,600.0 Euro
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50.0 percent
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1 January 2018
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31 December 2020
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CENTRO DE INVESTIGACION EN AGRIGENOMICA
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41°29'27.71"N, 2°8'15.00"E
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08266
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UN OBJETIVO ESTRATEGICO CLAVE PARA CONSEGUIR UNA NUTRICION OPTIMA Y UNA DIETA MAS SALUDABLE ES ENRIQUECER LOS PRODUCTOS AGRICOLAS EN METABOLITOS BIOACTIVOS QUE PROMUEVEN LA SALUD. SIN EMBARGO, LOS ABORDAJES DE MEJORAMIENTO GENETICO Y BIOTECNOLOGICO ENCAMINADOS A AUMENTAR LA PRODUCCION Y ACUMULACION DE FITONUTRIENTES EN CULTIVOS SON AUN INCIPIENTES, EN PARTE DEBIDO A UN CONOCIMIENTO LIMITADO DE COMO SE REGULA EL METABOLISMO VEGETAL. EL PROYECTO QUE PROPONEMOS DESARROLLAR SE BASA EN NUESTRO TRABAJO PREVIO SOBRE ISOPRENOIDES PLASTIDICOS DE INTERES NUTRICIONAL COMO LOS CAROTENOIDES (PRO-VITAMINA A) Y LOS TOCOFEROLES (VITAMINA E). UNA DE LAS PRINCIPALES CONCLUSIONES DE ESTE TRABAJO ES QUE LA MEJORA DE LOS NIVELES DE ESTOS FITONUTRIENTES EN PRODUCTOS VEGETALES DEBE TENER EN CUENTA TANTO SU BIOSINTESIS COORDINADA (ES DECIR, EL AUMENTO DEL FLUJO MANTENIENDO EL EQUILIBRIO METABOLICO) COMO SU ALMACENAMIENTO EN ESTRUCTURAS APROPIADAS. NUESTRO PRIMER OBJETIVO (1) SE CENTRA EN MEJORAR LA BIOSINTESIS INVESTIGANDO LA RELEVANCIA DE LA RESPIRACION MITOCONDRIAL PARA EL SUMINISTRO DE CARBONO Y ENERGIA A LOS PLASTOS (1.1) Y LA REGULACION DEL FLUJO METABOLICO A CAROTENOIDES Y TOCOFEROLES POR ENZIMAS QUE CATALIZAN ETAPAS LIMITANTES (1.2) O RAMIFICACIONES (1.3) DE LAS VIAS BIOSINTETICAS. PARA ESTE OBJETIVO UTILIZAREMOS EL TOMATE (SOLANUM LYCOPERSICUM) COMO CULTIVO MODELO. EL SEGUNDO OBJETIVO (2) TRATA DE MEJORAR LA CAPACIDAD DE LAS CELULAS VEGETALES PARA ALMACENAR ESTOS METABOLITOS LIPOFILICOS. UTILIZAREMOS HERRAMIENTAS MOLECULARES DESARROLLADAS EN NUESTRO LABORATORIO EN ARABIDOPSIS THALIANA, NICOTIANA BENTHAMIANA Y TABACO (N. TABACUM) PARA MANIPULAR LA IDENTIDAD DE LOS CLOROPLASTOS (2.1), PROMOVER SU DIFERENCIACION EN CROMOPLASTOS (2.2) E INDUCIR LA PROLIFERACION DE VESICULAS MEMBRANOSAS DERIVADAS DEL RETICULO ENDOPLASMATICO, CREANDO ASI UN NUEVO SUMIDERO EXTRAPLASTIDICO PARA EL ALMACENAMIENTO DE ISOPRENOIDES (2.3). POR LO TANTO, ESTA INVESTIGACION ABORDA RETOS SOCIALES RELACIONADOS CON EL CONTENIDO NUTRICIONAL DE LOS ALIMENTOS VEGETALES Y LA PRODUCCION DE METABOLITOS ECONOMICAMENTE RELEVANTES EN PLANTAS (BIOFACTORIAS). (Spanish)
