GRUPO 15

Genética y Metabolismo en Interacciones Bacteria-Planta-Ambiente.

Las bacterias que interaccionan con plantas, tanto beneficiosas como patógenas, ejercen un estricto control de las funciones implicadas en el establecimiento de esas asociaciones, lo que les permite pasar de un modo de vida libre a otro más ventajoso en estrecha relación con sus hospedadores. Nuestros objetivos son identificar y caracterizar determinantes genéticos y mecanismos moleculares implicados en interacciones planta-bacteria de tipo mutualista y patogénico, en particular las señales químicas y los componentes bacterianos que regulan y facilitan el óptimo establecimiento de ambos tipos de asociaciones. La comprensión de su funcionamiento nos permite explotarlos en múltiples formas: mediante el desarrollo de biotecnologías agrícolas que favorezcan la producción vegetal en un contexto de sostenibilidad y respecto al medio ambiente; o a través de biotecnologías industriales para la producción de compuestos bacterianos como polímeros o metabolitos secundarios.

NOMBRE DE LA ENTIDAD: CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS

SIGLAS: CSIC

TIPO DE ENTIDAD: PUBLICA

CENTRO: ESTACIÓN EXPERIMENTAL DEL ZAIDIN

DEPARTAMENTO: MICROBIOLOGIA DEL SUELO Y DE LA PLANTA

TELÉFONO (indicar prefijos, número y extensión):

DIRECCIÓN POSTAL: C/ Profesor Albareda Nº 1, 18008

CIUDAD: GRANADA

PROVINCIA: GRANADA

PÁGINA WEB: Asociaciones de bacterias simbióticas con plantas

RR.SS. del grupo:

Juan Sanjuán Pinilla*

Mª Jesús Delgado Igeño

Socorro Mesa Banqueri

Daniel Pérez Mendoza

Mª José Lorite Ortega

Germán Tortosa Muñoz

Alba Hidalgo García

Pedro J. Pacheco Márquez

Juan J. Cabrera Rodríguez

Andrea Jiménez Leiva

1. Señalización molecular a través de c-di-GMP en interacciones planta-bacteria
2. Identificación y aprovechamiento biotecnológico de polímeros extracelulares bacterianos
3. Estudio de los mecanismos moleculares implicados en la regulación de los procesos de fijación de nitrógeno y desnitrificación en rizobios
4. Identificación de las proteínas y los factores ambientales y reguladores que modulan la producción del gas de efecto invernadero óxido nitroso por la simbiosis rizobio-leguminosa.
5. Desarrollo de biofertilizantes y abonos orgánicos mediante compostaje para una agricultura sostenible
EQUIPO METODOLOGÍA
1. Equipo de Fermentación 3L Producción de polímeros bacterianos
2. Electrodos para detección de óxido nítrico (NO) y oxígeno Determinación de actividad óxido nítrico reductasa y capacidad respiratoria mediante consumo de NO y de oxígeno, respectivamente.
3. Cromatógrafo de gases Análisis de la producción y consumo de gases (óxido nitroso, etileno, etc.) asociados a los procesos del ciclo del nitrógeno
4.  Sistemas para expresión, purificación y caracterización de proteínas genuinas y recombinantes Cromatografía de afinidad, de intercambio iónico y de exclusión molecular
5. Sistemas de electroforesis y transferencia de proteínas a membranas de nitrocelulosa y de detección por quimioluminiscencia Separación de proteínas por PAGE-SDS. “Western blot”. Detección de citocromos de tipo c asociados a membrana (“heme staining”)
6.  Microcalorímetro, Biacore, sistemas de retardo en gel Ensayos de interacción proteína-ADN
7.    Equipos para la extracción, procesamiento y análisis de ARN Extracción de ARN, PCR cuantitativa a tiempo real, “microarrays”, ARN-seq
8.    Equipos asociados a metodologías para la caracterización de promotores RACE, “primer extension”, transcripción in vitro
EQUIPO / METODOLOGÍA

1. Equipo de Fermentación 3L.

Producción de polímeros bacterianos

2. Electrodos para detección de óxido nítrico (NO) y oxígeno.

Determinación de actividad óxido nítrico reductasa y capacidad respiratoria mediante consumo de NO y de oxígeno, respectivamente.

