Een zoektocht naar planten met een hogere intrinsieke opbrengst en hogere stresstolerantie d.m.v. een combinatoriële CRISPR screening gebaseerd op TOR, SnRK1 en Threhalose-6-fosfaat signalisatienetwerken.

Gewasopbrengst wordt sterk beïnvloed door abiotische stress zoals hitte en droogte. Klimaatverandering zal hun negatieve impact verder versterken. Stress-tolerantere gewassen met een hogere intrinsieke opbrengst zijn van groot belang om de voedselzekerheid voor een groeiende wereldbevolking te waarborgen. Communicatie tussen nutriëntenopname via ‘source’-organen en -depositie in afzettingsorganen is hierin cruciaal. De belangrijke actoren betrokken in deze communicatie, het groeistimulerende TOR-kinase, zijn antagonist SnRK1 en trehalose-6-P dat SnRK1 inhibeert bij voldoende suiker, vormen de hoekstenen van groeiregulatie in planten. Op basis van deze signalisatienetwerken zullen we combinatoriële Arabidopsis mutanten genereren, gebruikmakend van CRISPR-Cas9 en Prime Editing. Adequate screening zal worden geïmplementeerd om hoog-renderende en meer stress-bestendige planten te kunnen selecteren. Het potentieel van plantencelsuspensiecultuur om dit arbeidsintensieve screeningsproces te versnellen zal worden geëvalueerd. Een functionele analyse van planten met een gunstig fenotype zal worden uitgevoerd om meer inzicht te verschaffen in de onderliggende genetische interacties. Een dynamisch in vivo kinase-rapporteersysteem zal worden ontwikkeld om TOR en SnRK1 activiteit spatio-temporeel te bestuderen. De invloed van mutaties op de TOR/SnRK1 reactieweg zal met deze reporters gevalideerd worden. Ten slotte willen we de verkregen kennis in Arabidopsis overbrengen naar gewassen.