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ENRICHING AGRICULTURAL PRODUCTS IN HEALTH-PROMOTING BIOACTIVE METABOLITES IS A MAJOR STRATEGIC GOAL TO ACHIEVE OPTIMAL NUTRITION AND A HEALTHIER DIET. YET BREEDING AND BIOTECHNOLOGICAL APPROACHES AIMED TO BOOST THE PRODUCTION AND ACCUMULATION OF PHYTONUTRIENTS IN CROPS IS STILL IN ITS INFANCY, IN PART DUE TO OUR LIMITED KNOWLEDGE OF HOW PLANT METABOLISM IS REGULATED. THE PROJECT THAT WE PROPOSE TO DEVELOP HERE BUILDS UP ON OUR PREVIOUS WORK ON PLASTIDIAL ISOPRENOIDS OF NUTRITIONAL INTEREST SUCH AS CAROTENOIDS (PRO-VITAMIN A) AND TOCOPHEROLS (VITAMIN E). ONE OF THE MAJOR CONCLUSIONS OF THIS WORK IS THAT ENHANCING THE LEVELS OF THESE PLASTID-LOCALIZED PHYTONUTRIENTS IN PLANT-DERIVED PRODUCTS SHOULD TAKE INTO ACCOUNT BOTH THEIR COORDINATED BIOSYNTHESIS (I.E. INCREASING METABOLIC FLUX WHILE MAINTAINING METABOLIC BALANCE) AND THEIR STORAGE IN APPROPRIATE STRUCTURES. OUR FIRST OBJECTIVE (1) FOCUSES ON IMPROVING BIOSYNTHESIS BY INVESTIGATING THE RELEVANCE OF MITOCHONDRIAL RESPIRATION FOR THE SUPPLY OF CARBON AND ENERGY TO THE PLASTID (1.1) AND THE CONTROL OF METABOLIC FLUX TO CAROTENOIDS AND TOCOPHEROLS BY STRATEGIC ENZYMES CONTROLLING RATE-LIMITING (1.2) OR BRANCHING (1.3) STEPS. FOR THIS OBJECTIVE WE WILL USE TOMATO (SOLANUM LYCOPERSICUM) AS A MODEL CROP. THE SECOND OBJECTIVE (2) DEALS WITH ENHANCING THE CAPACITY OF PLANT CELLS TO STORE THESE LIPOPHILIC METABOLITES. WE WILL USE MOLECULAR TOOLS DEVELOPED IN OUR LAB IN ARABIDOPSIS THALIANA, NICOTIANA BENTHAMIANA AND TOBACCO (N. TABACUM) TO MANIPULATE CHLOROPLAST IDENTITY (2.1), TO PROMOTE THEIR DIFFERENTIATION INTO CHROMOPLASTS (2.2), AND TO INDUCE THE PROLIFERATION OF MEMBRANOUS VESICLES DERIVED FROM THE ENDOPLASMIC RETICULUM IN ORDER TO CREATE A NEW EXTRAPLASTIDIAL SINK FOR ISOPRENOID STORAGE (2.3). THIS RESEARCH HENCE ADDRESSES SOCIETAL CHALLENGES RELATED TO THE NUTRITIONAL CONTENT OF PLANT-DERIVED FOODS AND THE PRODUCTION OF ECONOMICALLY-RELEVANT METABOLITES IN PLANT BIOFACTORIES. (English)