3. Cromatógrafo de gases.

Análisis de la producción y consumo de gases (óxido nitroso, etileno, etc.) asociados a los procesos del ciclo del nitrógeno

4.  Sistemas para expresión, purificación y caracterización de proteínas genuinas y recombinantes.

Cromatografía de afinidad, de intercambio iónico y de exclusión molecular

5. Sistemas de electroforesis y transferencia de proteínas a membranas de nitrocelulosa y de detección por quimioluminiscencia.

Separación de proteínas por PAGE-SDS. “Western blot”. Detección de citocromos de tipo c asociados a membrana (“heme staining”)

6.  Microcalorímetro, Biacore, sistemas de retardo en gel.

Ensayos de interacción proteína-ADN

7.    Equipos para la extracción, procesamiento y análisis de ARN.

Extracción de ARN, PCR cuantitativa a tiempo real, “microarrays”, ARN-seq

8.    Equipos asociados a metodologías para la caracterización de promotores.

RACE, “primer extension”, transcripción in vitro

Centro de Ciencias Genómicas-UNAM. Cuernavaca, México.

Univ. Münster. Alemania

Fac. Agronomía, Univ. República. Uruguay

Univ. Nacional de La Plata. Argentina

Univ. Autónoma Madrid

Univ. Sevilla

Biophym. Instituto de la Estructura de la Materia (IEM-CSIC). Madrid

Instituto de Biomedicina y Biotecnología de Cantabria (IBBTEC-CSIC)

Misión Biológica de Galicia-CSIC, Spain

Justus-Liebig-Universität Giessen, Alemania

IQUIBICEN (CONICET), Argentina

Universidad Nacional de Quilmes

Universidad Federal de Paraná, Brasil

University of East Anglia, Reino Unido

Centro Andaluz de Biología del Desarrollo, Universidad Pablo de Olavide-CSIC, Sevilla

ETH-Zürich, Suiza

University of Kagoshima, Japón

Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria-Agrosavia, Colombia

Universidad Católica de Temuco, Chile

Centro de Ciencias Genómicas-UNAM. Cuernavaca, México.

Instituto Agrobiotecnología y Biología Molecular (INTA-CONICET) Buenos Aires, Argentina

Instituto Tecnológico Chascomús, Argentina

Parque Tecnológico de León, Calle D, Parcela M-10.4, Armunia (24009-León)

C. Veracruz, 7, Ronda, 18004 Granada

Polígono industrial, C. Malaquita, 2A,
P-29, 28400 Collado Villalba, Madrid

C. Diego de Velázquez, 04746, Almería

Polígono Industrial Juncaril,
C/Loja s/n, 18220, Albolote (Granada)

TÍTULO DEL PROYECTO

CÓDIGO  Y PERIODO DE DURACIÓN

Aspectos básicos y aplicados de la regulación por c-di-GMP en bacterias beneficiosas de plantas PID2022-140168NB-I00. Sept. 2023-Sept. 2026
Nuevos Polímeros bacterianos: Aprovechando los recursos eco-renovables (Bactopol) TED2021-129640B-I00. Dic. 2022-Dic. 2024.
Impact of cyclic diguanylate on the PTM proteome (PTMome) of Rhizobium etli ProyExcel_00464 Dic. 2022-Dic. 2025
“Cross-regulation insights of nitrogen fixation and denitrification in the soybean endosymbiont and model organism Bradyrhizobium diazoefficiens” (InterNNet) PID2020-114330GB-I00 Septiembre 2021-Agosto 2024
Producción sostenible de leguminosas y mitigación de las emisiones de gases de efecto invernadero (LEGMIT) PID2021-124007OB-I00 Septiembre 2022-Agosto 2025
Modulación del balance de plásticos biodegradables en inoculantes bacterianos de leguminosas como herramienta biotecnológica para una agricultura sostenible Proyecto I-COOP+ (CSIC) COOPB23011 Enero 2024-Diciembre 2025

TÍTULO DEL PROYECTO / CÓDIGO  Y PERIODO DE DURACIÓN

Aspectos básicos y aplicados de la regulación por c-di-GMP en bacterias beneficiosas de plantas.

PID2022-140168NB-I00. Sept. 2023-Sept. 2026

Nuevos Polímeros bacterianos: Aprovechando los recursos eco-renovables (Bactopol).

TED2021-129640B-I00. Dic. 2022-Dic. 2024.

Impact of cyclic diguanylate on the PTM proteome (PTMome) of Rhizobium etli.

ProyExcel_00464 Dic. 2022-Dic. 2025

“Cross-regulation insights of nitrogen fixation and denitrification in the soybean endosymbiont and model organism Bradyrhizobium diazoefficiens” (InterNNet).

PID2020-114330GB-I00 Septiembre 2021-Agosto 2024

Producción sostenible de leguminosas y mitigación de las emisiones de gases de efecto invernadero (LEGMIT).

PID2021-124007OB-I00 Septiembre 2022-Agosto 2025

Modulación del balance de plásticos biodegradables en inoculantes bacterianos de leguminosas como herramienta biotecnológica para una agricultura sostenible.

Proyecto I-COOP+ (CSIC) COOPB23011 Enero 2024-Diciembre 2025

1. Sanjuán, J., Nápoles, M.C., Pérez-Mendoza, D., Lorite, M.J., Rodríguez-Navarro, D. 2023. Microbials for agriculture: Why do they call them biostimulants when they mean probiotics? Microorganisms 11: 153 ; https://doi.org/10.3390/ microorganisms11010153
2. Lorite, M.J., Casas-Román, A., Girard, L., Encarnación, S., Díaz-Garrido, N., Badía, J., Baldomá, L., Pérez-Mendoza, D., Sanjuan, J. 2023. Impact of c-di-GMP on the extracellular proteome of Rhizobium etli. Biology 12: 44, https://doi.org/10.3390/ biology12010044
3. Pérez-Mendoza, D., L. Romero-Jiménez, M.A. Rodríguez-Carvajal, M.J. Lorite, S. Muñoz, A. Olmedilla and J. Sanjuan. 2022. The Role of Two Linear β-Glucans Activated by c-di-GMP in Rhizobium etli CFN42. Biology 11: 1364, https://doi.org/10.3390/ biology11091364
4. Marchante, J.A., Ruiz-Saez, L., Muñoz, S., Sanjuan, J., Pérez-Mendoza, D. 2024. Quantification of Mixed-Linkage β-Glucan (MLG) in bacteria. En: Medina, C., López-Baena, F. (eds) Host-Pathogen Interactions, Methods in Molecular Biology, Humana Press, New York, NY: Springer US, pp. 133-143. https://link.springer.com/ protocol/10.1007978 -1-0716-3617-6_9

5. Sanjuán J., M.J. Delgado, M.L. Girard. 2020. Editorial: Microbial control of the nitrogen cycle. Frontiers in Microbiology 11: 950. doi: 10.3389/ fmicb.2020.00950

6. Quelas J. I., J. J. Cabrera, R. Díaz-Peña, L. Sánchez-Schneider, A. Jiménez-Leiva, G. Tortosa, M. J. Delgado, M. J. Pettinari, A. R. Lodeiro, C. del Val, and S. Mesa. 2024. Pleiotropic effects of PhaR regulator in Bradyrhizobium diazoefficiens microaerobic metabolism. Int. J. Mol. Sci. 25:2157. DOI: 10.3390/ ijms25042157
7. Tortosa G., Fernández-González A.J., Lasa A.V., Aranda E., Torralbo F., González-Murua C., Fernández-López M., Benítez E., Bedmar E.J. 2021. Involvement of the metabolically active bacteria in the organic matter degradation during olive mill waste composting. Science of the Total Environment, 789, 147975. DOI: 10.1016/ j.scitotenv.2021.147975
8. Cabrera, J. J., A. Jiménez-Leiva, L. Tomás-Gallardo, S. Parejo, S. Casado, M. J. Torres, E. J. Bedmar, M. J. Delgado, and S. Mesa. 2021. Dissection of FixK2 protein-DNA interaction unveils new insights into Bradyrhizobium diazoefficiens lifestyles control. Environ. Microbiol. 23:6194-6209. DOI: 10.1111/1462-2920.15661
9. Bueno, E., Mania, D., Mesa, S., Bedmar, E.J., Frostegard, A., Bakken, L., Delgado, M.J. 2022. Regulation of the emissions of the greenhouse gas nitrous oxide by the soybean endosymbiont Bradyrhizobium diazoefficiens. Int. J. Mol. Sci. 13:1486; DOI: 10.3390/ijms23031486
10. Hidalgo-García, A., Tortosa, G., Pacheco, P. J., Gates, A. J., Richardson, D. J., Bedmar, E. J., Girard, L., Torres, M. J., María J. Delgado.  2023.  Rhizobium etli is able to emit nitrous oxide by connecting assimilatory nitrate reduction with nitrite respiration in the bacteroids of common bean nodules.  J. Plant Interact. 18:1, 2251511, DOI: 10.1080/ 17429145.2023.2251511
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