Reprogramación del polen a embriogénesis inducida por estrés para
mejora vegetal
Nanopartículas (NPs) para diagnóstico y tratamiento de fitopatologías |
La reprogramación celular hacia embriogénesis inducida por estrés en el
polen es una potente herramienta biotecnológica en mejora vegetal para
generación rápida de nuevas variedades mediante plantas doble-haploides.
La caracterización de sus mecanismos reguladores (genéticos,
epigenéticos, moleculares y celulares) permitirá su explotación más
eficiente en agricultura sostenible, selección y conservación de
recursos forestales y control ambiental. También estudiamos nuevas
posibilidades para el tratamiento de fitopatologías mediante
nanotecnología, usando nanopartículas magnéticas y “Quantum Dots” para
diagnóstico y tratamientos con mínimas dosis.
El CIB analiza los mecanismos que controlan la reprogramación y
totipotencia de la microspora e inicio de embriogénesis del polen, en
respuesta al estrés, mediante un estudio multidisciplinar e integrado
de la fisiología de sucesos clave que limitan su eficiencia y correcta
progresión, empleando especies herbáceas modelo y plantas de interés
agroforestal (hortícolas, cereales, árboles frutales y forestales).
Nuestro objetivo es caracterizar los factores determinantes del proceso
para su uso como dianas selectivas en estrategias de optimización del
sistema para aplicación en programas de mejora de cultivos agronómicos y
mediambientales. Empleamos un abordaje multidisciplinar integrado
mediante técnicas de identificación molecular in situ, microscopía
correlativa, biología molecular y celular, y fisiología, estudiando los
siguientes elementos y procesos: a) Muerte celular programada (PCD) y
Autofagia, reguladores del balance entre supervivencia y muerte celular
durante el proceso, b) Regulación epigenética mediante metilación del
DNA y modificaciones de histonas, activadores y represores de la
expresión génica y moduladores del estado funcional de la cromatina, c)
Dinámica de fitohormonas (auxinas y citokininas), d) Remodelación de la
pared celular mediada por pectin metil esterasas y ArabinoGalactan
Proteins (AGPs).
El CIB estudia los mecanismos de internalización y transporte de NPs
magnéticas y Quantum Dots (QDs) in planta, su posible citotoxicidad y el
potencial de adquisición de NPs y QDs por la planta. También analizamos
cómo cambia la dinámica de entrada y movilización de NPs cuando se unen
a biomacromoléculas marcadoras de patógenos (para diagnóstico) o a de
herbicidas, fertilizantes y pesticidas (como sistemas de liberación
controlada para tratamientos). Empleamos Medicago, como modelo, y
diferentes plantas cultivadas como calabaza, guisante, tomate, girasol y
trigo.
Fuente: CIB Centro de Investigaciones Biológicas (Noviembre 2016)
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