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UN OBJECTIF STRATÉGIQUE CLÉ POUR PARVENIR À UNE NUTRITION OPTIMALE ET À UNE ALIMENTATION PLUS SAINE EST D’ENRICHIR LES PRODUITS AGRICOLES EN MÉTABOLITES BIOACTIFS QUI FAVORISENT LA SANTÉ. TOUTEFOIS, LES APPROCHES D’AMÉLIORATION GÉNÉTIQUE ET BIOTECHNOLOGIQUE VISANT À ACCROÎTRE LA PRODUCTION ET L’ACCUMULATION DE PHYTONUTRIMENTS DANS LES CULTURES SONT ENCORE À L’ORIGINE, EN PARTIE EN RAISON DU MANQUE DE CONNAISSANCES SUR LA FAÇON DONT LE MÉTABOLISME DES PLANTES EST RÉGLEMENTÉ. LE PROJET QUE NOUS PROPOSONS DE DÉVELOPPER EST BASÉ SUR NOS TRAVAUX ANTÉRIEURS SUR LES ISOPRÉNOÏDES PLASTIDICOS D’INTÉRÊT NUTRITIONNEL TELS QUE LES CAROTÉNOÏDES (PRO-VITAMINE A) ET LES TOCOPHÉROLS (VITAMINE E). L’UNE DES PRINCIPALES CONCLUSIONS DE CES TRAVAUX EST QUE L’AMÉLIORATION DES NIVEAUX DE CES PHYTONUTRIMENTS DANS LES PRODUITS VÉGÉTAUX DEVRAIT TENIR COMPTE À LA FOIS DE LEUR BIOSYNTHÈSE COORDONNÉE (E.I. AUGMENTATION DU DÉBIT TOUT EN MAINTENANT L’ÉQUILIBRE MÉTABOLIQUE) ET DE LEUR STOCKAGE DANS DES STRUCTURES APPROPRIÉES. NOTRE PREMIER OBJECTIF (1) EST D’AMÉLIORER LA BIOSYNTHÈSE EN ÉTUDIANT LA PERTINENCE DE LA RESPIRATION MITOCHONDRIALE POUR L’APPROVISIONNEMENT EN CARBONE ET EN ÉNERGIE DES PLAQUES (1.1) ET LA RÉGULATION DU DÉBIT MÉTABOLIQUE VERS LES CAROTÉNOÏDES ET LES TOCOPHÉROLS PAR DES ENZYMES QUI CATALYSENT LES STADES LIMITATIFS (1.2) OU LES RAMIFICATIONS (1.3) DES VOIES BIOSTHETIC. À CETTE FIN, NOUS UTILISERONS LA TOMATE (SOLANUM LYCOPERSICUM) COMME CULTURE MODÈLE. LE DEUXIÈME OBJECTIF (2) VISE À AMÉLIORER LA CAPACITÉ DES CELLULES VÉGÉTALES À STOCKER CES MÉTABOLITES LIPOPHILIQUES. NOUS UTILISERONS DES OUTILS MOLÉCULAIRES DÉVELOPPÉS DANS NOTRE LABORATOIRE EN ARABIDOPSIS THALIANA, NICOTIANA BENTHAMIANA ET LE TABAC (N. TABACUM) POUR MANIPULER L’IDENTITÉ DES CHLOROPLASTES (2.1), PROMOUVOIR LEUR DIFFÉRENCIATION DANS LES CHROMOPLASTES (2.2) ET INDUIRE LA PROLIFÉRATION DE VESICULAS MEMBRANAIRES DÉRIVÉS DU RÉTICULUM ENDOPLASMATIQUE, CRÉANT AINSI UN NOUVEAU SUMP EXTRAPLASTIDICO POUR LE STOCKAGE DES ISOPRENOÏDES (2.3). PAR CONSÉQUENT, CETTE RECHERCHE ABORDE LES DÉFIS SOCIAUX LIÉS À LA TENEUR NUTRITIONNELLE DES ALIMENTS VÉGÉTAUX ET À LA PRODUCTION DE MÉTABOLITES ÉCONOMIQUEMENT PERTINENTS DANS LES VÉGÉTAUX (BIOFACTORIAS). (French)
4 December 2021
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Cerdanyola del Vallès
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Identifiers
BIO2017-84041-P
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