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RNAi-controlled multitrophic processing of plant secondary metabolites

English title RNAi-controlled multitrophic processing of plant secondary metabolites
Applicant Erb Matthias
Number 155781
Funding scheme Temporary Backup Schemes
Research institution Institut für Pflanzenwissenschaften Universität Bern
Institution of higher education University of Berne - BE
Main discipline Ecology
Start/End 01.02.2015 - 31.01.2020
Approved amount 1'500'000.00
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All Disciplines (3)

Discipline
Ecology
Botany
Zoology

Keywords (4)

RNAi; Diabrotica virgifera; Tritrophic interactions; Plant secondary metabolites

Lay Summary (German)

Lead
Pflanzengifte können sowohl Herbivoren wie auch deren natürliche Frassfeinde beeinflussen. Ob und wie sich Frassfeinde sich an Pflanzengifte anpassen können ist nur unegnügend untersucht. Dieses Projekt leistet einen Beitrag zum Füllen dieser Wissenslücke.
Lay summary

Pflanzen produzieren Giftstoffe, um ihre Resistenz gegen Herbivoren zu erhöhen. Spezialisierte Schadinsekten haben aber die Fähigkeit entwickelt, die Giftstoffe aufzunehmen und ihrerseits als Abwehr gegen Nützlinge zu benutzen. Dies könnte die Fähigkeit der Nützlinge, Herbivoren zu kontrollieren, herabsetzen und in der Landwirttschaft in einer Verringerung der biologischen Schädlingsbekämpfungseffizienz gipfeln. Bis heute weiss man wenig über die Fähigkeit von Nützlingen, sich ihrerseits an Pflanzengifte anzupassen.

In diesem Projekt entwickeln wir Methoden, um pflanzliche Giftstoffe auf ihrem Weg von der Pflanzen in den Herbivoren und in die Nützlinge begleiten und manipulieren zu können. Wir benutzen dazu RNA Interferenz- Eine Methode die es uns erlaubt, die verschiedenen Organismen einzeln oder in Kombination zu verändern und so ihre Fähigkeit zur Giftstoffaufnahme und Toleranz zu beeinflussen.

Diese Methode verwenden wir anschliessend, um natürliche Nützlingspopulationen zu untersuchen und festzustellen ob und wie diese Nützlinge mit Pflanzengiften umgehen. Die gewonnen Erkenntnisse könnten eines Tages dabei helfen, die "richtigen" Nützlinge für die Landwirtschaft auszuwählen.

Direct link to Lay Summary Last update: 14.01.2015

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
1st INRESMinisymposium: Life in the underground- biotic and abiotic interactions in soil Talk given at a conference Secondary metabolites as determinants of root-herbivore interactions 07.09.2016 Bonn, Germany Erb Matthias;
32nd Symposium of the European Society of Nematologists (Braga, Portugal) Poster Influence of maize secondary metabolites on the entomopatogenic nematode Heterorhabditis bacteriophoraand its endobiotic bacteria Photorhabdus luminescens 28.08.2016 Braga, Portugal Erb Matthias; Zhang Xi; Machado Ruiz Ricardo Alberto;
Scandinavian Plant Physiology Society (SPPS) PhD Student Conference 2016 Talk given at a conference The Essential Roles of Plant Secondary Metabolites in Plant Environment Interactions 20.06.2016 Oslo, Norway Erb Matthias;


Associated projects

Number Title Start Funding scheme
183365 Ultra High Performance Liquid Chromatography-High Resolution Tandem Mass Spectrometry (UHPLC-HRMS/MS) for metabolomics and identification of bioactive molecules 01.10.2019 R'EQUIP
153517 Latex secondary metabolites as determinants of root-herbivore foraging in nature 01.04.2014 Project funding (Div. I-III)
152613 Understanding plant-mediated interactions between two major maize pests of Eastern Europe- From phytochemical patterns to management recommendations 01.05.2014 SCOPES
160786 Sugar wars: Glucose-mediated activation, neutralization and re-activation of defensive metabolites in a soil tritrophic system 01.10.2015 Sinergia

Abstract

Trophic links between producers, consumers and their natural enemies determine ecosystem properties and crop yields. Plant secondary metabolites influence link strength by determining food consumption by herbivores and predation efficacy by natural enemies. Adapted herbivores hijack plant toxins for self defense against predators. If and how adapted predators and parasitoids may deal with herbivore-sequestered plant toxins in turn has not been well studied. This project aims at establishing an original RNAi approach to study plant secondary metabolite processing in tritrophic interactions. By engineering microbes as efficient and versatile dsRNA delivery vectors for herbivore and predator gene silencing, I will unravel molecular third trophic level adaptations to plant toxins and thereby provide vital information for the development of enhanced bio control agents to fight a major agricultural pest.
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