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.
Datos de la entidad en la que trabaja el grupo
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: –
Doctores dentro del grupo (* responsable)
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
Líneas de investigación del grupo
| 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 |
Equipos y metodologías singulares empleados por el grupo
| 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 |
Colaboraciones con otros grupos nacionales e internacionales
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
Colaboraciones con empresas nacionales e internacionales
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)
Proyectos y contratos de investigación activos
|
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 |
10 publicaciones representativas (últimos 5 años)
| 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 |