Títol: Xarxes Reguladores Gèniques influenciades per l'Ambient Implicades en el control de la reposada a estrés en meló
Grup d'investigació: Xarxes Reguladores Intervingudes per ARN No Codificant
Les situacions d'estrés ambiental (afavorides en gran part pel canvi climàtic) limiten el potencial productiu de múltiples espècies agrícoles. Enfront de situacions ambientals adverses la planta posa en marxe múltiples processos de regulació de l'expressió gènica amb l'objectiu de contrarestar aquests efectes. En nodrisc grup estudiem com aquestes complexes Xarxes Reguladores influenciades per l'Ambient exerceixen un funció clau en la modulació de les interaccions planta-ambient. Aquest projecte té com a objectiu comprendre com els processos que ocorren simultàniament a 3 nivells reguladors diferents (siRNAnoma, transcriptoma i epigenoma) modulen la resposta de la planta de meló a estrés. Aquest coneixement permetrà el desenvolupament d'estratègies globals i innovadores de protecció de cultius.
Les plantes interactuen constantment amb múltiples estímuls ambientals adversos que solen limitar el seu desenvolupament i productivitat. Aquestes interaccions generen situacions d'estrés que afecten negativament el seu creixement. En conseqüència, el mal associat a estrés és la causa principal de pèrdues agrícoles a nivell mundial. Els models de producció de cultius projecten una reducció en el rendiment en el futur principalment a causa del canvi climàtic. En conseqüència, és imperatiu un augment de la producció per a enfrontar les conseqüències derivades del creixement poblacional i les alteracions ambientals. Les plantes responen a estrés mitjançant reprogramació complexa de la seua activitat transcripcional per a reduir l'impacte de l'estrés en la seua fisiologia. S'assumeix que tals alteracions transcripcionals s'integren en complexes xarxes reguladores capaces de modular la interacció planta/ambient. Diversos estudis han descrit processos que coordinen, a nivell transcripcional, postranscripcional i epigenètic, l'adaptació de la planta a les condicions externes canviants. No obstant això, la major part del coneixement sobre resposta a estrés prové d'estudis en plantes model i s'han estudiat detalladament molt poques xarxes reguladores de reposada a estrés en cultius. El meló (Cucumis melo) és una espècie cultivada en zones semiàrides de diverses regions del món. Els principals productors fora d'Àsia són USA i Espanya. El recent desenvolupament d'eines moleculars, com a col·leccions EST, plataformes TILLING i seqüenciació del genoma, ha afavorit el reconeixement del meló com un valuós sistema experimental per a dur a terme investigacions centrades en el desenvolupament o la resposta a l'estrés en cultius agrícoles. Determinar la plasticitat en el desenvolupament de les plantes en resposta a l'ambient serà fonamental per a mantindre la productivitat agrícola en el futur. Actualment, la nostra capacitat de comprendre i predir les respostes en el desenvolupament de les plantes a variacions ambientals està limitada per la quantitat d'experiments que es realitzen en condicions d'estrés fisiològicament rellevants. Una comprensió més holística de la resposta al medi ambient requereix la integració de dades obtingudes a partir de múltiples nivells d'investigació biològica. Millorar la nostra comprensió mecanicista de les respostes del desenvolupament de les plantes a múltiples factors ambientals serà fonamental per a anticipar els impactes del canvi climàtic en els sistemes agrícoles. No obstant això, la majoria dels esforços experimentals se centren en analitzar els efectes de l'estrés a nivells de regulació específics i, en general, no és clar com es coordina la resposta a estrés a escala multinivell. En aquesta proposta assumim el marc conceptual que complexes Xarxes Reguladores Gèniques influenciades per l'Ambient (EGReN) exerceixen un funció clau en la modulació de les interaccions planta-ambient. Per tant, aquest projecte té com a objectiu comprendre com els processos que ocorren simultàniament en meló a 3 nivells reguladors diferents (siRNAnoma, transcriptoma i epigenoma) modulen la resposta de la planta a la inestabilitat ambiental. Aquest coneixement permetrà inferir i validar "in vivo" EGReNs involucrats en el control d'aquests fenòmens i identificar efectors comuns a diferents respostes a l'estrés, permetent el desenvolupament d'estratègies globals de protecció de cultius.
Gustavo Gómez
- Maria Carmen Marquez
- Joan Marques-Molins
- Luis Cervera-Seco
Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades
