El Grupo de investigación Biotecnología de la Rizosfera de la Universidad San Pablo CEU, en colaboración con el grupo del Dr. Jose Manuel Moreno de la Universidad de Castilla de la Mancha ha publicado un artículo en la revista Geoderma titulado: “Effect of fire and retardant on soil microbial activity and functional diversity in a Mediterranean pasture”. Vol. 153, Págs.186-193.
El fuego es un factor de perturbación muy frecuente en los pastos mediterráneos y tiene gran incidencia en nuestras latitudes, siendo un factor que contribuye fuertemente a la desertización. Dada su gran incidencia se han realizado numerosos estudios sobre los efectos del fuego y las formas de evitarlos. Una de las aproximaciones es la aplicación de retardantes sobre la vegetación. Los retardantes son sustancias que se usan como aditivos del agua para controlar los incendios y regular quemas controladas.

Lejos de ser un estudio más sobre el fuego, la aproximación de este trabajo resulta más novedosa puesto que no se habían realizado muchos trabajos del efecto del fuego sobre los microorganismos del suelo, que constituyen un factor clave en el reciclado de nutrientes a nivel edáfico. Este estudio ha revelado que los microorganismos del suelo de un pastizal Mediterráneo se ven más afectados por las variaciones de temperatura y humedad propias de las distintas estaciones que por el fuego y además las comunidades microbianas del suelo no se ven afectadas por el retardante En definitiva, las bacterias de los pastizales Mediterráneos están adaptadas al fuego, al igual que la vegetación. Y parece que el uso de retardantes no tiene efectos secundarios en la salud del suelo.

Estos resultados se han obtenido en el trabajo experimental conducente al DEA de la Dra. Ana García-VIllaraco, en la Universidad San Pablo CEU y ha sido financiado por el proyecto BIO 2001-3709, por la Universidad San Pablo CEU y por el proyecto CM S0505/AMB/0321.

En el marco del Programa Microambiente-CM, el grupo Rizosfera-UAM ofrece un contrato postdoctoral por 3 meses (Octubre-Diciembre 2009)

Se requiere experiencia en interacciones planta-microorganismo, especialmente fijación simbiotica de nitrógeno a nivel de biología celular, molecular y fisiológica.

Interesados enviar CV al Dr. Rafael Rivilla Palma ( rafael.rivilla@uam.es ) antes del 25 de Septiembre de 2009.

El Programa Microambiente ha pasado el primer corte de la Convocatoria de Ayudas para la realización de Programas de Actividades de I+D entre Grupos de Investigación de la Comunidad de Madrid en Tecnologías.
Según la Orden nº 3700/2009 de 29 de julio de la Consejería de Educación por la que se aprueba la relación definitiva de presolicitudes seleccionadas en relación con la convocatoria de ayudas a programas de actividades de I+D entre Grupos de investigación de la Comunidad de Madrid en Tecnologías, el programa Microambiente pasa a la segunda fase de esta convocatoria.

Link: www.madrimasd.org

El Programa Microambiente, financiado por la Comunidad de Madrid (CM) durante los años 2006-2009, ha solicitado la renovación por otros 4 años (2010-2013) dentro de la convocatoria de la CM para la “realización de programas de I + D entre grupos de investigación de la Comunidad de Madrid”
Los objetivos de las ayudas son los siguientes:

a) Desarrollar programas de investigación multidisciplinar e interinstitucional en áreas de especial interés para la Comunidad de Madrid en colaboración con empresas y/o entidades sin ánimo de lucro relacionadas.
b) Incorporar científicos de prestigio y atraer jóvenes investigadores.
c) Impulsar actividades de formación de impacto internacional
d) Favorecer la participación activa en redes y consorcios internacionales.
e) Fortalecer e impulsar la adquisición y la gestión de calidad de infraestructuras científicas accesibles.

El Programa MICROAMBIENTE-CM, continuación del desarrollado con el mismo nombre en el periodo 2006-2009, está formado por cinco grupos de investigación, tres pertenecientes a Universidades públicas, uno perteneciente a una Universidad privada y otro al CSIC. En esta convocatoria 2010-2013, se incorporan al consorcio 8 laboratorios pertenecientes al SIDI de la Universidad Autónoma de Madrid que con su infraestructura colaborará en muchas de las técnicas analíticas necesarias para realizar las actividades científico tecnológicas que se proponen.

El objetivo central del Programa MICROAMBIENTE-CM es la utilización de microorganismos, tanto procarióticos como eucarióticos para evaluar el impacto ambiental y proteger el medio natural, contribuyendo a su restauración.

Las líneas de investigación propuestas en este Programa se enmarcan en una estrategia de uso de microorganismos y sistemas integrados planta-microorganismo:

1) Análisis de biodiversidad microbiana, de genomas y del metagenoma como herramientas básicas de análisis ambiental; 2) Investigación básica en bioindicadores y biosensores; 3) Desarrollo de inoculantes microbianos y de sistemas planta-microorganismo para su aplicación en agricultura sostenible y remediación y recuperación de suelos; 4) biosensores y bioindicadores para analizar la calidad de suelos; 5) técnicas de biorremediación para la eliminación de contaminantes orgánicos y metales pesados y 6) técnicas basadas en el uso de microorganismos para la recuperación de suelos mediante.

Entre las novedades destaca la aplicación de técnicas de genómica y metagenómica al análisis ambiental y a la protección del medio natural, estando prevista la secuenciación completa del genoma y su anotación de varias bacterias relevantes para el medioambiente

El grupo Cianobacterias-UAM ha publicado un artículo en la revista Journal of Plant Physiology titulado “mrpA (all1838), a gene involved in alkali and Na+ sensitivity may also have a role in energy metabolism in the cyanobacterium Anabaena sp. Strain PCC 7120” DOI 10.1016/j.jplph.2009.03.007.
El complejo Mrp es un antiportador catión/protón inusual ya que a diferencia de la mayoría de estos antiportadores que suelen ser el producto de un único gen, este complejo de membrana viene codificado por un operón, mrp, de 7 genes (mrpA-G). Fue inicialmente descrito en Bacillus subtilis y denominado mrp por “multiple resistance and pH adaptation”, siendo su principal función la tolerancia al ión Na+, particularmente a elevados pHs.

El grupo Cianobacterias-UAM fue el primero en describir un mutante en este operón en una bacteria fotosintética, la cianobacteria Anabaena sp. PCC 7120 (Microbiology, 2005, 151: 1671-1682); se descubrió que este operón no sólo estaba implicado en la homeostasis del ión Na+ sobre todo a pHs básicos, sino que estaba implicado en el proceso fotosintético, incluso a pH neutro (pH en el cual este complejo no parece tener ningún papel en las pocas bacterias heterotróficas donde se ha estudiado) y en la aclimatación a limitación de carbono inorgánico. Curiosamente, similar a lo descrito en algunas bacterias heterotróficas, las secuencias de las subunidades MrpA, B y D del posible complejo Mrp cianobacteriano mostraban una alta similitud con las subunidades hidrofóbicas 2, 4, 5 y 6 del complejo respiratorio NADH-deshidrogenasa (complejo I o NADH-1); de hecho, se especula que la parte hidrofóbica del complejo respiratorio puede haber evolucionado a partir de un antiportador catión/protón ancestral que bien podría ser el complejo Mrp, por lo que debería haber algún tipo de conexión entre ambos complejos.

En el segundo artículo recientemente publicado, el grupo Cianobacterias-UAM presenta resultados que sugieren que el complejo Mrp puede tener un papel bioenergético en la cianobacteria que hasta cierto punto sería independiente de su papel como antiportador Na+/H+ ya que se ha observado un papel en la respiración a pHs neutros; además, a pHs básicos se han encontrado en el mutante niveles bajos de ATP, ferredoxina y ferredoxina-NADP+ oxidorreductasa (FNR); la ferredoxina y FNR están directamente implicadas en la producción de NADPH en cianobacterias.

Dado que hasta el momento no se ha encontrado la subunidad catalítica del complejo NAD(P)H-1 en cianobacterias y que desde hace tiempo se postula que la FNR podría tener dicha función deshidrogenasa en cianobacterias y el cloroplasto, el posible papel bioenergético propuesto para el complejo Mrp y su relación con el complejo NAD(P)H-1 y la FNR en cianobacterias apoyaría dicha hipótesis. Recientemente, el complejo Mrp ha sido localizado en las membranas plasmáticas de dos especies de Bacillus, la localización del complejo Mrp en las membranas cianobacterianas (la tilacoidal, la plasmática o en ambas) arrojaría luz para comprender la posible conexión física/funcional de este complejo con el complejo NADH-1 y la FNR.

