Descripción del proyecto
LA FIJACION DEL NITROGENO POR LA SIMBIOSIS RIZOBIO-LEGUMINOSA TIENE UN MENOR COSTE ENERGETICO Y AMBIENTAL QUE LA FERTILIZACION QUIMICA; POR TANTO, UN MEJOR CONOCIMIENTO DE ESTE PROCESO BENEFICIOSO CONTRIBUIRA A UNA AGRICULTURA SOSTENIBLE, COMO RESULTADO DE UN DIALOGO MOLECULAR ENTRE LOS RIZOBIOS DEL SUELO Y LAS LEGUMINOSAS, SE PRODUCEN EN LAS RAICES UNAS ESTRUCTURAS UNICAS, LOS NODULOS, DONDE LOS BACTEROIDES REDUCEN EL NITROGENO ATMOSFERICO A AMONIO UTILIZANDO LA ENERGIA DERIVADA, EN ULTIMO TERMINO, DE LA FOTOSINTESIS, EN LOS NODULOS, LAS LEGUMINOSAS CONTIENEN HEMOGLOBINAS SIMBIOTICAS (LEGHEMOGLOBINAS; LBS), CUYA UNICA FUNCION CONOCIDA ES SUMINISTRAR OXIGENO A LOS SIMBIOSOMAS A UNA CONCENTRACION BAJA Y ESTABLE COMPATIBLE CON LAS ACTIVIDADES RESPIRATORIA Y NITROGENASA DE LOS BACTEROIDES, ADEMAS, COMO OTRAS PLANTAS, LAS LEGUMINOSAS POSEEN HEMOGLOBINAS NO SIMBIOTICAS O FITOGLOBINAS (GLBS) EN TODOS LOS ORGANOS VEGETALES, INCLUIDOS LOS NODULOS, EN LAS PLANTAS EXISTEN TRES CLASES DE GLBS ATENDIENDO A SUS SECUENCIAS DE AMINOACIDOS Y A LOS ANALISIS FILOGENETICOS, SE SABE QUE ALGUNAS GLBS DE CLASE 1 ESTAN IMPLICADAS EN LA HOMEOSTASIS DEL OXIDO NITRICO, UNA MOLECULA SEÑAL DE ENORME IMPORTANCIA BIOLOGICA, EN ESTE PROYECTO UTILIZAREMOS LA LEGUMINOSA MODELO LOTUS JAPONICUS CON TRES OBJETIVOS: (1) DETERMINAR LAS ESTRUCTURAS Y PROPIEDADES BIOQUIMICAS (CINETICAS CON LIGANDOS BIOLOGICOS DEL HEMO) DE LAS GLBS DE CLASE 2 Y CLASE 3, HASTA AHORA DESCONOCIDAS; (2) ESTUDIAR LAS FUNCIONES DE LAS LBS Y DE LAS GLBS DE CLASES 2 Y 3 DURANTE EL DESARROLLO DE LOS NODULOS Y LAS PLANTAS; Y (3) ELUCIDAR EL PAPEL DE LAS LBS Y GLBS EN LA RESPUESTA DE LAS PLANTAS A ESTRES NUTRICIONAL POR DEFICIENCIA DE MACRONUTRIENTES, PARA LOS OBJETIVOS 2 Y 3 UTILIZAREMOS MUTANTES OBTENIDOS POR TECNOLOGIA CRISPR/CAS9, QUE SON DEFICIENTES EN CADA UNA DE LAS LBS Y GLBS, ESTOS MUTANTES SERAN FENOTIPADOS A NIVEL FISIOLOGICO Y MOLECULAR EN LAS PLANTAS NODULADAS (FIJADORAS DE NITROGENO) Y NO NODULADAS (DEPENDIENTES DE NITROGENO INORGANICO) DURANTE LOS PERIODOS VEGETATIVO Y REPRODUCTIVO, EN LOS MUTANTES CON FENOTIPOS MAS INTERESANTES, EXAMINAREMOS EL METABOLISMO DEL OXIDO NITRICO, LA LOCALIZACION DE ESPECIES REACTIVAS DE OXIGENO Y LA MUERTE CELULAR PROGRAMADA EN LAS RAICES Y NODULOS DE PLANTAS EN CONDICIONES FISIOLOGICAS Y DE ESTRES, ESTOS OBJETIVOS CONFIEREN AL PROYECTO UN MARCADO CARACTER MULTIDISCIPLINAR, YA QUE SE UTILIZARAN TECNICAS DE FISIOLOGIA, MICROBIOLOGIA, BIOFISICA, BIOQUIMICA Y BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR DE PLANTAS, POR ELLO, EL PROYECTO TAMBIEN REVISTE ESPECIAL INTERES PARA LA FORMACION DE ESTUDIANTES DE DOCTORADO, LA UTILIZACION DE PLANTAS NODULADAS ES ESENCIAL PARA OBTENER INFORMACION SOBRE LA REGULACION METABOLICA, EL DESARROLLO DE LOS NODULOS Y LA RESPUESTA DE LA SIMBIOSIS A DIVERSOS ESTRESES ABIOTICOS, TODOS ESTOS TEMAS SON ACTUALMENTE OBJETO DE ATENCION INTERNACIONAL TANTO POR EL INTERES EN CONOCER LOS MECANISMOS IMPLICADOS COMO POR SU POTENCIAL APLICACION EN AGRICULTURA, LA INTERNACIONALIZACION DE LOS RESULTADOS ESTARA GARANTIZADA POR SU DIFUSION MEDIANTE LA PUBLICACION EN REVISTAS DE ALTO IMPACTO Y SU PRESENTACION EN CONGRESOS DE AMBITO INTERNACIONAL, ASI COMO POR LA PARTICIPACION EN EL PROYECTO DE GRUPOS RECONOCIDOS DE EUROPA Y CANADA CON ESPECIALIZACIONES COMPLEMENTARIAS A LAS DEL GRUPO SOLICITANTE, FIJACION DE NITROGENO\NODULOS DE LEGUMINOSAS\SIMBIOSIS\HEMOGLOBINAS VEGETALES\NUTRICION VEGETAL