The BIOME project

For Greek see below

Development and Application of Novel Biotechnology Approaches for Vegetables

Currently, agriculture encounters great challenges imposed by a changing environment and the radical transformations compared to the traditional production systems to allow its viability and its transition to more sustainable systems. A promising biotechnological approach that effectively addresses these challenges is to harness the microorganisms that thrive in the rhizosphere (root microbiome). The microbiome may exert strong effects on crop growth and productivity and the response of crops to (a)biotic factors and has the potential to improve the resilience of agricultural systems and to restrict the adverse effects of agriculture to the environment by reducing inputs (water, nutrients, biocides). Hence, there is a growing interest in the development of crop “probiotics” in agreement with the trend in the human microbiome. The principal goal of the proposal is to increase crop productivity and to improve the sustainability of agricultural systems by increasing our current state-of-art knowledge of the crop microbiome and translating it into innovative tools of agricultural systems management (practical applications, updated production processes, and commercial products). More specifically, the proposal investigates the development of a methodological framework that allows the identification, isolation, and culture of “key” microorganisms in the microbiome favoring the growth of crops under stressful conditions (nutrient availability) and protecting them against diseases as well as the development of crop management practices that allow us to “engineer” root microbiome. To successfully meet the interdisciplinary and cross-sectional goals of the proposal we have organized an appropriate consortium that emphasizes the active role of SMEs.

The project is coordinated by Panagiotis Moschou (IMBB) in collaboration with Nikolaos Paranychianakis (TUC) and Nektarios Kavroulakis (ELGO).

The BIOME project led to the following breakthrough results:

1. The hub microbiome is very sturdy.
2. We can change the hub microbiome using changes in water content.
3. Different cultivars may have commonalities in the genera of microbiomes.
4. Irrigation of microbiomes can bring significant and beneficial traits to crops.

This new knowledge will allow us to design better commercialization strategies for plants like tomato and many more.

Please, get in touch with the coordinator panagiotis.moschou@uoc.gr if you need more information on the outcomes and possible collaborations on this end.

Ανάπτυξη και Εφαρμογή Αναδυομένων Βιοτεχνολογικών Μεθόδων σε Κηπευτικές Καλλιέργειες Βιολογικής Γεωργίας

Κωδικός έργου Τ2ΕΔΚ-00597

ΤΟ ΕΡΓΟ ΠΡΑΓΜΑΤΟΠΟΙΗΘΗΚΕ ΣΤΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΤΗΣ ΔΡΑΣΗΣ “ΕΡΕΥΝΩ – ΔΗΜΙΟΥΡΓΩ – ΚΑΙΝΟΤΟΜΩ ΄Β ΚΥΚΛΟΣ”

Επί του παρόντος, η γεωργία αντιμετωπίζει μεγάλες προκλήσεις που επιβάλλονται από ένα μεταβαλλόμενο περιβάλλον και ριζικούς μετασχηματισμούς σε σύγκριση με τα παραδοσιακά συστήματα παραγωγής για να επιτρέψει τη βιωσιμότητά της και τη μετάβασή της σε πιο βιώσιμα συστήματα. Μια πολλά υποσχόμενη βιοτεχνολογική προσέγγιση που αντιμετωπίζει αποτελεσματικά αυτές τις προκλήσεις είναι η αξιοποίηση των μικροοργανισμών που ευδοκιμούν στη ριζόσφαιρα (μικροβίωμα ρίζας). Το μικροβίωμα μπορεί να έχει ισχυρές επιπτώσεις στην ανάπτυξη και την παραγωγικότητα των καλλιεργειών και στην απόκριση των καλλιεργειών σε (α)βιοτικούς παράγοντες και έχει τη δυνατότητα να βελτιώσει την ανθεκτικότητα των γεωργικών συστημάτων και να περιορίσει τις δυσμενείς επιπτώσεις της γεωργίας στο περιβάλλον μειώνοντας τις εισροές (νερό, θρεπτικά συστατικά, βιοκτόνα). Ως εκ τούτου, υπάρχει ένα αυξανόμενο ενδιαφέρον για την ανάπτυξη των καλλιεργειών “προβιοτικά” σε συμφωνία με την τάση στο ανθρώπινο μικροβίωμα. Ο κύριος στόχος της πρότασης είναι η αύξηση της παραγωγικότητας των καλλιεργειών και η βελτίωση της βιωσιμότητας των γεωργικών συστημάτων αυξάνοντας τις τρέχουσες σύγχρονες γνώσεις μας για το μικροβίωμα των καλλιεργειών και μεταφράζοντάς τις σε καινοτόμα εργαλεία διαχείρισης γεωργικών συστημάτων (πρακτικές εφαρμογές, επικαιροποιημένες διαδικασίες παραγωγής και εμπορικά προϊόντα). Πιο συγκεκριμένα, η πρόταση διερευνά την ανάπτυξη ενός μεθοδολογικού πλαισίου που επιτρέπει την ταυτοποίηση, απομόνωση και καλλιέργεια μικροοργανισμών «κλειδιών» στο μικροβίωμα ευνοώντας την ανάπτυξη των καλλιεργειών υπό στρεσογόνες συνθήκες (διαθεσιμότητα θρεπτικών συστατικών) και προστατεύοντάς τες από ασθένειες καθώς και την ανάπτυξη πρακτικών διαχείρισης καλλιεργειών που μας επιτρέπουν να «κατασκευάσουμε» το μικροβίωμα της ρίζας. Για την επιτυχή επίτευξη των διεπιστημονικών και διατομεακών στόχων της πρότασης, οργανώσαμε μια κατάλληλη κοινοπραξία που δίνει έμφαση στον ενεργό ρόλο των επιχειρήσεων.

Το έργο συντονίζει ο Παναγιώτης Μόσχου (ΙΜΒΒ) σε συνεργασία με τους Νικόλαο Παρανυχιανάκη (TUC) και Νεκτάριο Καβρουλάκη (ΕΛΓΟ).

Το έργο BIOME οδήγησε στα ακόλουθα πρωτοποριακά αποτελέσματα:

1. Το βασικά μικροβιώματα είναι πολύ ανθεκτικά όσον αφορά τη σύστασή τους.
2. Μπορούμε να αλλάξουμε τα βασικά μικροβιώματα χρησιμοποιώντας αλλαγές στην περιεκτικότητα σε νερό.
3. Διαφορετικές ποικιλίες μπορεί να παροσιάζουν σημαντικές ομοιότητες στα γένη του βασικού μικροβιώματος.
4. Η άρδευση βασικών μικροβιώματων (εφαρμογή στη ρίζα) μπορεί να φέρει σημαντικά και ευεργετικά χαρακτηριστικά.

Αυτή η νέα γνώση θα μας επιτρέψει να σχεδιάσουμε καλύτερες στρατηγικές εμπορευματοποίησης για φυτά όπως η ντομάτα και πολλά άλλα.

Παρακαλούμε, επικοινωνήστε με τον συντονιστή panagiotis.moschou@uoc.gr εάν χρειάζεστε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τα αποτελέσματα και για πιθανές συνεργασίες (είτε πρόκειτε για Ακαδημαϊκούς-Ερευνητικούς φορείς ή για Εταιρίες-Παραγωγικούς φορείς).