Ecotoxicología de contaminantes emergentes: Integración de la información toxicológica de diversos organismos acuáticos para el análisis de riesgo ambiental de compuestos farmacéuticos.

El grupo de investigación Cianobacterias-UAM, en colaboración con el grupo de investigación del Dr. Roberto Rosal de la UAH integrante del Programa REMTAVARES de la CM, ha publicado un artículo en la revista “Environmental Science and Pollution Research” titulado “Ecotoxicity asessment of lipid regulators in water and biologically treated wastewater using three aquatic organisms”. DOI 10.1007/s11356-009-0137-1.
En este trabajo se describe el uso de tres organismos acuáticos para evaluar la toxicidad aguda de cuatro compuestos farmacéuticos de la familia de los fibratos en agua y aguas residuales. Los fibratos son compuestos derivados del ácido fíbrico empleados para controlar el colesterol y son usados de forma generalizada en medicina humana en países desarrollados. Estos compuestos se integran dentro del grupo de los “contaminantes emergentes”, que engloba medicamentos, productos de uso y cuidado cosmético, nanomateriales, etc. La gran concentración poblacional en grandes urbes y los altos niveles de consumo de dichos compuestos hace que estos compuestos vayan a parar a las aguas naturales vía aguas residuales urbanas y depuradoras que en muchos casos no son capaces de degradar, y ya desde hace varios años viene siendo detectados en efluentes de depuradoras, aguas continentales, marinas, subterráneas e incluso en agua de consumo humano.  Por ello, la toxicología humana y ambiental de dichos compuestos ha tomado gran interés para la comunidad científica en los últimos años habiendo sido denominados “contaminación emergente” al ser sustancias diferentes de los clásicos contaminantes ambientales regulados en la normativa ambiental existente y para los cuales suele conocerse bien su aplicación y mecanismo farmacológico pero cuyo posible efecto toxicológico y mecanismos de toxicidad puede ser totalmente desconocido.

En el presente trabajo se analizó la toxicidad en aguas y aguas residuales del ácido clofíbrico, bezafibrato, gemfibrocil y ácido fenofíbrico utilizando 2 organismos empleados en métodos estandart regulados en los métodos internacionales OCDE e ISO: Vibrio fischeri y Daphnia magna  y un test de contaminación ambiental novedoso desarrollado por el grupo Cianobacterias-UAM basado en una cyanobacteria autoluminiscente de agua dulce denominada Anabaena CPB4337. Como medida de toxicidad se emplea la mortalidad en el caso de la “pulga de agua” (Daphnia magna) y la inhibición de la luminiscencia para las bacterias Vibrio fischeri y Anabaena CPB4337. En vistas de hacer una estimación del riesgo ambiental de las sustancias se emplearon las directrices marcadas por EMEA (European Medicine Evaluation Agency) para el análisis de riesgo en aguas.

En el trabajo pudo comprobarse que todos los compuestos análizados presentaron toxicidad para los tres organismos, el más tóxico resultó ser el ácido fenofíbrico con EC50 de 1.72 mg/l para Vibrio fischeri, compuesto que nunca había sido analizado previamente, y el genfibrocil también resultó se tóxico para Anabaena CPB4337 con EC50 de 4.42 mg/l. Anabaena CPB 4337 resultó ser el organismo más sensible a todos los compuestos analizados excepto para el ácido fenofíbrico.

El agua residual procedente del clarificador secundario de la depuradora de Alcalá de Henares resultó ser inocua para los organismos empleados en los test comerciales, pero muy tóxica para Anabaena CPB4337 produciendo una inhibición del 84% de su luminiscencia. Al analizar la toxicidad de los fibratos solubilizados en el agua residual (dopaje del agua residual) pudo observarse que las EC50 de todos los compuestos se incrementaban, disminuyendo su toxicidad para los tres organismos, pero seguían catalogándose como “peligrosas para los organismos acuáticos” según las directrices del método recomendado por EMEA.

Un punto interesante es que basándose en los resultados de los test comerciales sólo el ácido fenofíbrico sería catalogado como “peligroso para los organismos acuáticos” y que el agua residual cumpliría con los requisitos de vertido al no presentar toxicidad en los test standart, pero que la introducción de la cianobacteria como test de toxicidad hace que el gemfibrocil y el bezafibrato pasen a considerarse también “peligrosas para los organismos acuáticos” y que el agua residual se catalogue como “muy tóxica”.

Los resultados obtenidos apoyan la necesidad de desarrollar nuevos y más sensibles test de toxicidad usando especies ecológicamente relevantes para la detección de posibles efectos negativos de contaminantes ambientales que pueden ser infraestimados usando bioensayos convencionales.

Parte de estos resultados se han obtenido en el trabajo experimental que forma parte de la Tesis Doctoral del Ldo Ismael Rodea Palomares, en la Universidad Autónoma de Madrid y ha sido parcialmente financiado por el Programa MICROAMBIENTE-CM  de la Comunidad de Madrid. Ismael Rodea Palomares es beneficiario de un Contrato de Personal Investigador de Apoyo de la Comunidad de Madrid desde enero de 2008.

El grupo de investigación Cianobacterias-UAM ha publicado un artículo en la revista “Archives of Evironmental contamination and Toxicology” titulado “Effect of pH, EDTA, and Anions on Heavy Metal Toxicity Toward a Bioluminescent Cyanobacterial Biorreporter”. DOI 10.1007/s00244-008-9280-9.

En este trabajo se describe una aplicación de una cianobacteria recombinante autoluminiscente derivada de la cianobacteria Anabaena sp. PCC 7120, llamada Anabaena CPB4337 como biosensor de toxicidad general en ambientes acuáticos.
La cianobacteria en cuestión es capaz de detectar de forma general cualquier tipo de elemento ambiental perjudicial que le suponga un detrimento en su actividad metabólica, dicho detrimento se traduce en una disminución de la emisión de luz de la cianobacteria, lo que se utiliza como indicador de toxicidad ambiental. Dicha propiedad luminiscente se emplea ya de forma rutinaria para la medida rápida de toxicidad de muestras ambientales de toda índole (aguas fluviales, efluentes de depuradoras, aguas marinas, subterráneas, suelos, etc.) mediante ensayos de toxicidad comerciales basados en la bacteria marina naturalmente luminiscente Vibrio fischeri. Dado su origen marino, su uso en muestras continentales ha sido muy cuestionado por distintos autores dado la alteración que supone tratar las muestras con sal para poder desarrollar el ensayo.

En el artículo se explora el posible uso de la cianobacteria Anabaena CPB4337 como biosensor de toxicidad para muestras ambientales continentales. Se estudia la influencia que pueden tener distintos factores ambientales que se encuentran comúnmente en la naturaleza sobre la toxicidad de los metales pesados Hg, Cu, Zn y Cd para la cianobacteria. En el trabajo se evalúa la influencia de los cambios en el pH, la presencia de agentes orgánicos quelantes (simulados por el EDTA), los fosfatos, los carbonatos y la salinidad sobre la toxicidad detectada por la cianobacteria, y se emplea un programa de especiación química, llamado MINTEQA2 para intentar comprender y relacionar los cambios en la señal de luminiscencia de la cianobacteria con las modificaciones en la especiación química de los metales pesados en presencia de los factores ambientales mencionados.

En el trabajo pudo comprobarse que en general la toxicidad de los metales pesados correlaciona con la predicción de ión libre presente en cada tratamiento, sin embargo, los complejos Zn-EDTA y formas complejas de mercurio parecían ser también tóxicas para la cianobacteria. Un resultado interesante fue que pequeñas cantidades de fosfato y carbonato incrementaban significativamente la toxicidad de todos los metales pesados ensayados y que dichos incrementos de toxicidad no podían explicarse por cambios en la especiación química de los metales. Además se realizó un ensayo de toxicidad con la cianobacteria en altas concentraciones de sal (2%, igual que la concentración empleada en los ensayos basados en Vibrio fischeri), comprobando cambios significativos de la toxicidad de los cuatro metales con respecto a la toxicidad mostrada por los mismos en agua destilada, dichos cambios eran atribuibles a cambios en la especiación química de los metales debido a la matriz salina añadida.

Los resultados obtenidos parecen indicar que efectivamente se requieren biosensores de toxicidad más relevantes ecológicamente para conseguir una información toxicológica y de biodisponibilidad de contaminantes más real que permitan mejorar o complementar la información obtenida de ensayos de toxicidad clásicos o biosensores que se usan de forma generalizada.

Estos resultados se han obtenido en el trabajo experimental conducente al DEA del Ldo Ismael Rodea Palomares, en la Universidad Autónoma de Madrid y ha sido parcialmente financiado por Programa MICROAMBIENTE-CM de la Comunidad de Madrid. Ismael Rodea Palomares es beneficiario de un Contrato de Personal Investigador de Apoyo de la Comunidad de Madrid desde enero de 2008.

Los Dres. Francisco Leganés Nieto y Francisca Fernández-Piñas del grupo Cianobacterias-UAM (Departamento de Biología, Universidad Autónoma de Madrid) en colaboración con el Prof. Karl Forchhammer de la Universität Túbingen han publicado recientemente en la revista Microbiology (2009, 155: 25-34) un artículo titulado “Role of calcium in acclimation of the cyanobacterium Synechococcus elongatus PCC 7942 to nitrogen starvation”.
Este trabajo es continuación de otros anteriores del mismo grupo en los que se plantea la hipótesis de una señalización mediada por calcio en cianobacterias; se comenzó esta línea de trabajo con una cianobacteria capaz de diferenciar heterocistos, células especializadas en la fijación de nitrógeno molecular cuando desaparecen las fuentes de nitrógeno combinado del medio; se construyó una cepa recombinante de esta cianobacteria, denominada Anabaena sp. PCC 7120 que expresaba el indicador intracelular de calcio ecuorina; esta proteína cuando une calcio emite luminiscencia.

Con esta cepa se pudo demostrar que distintos estreses ambientales inducían señales de calcio libre intracelular que eran específicas y características para cada uno de esos estreses (“firmas de calcio”); uno de los estreses analizados fue la deficiencia en nitrógeno combinado que en esta cepa en concreto lleva a la diferenciación de heterocistos para poder fijar el N2; los investigadores demostraron por primera vez que una firma de calcio se requiere para el proceso de diferenciación ya que si esta firma se suprime o se modifica, el proceso de diferenciación no tiene lugar. A raíz de estos resultados se planteó la pregunta de si la firma de calcio encontrada se requería sólo en aquellas cianobacterias capaces de diferenciar heterocistos o era un requerimiento más general en respuesta a la deficiencia de un nutriente fundamental como es el nitrógeno; por ello, en el artículo recientemente publicado se ha trabajado con una cianobacteria unicelular, Synechococcus elongatus, que no fija N2 pero desarrolla un complejo proceso de aclimatación a la deficiencia de nitrógeno en el medio.

El estudio con esta especie demuestra que se induce una firma o señal de calcio muy similar a la encontrada en Anabaena en deficiencia de N; lo más interesante es que la misma señal se produce en presencia de nitrógeno combinado cuando se le añade al medio 2-cetoglutarato o análogos no metabolizables de esta molécula; en cianobacterias, el 2-cetoglutarato es el esqueleto carbonado sobre el que se fija el nitrógeno y su concentración intracelular refleja la relación N/C de la célula. Tanto la proteína señalizadora PII (codificada por glnB) como el regulador transcripcional del metabolismo del nitrógeno NtcA responden a cambios en la concentración intracelular de 2-cetoglutarato; de hecho ambas proteínas se precisan para la inducción de la firma de calcio ya que cepas mutantes de PII y NtcA no muestran la señal de calcio en respuesta a deficiencia de N. La supresión de la firma de calcio en Synechococcus inhibe la expresión de genes clave implicados en el proceso de aclimatación a la deficiencia de N y que se regulan por NtcA como glnB, glnN que codifica una glutamina sintetasa específica del proceso de aclimatación y nblA que está implicado en la degradación de la mayor reserva de N en cianobacterias, las ficobiliproteínas.

Los resultados sugieren que la señal de calcio, actuando probablemente en sinergia con los niveles elevados de 2-cetoglutarato que se producen en deficiencia de nitrógeno combinado, puede percibir un desequilibrio en la relación C/N que puede facilitar la activación transcripcional dependiente de NtcA y que es necesaria para que la célula se aclimate a la deficiencia de este nutriente.

El Grupo de investigación Biotecnología de la Rizosfera de la Universidad San Pablo CEU ha publicado un artículo en la prestigiosa revista Phytopathology titulado “Systemic disease protection elicited by plant growth promoting rhizobacteria strains: relationship between metabolic responses, systemic disease protection and biotic elicitors", donde se describe la inducción del metabolismo defensivo de la planta modelo Arabidopsis thaliana por distintas bacterias beneficiosas. Lo más destacable es que se demuestra como puede reproducirse el efecto protector utilizando sólo una parte de la bacteria, lo que representa un interesantísimo punto de partida para la fabricación de “vacunas” para plantas, que revertiría en una disminución en el uso de pesticidas químicos.

La utilización de bacterias beneficiosas no modificadas genéticamente, como biofertilizantes aparece como una alternativa agrícola no contaminante, que disminuiría de forma sustancial el uso de fertilizantes químicos. Las bacterias adecuadas para la formulación de biofertilizantes serían aquellas capaces de movilizar nutrientes del suelo, que normalmente presentan una baja biodisponibilidad. Además de estas características que podríamos denominar “nutricionales”, existen algunas bacterias capaces de estimular el metabolismo defensivo de la planta, de tal forma, que si existe un ataque de patógenos, las plantas pueden sobrevivir con unas tasa de supervivencia mucho mayor que si no estuvieran tratadas con la bacteria. Antes de comprobar esta atractiva hipótesis en campo, es necesario realizar un estudio en planta modelo y condiciones controladas que permita establecer las bases bioquímicas y moleculares del proceso, estudio que se ha publicado en este artículo. El trabajo se ha diseñado con tres bacterias beneficiosas de distintos orígenes, Pseudomonas fluorescens Aur6, Chryseobacterium balustinum Aur9 procedentes de Lupinus (colección USP CEU) y una cepa de Azospirillum brasilense ABsp7 procedente de maíz. Se evaluó el efecto protector de las tres cepas frente al patógeno foliar P. syringae DC3000, resultando Aur9 la más efectiva (70% disminución de la enfermedad) y por tanto, con la que se continúa el estudio. Se complementa con un análisis de la ruta de transducción de la señal mediante marcadores bioquímicos y moleculares, demostrando que la inducción es sistémica y que ocurre mediada por ácido salicílico, lo que suele estar asociado a agentes patógenos. Por último, se demuestra que los lipopolisacáridos (LPS) de Aur9, son capaces de reproducir el efecto protector en concentraciones muy bajas (5 mM). Este hecho resulta especialmente prometedor en agricultura, ya que permitirá formular un agente protector natural biodegradable, disminuyendo el uso de pesticidas químicos.

Estos resultados se han obtenido en el trabajo experimental correspondiente a los proyectos financiados por el Ministerio de Educación y Ciencia AGL 2002-04188-C06-05 y AGL 2005-07923-C05-02, y un proyecto financiado por la Universidad San Pablo CEU

El Grupo de investigación Biotecnología de la Rizosfera de la Universidad San Pablo CEU ha publicado un artículo en la prestigiosa revista Phytopathology  titulado “Protection against salt stress by four PGPR isolated from Pinus in A.thaliana, donde se describe la inducción del metabolismo defensivo de la planta modelo Arabidopsis thaliana por distintas bacterias beneficiosas. Lo más destacable es que se demuestra que algunas bacterias son capaces de proteger a la planta de una forma inespecífica, tanto frente a estrés biótico como abiótico.

Está demostrado que algunas cepas bacterianas no patógenas son capaces de estimular el metabolismo defensivo de la planta de tal forma que cuando existe el ataque de un patógeno, las plantas se encuentran como “vacunadas” y pueden sobrevivir con una mortalidad mucho menor que si no estuvieran tratadas con la bacteria. Este estado fisiológico de la planta se denomina “priming” y sólo se detecta cuando aparece el agente estresante. En algunos casos, el efecto es muy específico, y solo es efectivo frente a determinados patógenos, mientras que en otros, el efecto es mucho más amplio, siendo incluso efectivo frente a factores abióticos como puede ser un choque salino. En este sentido, la aplicación de bacterias en ciertos cultivos resulta una atractiva alternativa biotecnológica respetuosa con el medioambiente  ya que la bacteria produciría un doble efecto beneficioso, por una parte, estimularía las defensas de planta frente a un patógeno, disminuyendo por tanto el uso de sustancias químicas, y por otra, permitiría obtener mejores rendimientos en condiciones de elevada salinidad, bastante frecuentes en ciertos cultivos como consecuencia de las prácticas agronómicas habituales como es el caso del arroz. Antes de comprobar esta atractiva hipótesis en campo, es necesario realizar un estudio en planta modelo y condiciones controladas que permita establecer las bases bioquímicas y moleculares del proceso, estudio que se ha publicado en este artículo. El estudio se realiza con 4 cepas procedentes de la rizosfera de pino que presentaban potencial beneficioso in vitro. Dos de las cuatro cepas, Arthrobacter oxydans BB1 y Bacillus sp. L81 son capaces de proteger efectivamente a la planta frente al patógeno foliar P. syringae DC3000 (40 y 50% de disminución de la enfermedad respectivamente), y frente a un choque salino (NaCl 60mM)(60 y 70% de disminución de marchitez respectivamente). Mediante plantas mutantes y transgénicas de A. thaliana se demuestra que utilizan la vía de inducción de defensa mediada por ácido salicílico, lo que posteriormente se confirma mediante técnicas moleculares (qRT-PCR).

Estos resultados se han obtenido en el trabajo experimental conducente a la tesis doctoral del Dr. Jorge Barriuso Maicas, en la Universidad San Pablo CEU y ha sido parcialmente financiado por el proyecto S-0505/AMB/000321 de la Comunidad de Madrid. La relevancia de estos resultados es tal que se ha obtenido una patente del uso de la cepa de A. oxydans BB1 como protector frente a condiciones de salinidad

 

El pasado día 20 de Noviembre se celebró en la E.T.S. de Ingenieros Agrónomos el Acto de entrega de Diplomas a la primera promoción del Master Oficial en Biotecnología Agroforestal, en el que participan profesores del consorcio Microambiente CM.


En dicho acto intervinieron la Vicerrectora de Doctorado y Postgrado Dña Ernestina Menasalbas, el Director de la ETSIA D. Jesús Vázquez Minguela, el subdirector de Doctorado de la ETSIA D. Víctor Sánchez Girón, el Presidente de la asociación de empresas de biotecnología vegetal INVEGEN D. Jose Pellicer, y el Coordinador del Master, D. Jose Manuel Palacios Alberti. En las diversas intervenciones se puso de manifiesto la relevancia de los estudios de Postgrado Oficial en el contexto de la formación impartida en la UPM, así como el papel de las empresas en el apoyo a dicha formación. En el mismo acto se hizo entrega de la Beca INVEGEN a D. Francisco Javier García Domínguez, que intervino en representación de los alumnos con una breve alocución sobre la experiencia que había supuesto para ellos este Master. Finalmente se dio la bienvenida oficial a los alumnos de la segunda promoción. Posteriormente se sirvió un vino español en el Hall de la Escuela.

El grupo de Investigación Interacciones simbióticas planta-microorganismo de la UPM, enfocado en el estudio de la genética, fisiología y bioquímica de diversos caracteres implicados en el establecimiento y funcionalidad de las asociaciones simbióticas Rhizobium-leguminosa.

En este momento se desarrollan dos líneas principales de investigación:

"Biología molecular de hidrogenasas de Rhizobium" y "Análisis de funciones implicadas en la adaptación a condiciones de suelo y rizosfera".

1. "Biología molecular de hidrogenasas de Rhizobium" El análisis de la exportación de la hidrogenasa a la cara periplásmica de la membrana ha permitido apreciar la relevancia del sistema Tat (Twin arginine translocation), un sistema de transporte que media la exportación de proteínas en conformación plegada. Este sistema es esencial para la exportación de la hidrogenasa, pero también para el establecimiento de la propia simbiosis. Estamos interesados en identificar las proteínas de relevancia simbiótica que forman parte del secretoma Tat.
   
2. "Análisis de funciones implicadas en la adaptación a condiciones de suelo y rizosfera": Tres tipos de caracteres y condiciones relevantes para la adaptación de las bacterias al hábitat rizosférico: i) Microaerobiosis. ii) Disponibilidad de hierro. iii) Quorum sensing.

Más información en: Interactions of symbiotic bacteria with plants

El grupo de investigación de Fisiología vegetal y ecología. Estudio y aplicaciones de PGPRs de la Facultad de Farmacia. CC. Ambientales y RR. Naturales de la Universidad San Pablo CEU,  se dedica al estudio de la interacción de la planta con su medio (interacción planta-microorganismo).


LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN:

• Aplicación de rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPRs) en la mejora de la producción de plantas con interés agronómico y forestal. Ecofisiología vegetal. Estudio de las comunidades microbianas asociadas a las raices vegetales y de su evolución tras la aplicación de PGPRs


• Estudio de los mecanismos defensivos de la planta frente a las agresiones biológicas. Aplicación en bioferlizantes, sistemas de cultivo intensivo y manejo integrado de plagas.


• Mejora de la producción de metabolitos secundarios de origen vegetal con interés farmacológico mediante PGPRs. Mejora en la producción y en la obtención de nuevas moléculas.

Para más información, solo tenéis que visitar la página web Microambiente - CEU

El grupo de Investigación Cianobacterias UAM, perteneciente al Programa Microambiente-CM, se dedica a al estudio de los aspectos fisiológicos, genéticos, morfológicos y ecológicos de las cianobacterias y a sus posibles aplicaciones como biosensores.


Las lineas de investigación del grupo Cianobacterias UAM son las siguientes:

• Estudios de aspectos fisiológicos, genéticos, morfológicos y ecológicos de las cianobacterias.
• Utilización de cianobacterias como bioindicadores en medios acuáticos. Desarrollo y utilización de técnicas moleculares, fisiológicas y taxonómicas para el estudio de la biodiversidad de cianobacterias y de su papel como indicadoras de la calidad del agua en ríos de la Comunidad de Madrid.
• Utilización de cianobacterias como biosensores autoluminiscentes para detección de contaminantes biodisponibles en medios acuáticos. Construcción y utilización de biosensores basados en los genes luxCDABE de bacterias autofluorescentes introducidos en cianobacterias para la determinación de ecotoxicidad.
• Papel del calcio en la percepción y aclimatación de cianobacterias a estreses ambientales.
• Diferenciación celular en cianobacterias.

Para más información, solo tenéis que visitar la página web Microambiente - Cianobacterias UAM

El Grupo de investigación Biotecnología de la Rizosfera de la Universidad San Pablo CEU, en colaboración con los grupos del Dr. Miguel Camara y Dr. Rupert Fray de la Universidad de Nottingham, y del Dr.Hartman del GSF Nacional Research Center for Environment and Health, en Munich, han publicado un artículo en la revista Plant Biotechnology Journal titulado “Transgenic tomato plants alter quorum sensing in plant growth promoting rhizobacteria”. En este artículo se demuestra que los efectos beneficiosos que ejercen ciertas bacterias sobre la planta están mediados por mecanismos de Quorum sensing, es decir, de comunicación entre bacterias. Este diálogo que se establece entre bacterias puede ser modificado artificialmente para estudiar la relación que existe con los mecanismos de promoción del crecimiento vegetal. El campo de la comunicación entre bacterias no sólo abre una nueva ventana importante en agricultura, sino que se ha constituido en una nueva diana terapéutica para el desarrollo de antibióticos.

La comunicación entre bacterias es un hecho demostrado. Ciertas cepas bacterianas Gram negativas son capaces de producir unas moléculas, la N-acil-homoseril-lactonas (AHLs), que activan la transcripción de determinados genes, como por ejemplo los implicados en virulencia por parte de cepas patógenas. En este estudio se demuestra la producción de AHLs por dos cepas PGPR del género Burkholderia, aisladas de la rizosfera de Pinus, in vitro e in situ, en la rizosfera de A. thaliana, mediante el uso de cepas sensor; además se caracterizan estas moléculas mediante HPLC-MS. Y por último, se demuestra que el efecto de promoción de crecimiento y protección frente al estrés salino en tomate está mediado por estas moléculas y por tanto por mecanismos de quorum sensing, ya que la aplicación de las cepas PGPR en la raíz de plantas transgénicas de tomate productoras de AHLs de cadena larga y de cadena corta producía distintos efectos en las plantas salvajes y en las transgénicas.

 

Estos resultados se han obtenido durante las estancias realizadas en la Universidad de Nottingham y en el GSF en Munich por el doctorando Jorge Barriuso, conducente a su tesis doctoral, defendida en la Universidad San Pablo CEU y ha sido parcialmente financiado por el proyecto MICROAMBIENTE de la Comunidad de Madrid y el programa de movilidad de la Universidad San Pablo CEU.