Título: Redes Reguladoras Génicas influenciadas por el Ambiente Implicadas en el control de la repuesta a estrés en melón
Grupo de investigación: Redes Reguladoras Mediadas por ARN No Codificante
Las situaciones de estrés ambiental (favorecidas en gran parte por el cambio climático) limitan el potencial productivo de múltiples especies agrícolas. Frente a situaciones ambientales adversas la planta pone en marcho múltiples procesos de regulación de la expresión génica con el objetivo de contrarrestar estos efectos. En nutro grupo estudiamos como estas complejas Redes Reguladoras influenciadas por el Ambiente desempeñan un función clave en la modulación de las interacciones planta-ambiente. Este proyecto tiene como objetivo comprender cómo los procesos que ocurren simultáneamente a 3 niveles reguladores diferentes (siRNAnoma, transcriptoma y epigenoma) modulan la respuesta de la planta de melón a estrés. Este conocimiento permitirá el desarrollo de estrategias globales e innovadoras de protección de cultivos.
Las plantas interactúan constantemente con múltiples estímulos ambientales adversos que suelen limitar su desarrollo y productividad. Estas interacciones generan situaciones de estrés que afectan negativamente su crecimiento. En consecuencia, el daño asociado a estrés es la causa principal de pérdidas agrícolas a nivel mundial. Los modelos de producción de cultivos proyectan una reducción en el rendimiento en el futuro principalmente debido al cambio climático. En consecuencia, es imperativo un aumento de la producción para enfrentar las consecuencias derivadas del crecimiento poblacional y las alteraciones ambientales. Las plantas responden a estrés mediante reprogramación compleja de su actividad transcripcional para reducir el impacto del estrés en su fisiología. Se asume que tales alteraciones transcripcionales se integran en complejas redes reguladoras capaces de modular la interacción planta/ambiente. Diversos estudios han descrito procesos que coordinan, a nivel transcripcional, postranscripcional y epigenético, la adaptación de la planta a las condiciones externas cambiantes. Sin embargo, la mayor parte del conocimiento sobre respuesta a estrés proviene de estudios en plantas modelo y se han estudiado en detalle muy pocas redes reguladoras de repuesta a estrés en cultivos. El melón (Cucumis melo) es una especie cultivada en zonas semiáridas de diversas regiones del mundo. Los principales productores fuera de Asia son USA y España. El reciente desarrollo de herramientas moleculares, como colecciones EST, plataformas TILLING y secuenciación del genoma, ha favorecido el reconocimiento del melón como un valioso sistema experimental para llevar a cabo investigaciones centradas en el desarrollo o la respuesta al estrés en cultivos agrícolas. Determinar la plasticidad en el desarrollo de las plantas en respuesta al ambiente será fundamental para mantener la productividad agrícola en el futuro. Actualmente, nuestra capacidad de comprender y predecir las respuestas en el desarrollo de las plantas a variaciones ambientales está limitada por la cantidad de experimentos que se realizan en condiciones de estrés fisiológicamente relevantes. Una comprensión más holística de la respuesta al medio ambiente requiere la integración de datos obtenidos a partir de múltiples niveles de investigación biológica. Mejorar nuestra comprensión mecanicista de las respuestas del desarrollo de las plantas a múltiples factores ambientales será fundamental para anticipar los impactos del cambio climático en los sistemas agrícolas. Sin embargo, la mayoría de los esfuerzos experimentales se centran en analizar los efectos del estrés a niveles de regulación específicos y, en general, no está claro cómo se coordina la respuesta a estrés a escala multinivel. En esta propuesta asumimos el marco conceptual de que complejas Redes Reguladoras Génicas influenciadas por el Ambiente (EGReN) desempeñan un función clave en la modulación de las interacciones planta-ambiente. Por lo tanto, este proyecto tiene como objetivo comprender cómo los procesos que ocurren simultáneamente en melón a 3 niveles reguladores diferentes (siRNAnoma, transcriptoma y epigenoma) modulan la respuesta de la planta a la inestabilidad ambiental. Este conocimiento permitirá inferir y validar "in vivo" EGReNs involucrados en el control de estos fenómenos e identificar efectores comunes a diferentes respuestas al estrés, permitiendo el desarrollo de estrategias globales de protección de cultivos.
Gustavo Gómez
- Maria Carmen Marquez
- Joan Marques-Molins
- Luis Cervera-Seco
Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades
