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Plant ROS Research


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ÚLTIMOS DÍAS: OFERTA DE PROYECTO DE TESIS DOCTORAL AYUDAS PARA LA FORMACIÓN DE PROFESORADO UNIVERSITARIO (FPU) 2018 EN EL CEBAS-CSIC

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OFERTA DE BECA FPU PARA REALIZAR TESIS DOCTORAL EN EL CEBAS-CSIC

El Dr. José A. Hernández  propone un tema de trabajo para realizar la Tesis Doctoral en el CEBAS-CSIC.

Interesados Contactar con: jahernan@cebas.csic.es

Es indispensable tener buena nota para poder tener opciones.

Propuesta:

La dormancia (latencia invernal) se define como la incapacidad del meristemo apical de un brote para continuar el crecimiento, incluso en condiciones favorables. En el género Prunus, la formación de brotes está controlada fundamentalmente por la temperatura. Este proceso afecta a la floración y por tanto a la producción y calidad de los frutos. Es probable que el calentamiento global, previsto en zonas templadas, afecte al proceso de letargo, y por tanto a la producción de frutos y el crecimiento vegetativo. Por todo ello, el conocimiento de los mecanismos que regulan el tiempo de floración será muy útil para el desarrollo de estrategias que mejoren la producción de los frutales.

En este trabajo emplearemos yemas de dos variedades de melocotonero con diferentes necesidades de frío y cultivadas en dos zonas climáticas diferentes, una con clima templado (Campo de Cartagena) y otra con clima frío (El Chaparral, Bullas).

El objetivo global es el de desarrolllar modelos que expliquen la interacción entre señalización redox, metabolismo de azúcares, perfil hormonal, lo que puede resultar muy útil para mejorar la productividad en frutales, proporcionando  herramienta para coordinar el tiempo de brotación, floración y recolección.

Los objetivos parciales de la propuesta de tesis son:

1.-Habida cuenta de la importancia que la movilización de azúcares tiene en los procesos de crecimiento y diferenciación celular, estudiaremos la evolución en los contenidos de almidón y azúcares en yemas latentes hasta la salida de la dormancia.

2.-Recientemente, hemos descrito una nueva ruta de síntesis de ácido salicílico (SA) en melocotonero a partir de la ruta de los glucósidos cianogénicos, actuando el mandelonitrilo (MD) como un intermediario que controlaría la síntesis de amigdalina (Amg) y de SA. Esta ruta es minoritaria en comparación con las rutas previamente descritas (PAL e isocorismato), y su función fisiológica no es conocida. En este sentido, proponemos la hipótesis de que esta nueva ruta podría estar implicada, de forma directa o indirecta, en el proceso de la salida del letargo y/o proceso de floración habida cuenta de las funciones del SA en el proceso de termogénesis y en la regulación redox. Para ello, vamos a estudiar los niveles de MD, SA y Amg durante desarrollo de las yemas en dos variedades de melocotonero (con diferentes necesidades de frío) y en dos áreas geográficas diferentes.

3.- Estudio de la evolución de los niveles de ABA y de GAs

4.- En estas mismas muestras estudiaremos la actividad de enzimas antioxidantes

5.-Mediante técnicas de proteómica detectaremos proteínas modificadas oxidativamente mediante reaciones de S-glutationilación y S-nitrosilación.

 


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PREMIO A LA MEJOR PUBLICACIÓN DE 2017

Una revisión publicada por investigadores del Grupo de Biotecnología de Frutales del CEBAS-CSIC ha obtenido el premio a la mejor publicación de 2017 en la revista Agronomy. Se trata de la revisión “Plant Responses to Salt Stress: Adaptive Mechanisms” escrita por los investigadores Jose Ramón Acosta-Motos, Maria Fernanda Ortuño, Agustina Bernal-Vicente, Pedro Diaz-Vivancos, Maria Jesus Sanchez-Blanco y Jose Antonio Hernandez, investigadores de los Grupos de “Biotecnología de Frutales” y de “Riego” del CEBAS-CSIC y de la Cátedra UCAM-Santander “Emprendimiento en el Ámbito Agroalimentario”.

foto 2 premio

De izq a dch: Maria Fernanda Ortuño; José A. Hernández; Jose R. Acosta Motos; M. Jesús Sánchez Blanco; Pedro Días Vivancos y Agustina Bernal Vicente.

A fecha de hoy (27de Julio de 2018) el trabajo ha recibido 37 citas en “Google Académico” y 17 citas en la Web of Science.

Agronomy es una revista de la editorial MDPI de reciente creación y que ha sido incluida por primera vez en el Journal Citation Report en 2017, apareciendo en el segundo cuartil en las áreas de Agronomy y de Plant Science con un índice de impacto de 1,419.

certificado premio Agronomy

En este trabajo, los autores describen los mecanismos adaptativos que las plantas pueden implementar para hacer frente al estrés salino. Las plantas tolerantes al NaCl ponen en marcha una serie de adaptaciones para aclimatarse a la salinidad, incluidos cambios morfológicos, fisiológicos y bioquímicos. Estos cambios incluyen aumentos en la relación raíz/parte aérea y en el contenido de clorofila además de cambios en la anatomía de la hoja que finalmente conducen a prevenir la toxicidad iónica en hojas, manteniendo el estado hídrico de la hoja para limitar la pérdida de agua y proteger el proceso de fotosíntesis. Además, se explica el efecto del estrés salino sobre la fotosíntesis y la fluorescencia de la clorofila y se exponen algunos de los mecanismos bioquímicos que pueden protegen la maquinaria fotosintética, incluido los mecanismos antioxidantes, el ciclo de las xantofilas, la fotorrespiración y el ciclo agua-agua. Finalmente, los autores hacen una discusión actualizada sobre el estrés oxidativo inducido por la salinidad a nivel subcelular y su efecto sobre los mecanismos  antioxidantes tanto en plantas tolerantes como en plantas sensibles a la salinidad.


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UN TRABAJO DEL GRUPO DE BIOTECNOLOGÍA DE FRUTALES DEL CEBAS-CSIC ES EL MÁS CITADO EN LA REVISTA AGRONOMY

Un trabajo del Grupor de Biotecnología de Frutales del CEBAS-CSIC es la publicación más citada de los últimos dos años en la revista Agronomy, de la editorial MDPI (Multidisciplinary Digital Publishing Institute, Basel, Switzerland). Se trata de la revisión “Plant Responses to Salt Stress: Adaptive Mechanisms” escrita por los investigadores Jose Ramón Acosta-Motos, Maria Fernanda Ortuño, Agustina Bernal-Vicente, Pedro Diaz-Vivancos, Maria Jesus Sanchez-Blanco y Jose Antonio Hernandez, investigadores de los Grupos de “Biotecnología de Frutales” y de “Riego” del CEBAS-CSIC.

El trabajo apareció publicado online el pasado 23 de Febrero de 2017. Es decir hace tan sólo 13 meses En ese corto espacio de tiempo, el trabajo aparece citado en 12 ocasiones en la base de datos CrossRef, 24 veces en Google Scholar y 9 veces en la Web of Science y ha sido visitado por unos 5500 lectores de todo el mundo.

En este trabajo, los autores describen los mecanismos adaptativos que las plantas pueden implementar para hacer frente al estrés salino (Ver Figura 1). Las plantas tolerantes al NaCl ponen en marcha una serie de adaptaciones para aclimatarse a la salinidad, incluidos cambios morfológicos, fisiológicos y bioquímicos. Estos cambios incluyen aumentos en la relación raíz/parte aérea y en el contenido de clorofila además de cambios en la anatomía de la hoja que finalmente conducen a prevenir la toxicidad iónica en hojas, manteniendo el estado hídrico de la hoja para limitar la pérdida de agua y proteger el proceso de fotosíntesis. Además, se explica el efecto del estrés salino sobre la fotosíntesis y la fluorescencia de la clorofila y se exponen algunos de los mecanismos que pueden protegen la maquinaria fotosintética, incluido el ciclo de las xantofilas, la fotorrespiración y el ciclo agua-agua. Finalmente, los autores hacen una discusión actualizada sobre el estrés oxidativo inducido por la salinidad a nivel subcelular y su efecto sobre los mecanismos  antioxidantes tanto en plantas tolerantes como en plantas sensibles a la salinidad.

A

figure sensible

B

figure tolerante

Figura 1:

Esquema que muestra el efecto de la salinidad en plantas sensibles (A) y tolerantes (B) a la salinidad. El estrés salino produce una disminución importante en el crecimiento de las plantas sensibles, especialmente en relación con la parte aérea. La acumulación de iones fitotóxicos en las hojas resulta en un desequilibrio de nutrientes que se refleja particularmente en la disminución de K y Ca. La salinidad perturba las relaciones hídricas de la planta, lo que conduce a un descenso en el contenido relativo de agua en las hoja (RWC) y en el potencial hídrico de la hoja (ψl). El estrés salino afecta la tasa de fotosíntesis (PN) por las limitaciones estomáticas y no estomáticas. En paralelo tiene lugar un descenso en el contenido de clorofila y en los parámetros de fluorescencia de clorofilas. Además, se produce un estrés oxidativo a nivel subcelular por efecto de la salinidad. En plantas sometidas a estrés salino, la síntesis de etileno y ABA aumenta, pero se produce una disminución en ácido indolacético (IAA) y de citoquininas (CK) que favorece la progresión de la senescencia en las hojas. El daño al cloroplasto es un aspecto importante del efecto de la salinidad, acompañado de la acumulación de almidón. La acumulación de sales en la zona de la raíz provoca una disminución del potencial osmótico, el potencial hídrico de la raíz (ψr) y la conductividad hidráulica de la raíz (Lp), disminuyendo el agua disponible en la zona de la raíz y provocando un desequilibrio de nutrientes en las raíces.

En las plantas tolerantes a la sal, el crecimiento de la planta se ve menos afectado. La exclusión de sales y la compartimentación salina en vacuolas y la acumulación de osmolitos son mecanismos importantes para la tolerancia a la sal. PN y la conductancia estomática (gs) también se ven afectados en las especies tolerantes a la sal, y un aumento en la relación PN/gs (uso eficiente del agua; WUEi) indica un mejor rendimiento fotosintético.  En general, las especies tolerantes a la salinidad muestran mayores aumentos en la inducción y/o en los niveles constitutivos de ciertas defensas antioxidantes que las plantas sensibles a la sal. En general, las especies tolerantes responden aumentando el grosor de la hoja y la suculencia. Las modificaciones anatómicas en las hojas también incluyen un aumento en el parénquima en empalizada y espacios intercelulares y una disminución en el parénquima esponjoso, que sirve para facilitar la difusión de CO2 en una situación de abertura estomática reducida. En la zona de la raíz, la acumulación de iones tóxicos también provoca una disminución en el potencial osmótico de la raíz. En general, en especies tolerantes tienen lugar un aumento en la densidad de las raíces que favorecen la retención de iones tóxicos en las raíces, limitando la acumulación de estos iones en dicho órgano. Finalmente, es bien sabido que tanto la presencia de hongos micorrízicos arbusculares (HMA) como los portainjertos tolerantes a la sal producen un efecto sinérgico que puede aliviar los efectos negativos del estrés salino.

foto TEsis

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José A. Hernández; José Ramón Acosta y María Jesús Sánchez Blanco (arriba).

Agustina Bernal, Pedro Diaz Vivancos y María Fernanda Ortuño (foto inferior)

 

PARA MAS INFORMACIÓN:

Acosta-Motos et al Agronomy 2017


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JORNADAS DE PUERTA ABIERTAS: VISITA DEL COLEGIO CEU SAN PABLO AL CEBAS

El pasado 24 de Febrero de 2017 nos visitaron 21 alumnos de primero de bachillerato del Colegio CEU San Pablo de Murcia, acompañados por dos de sus profesoras. Las actividades de la Jornada incluyeron la proyección de los DVDs Institucionales del CSIC y del CEBAS, una explicación detallada sobre el CSIC, el CEBAS y sobre la carrera investigadora. Posteriormente, y dirigidos por José A. Hernández, y Eva María Gómez, los alumnos realizaron una visita guiada para mostrar diferentes infraestructuras del CEBAS.p1100790p1100791

La Dra Carmen Chocano les mostró diferentes experimentos sobre el uso de enmiendas orgánicas derivadas de residuos orgánicos de origen urbano, agrícola o animal como estrategia para combatir procesos de degradación del suelo. Igualmente mostró el análisis CO2 desprendido por los microorganismos del suelo así como la actividad de determinadas enzimas (fosfatasa, ureasa, betaglucosidasa) que hay en un suelo y que relacionan la actividad microbiana con los ciclos de los elementos fertilizantes del suelo (fósforo, Nitrógeno, Carbono…). El Dr. Juan Antonio Tudela les explicó técnicas de conservación de alimentos vegetales procesados, el análisis sensorial y de calidad de los alimentos vegetales. Sofía Albolafio les mostró el funcionamiento del servicio de metabolómica del CEBAS.

Finalmente, el Dr. Abel Piqueras les explicó las técnicas de cultivo in vitro, mostrándoles cultivos in vitro de melocotonero, ciruelo, Paulownia, Stevia y vid.  Igualmente, el Dr. José A. Hernández les explicó el funcionamiento del Servicio de Ionómica del CEBAS y les mostró equipamiento básico de un laboratorio, incluyendo pipetas automáticas, pH-metros, centrífugas, espectrofotómetros, y la medida de actividades enzimáticas, etc… y las diferentes formas de comunicación de datos en Tesis doctorales, congresos y en publicaciones científicas.

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José A. Hernández
Investigador Científico del CEBAS-CSIC


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El Grupo de Biotecnología de Frutales en la Semana de la Ciencia 2016

Durante el fin de semana del 11 al 13 de Noviembre, el Grupo de Biotecnología estuvo presente en el Stand informativo que el CEBAS-CSIC tiene año tras año en este evento.

El objetivo fundamental de la Semana de la Ciencia es acercar la ciencia a la sociedad, sobre todo a los más jóvenes. En esta edición, el Grupo de Biotecnología presentó información sobre las técnicas de cultivo in vitro y sus aplicaciones, entre las que cabe destacar:

  • En cuanto a las aplicaciones del cultivo in vitro, cabe destacar:
  • Propagación masiva de plantas, especialmente beneficiosa para especies de difícil germinación
  • Clonación de plantas durante todo el año.
  • Obtención de plantas libres de virus
  • Conservación de germoplasma
  • Obtención de metabolitos secundarios
  • Producción de nuevos híbridos
  • Mejora genética de plantas, incluyendo obtención de plantas transgénicas
  • Germinación de semillas.
  • Producción de haploides.
  • Estudios fisiológicos diversos, etc…

Además, para la transformación de plantas, el material vegetal de partida suele ser material in vitro (sobre todo hojas o hipocotilos). La transformación genética tiene una clara aplicación en agronomía. Por ejemplo, la incorporación de ciertos genes puede proporcionar resistencia a patógenos, lo que puede ayudarnos a reducir el uso de fitoquímicos en el campo. Estas plantas pueden ser resistentes a condiciones ambientales adversas, como la sequía o la salinidad. En nuestro laboratorio, hemos conseguido transformar plantas de ciruelo, que contienen genes de enzimas antioxidantes, que las hace más vigorosas y les confiere resistencia a salinidad, sequía y altas temperaturas. Además, contamos con otras líneas de ciruelo resistentes a la infección por Agrobacterium o resistentes a Plum pox virus.

En esta edición de la Semana de la Ciencia, se mostró a los asistentes plantas in vitro de Paulownia tomentosa, Stevia rebaudiana y de algunos ejemplos de plantas leñosas como albaricoquero y de líneas ciruelo “Claudia Verde” transformados genéticamente.

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Plantas in vitro de Stevia

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Plantas in vitro de Albaricoquero, ciruelo y melocotonero

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Plantas de Paulownia in vitro y aclimatadas

 

José A. Hernández (CEBAS-CSIC)


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El Grupo de Biotecnología de Frutales en la Noche de los Investigadores 2016

 

El CEBAS-CSIC participó el pasado 30 de Septiembre de 2016 en la undécima Edición de la Noche de los Investigadores. Este evento se celebra el último viernes del mes de septiembre de cada año simultáneamente en más de 280 ciudades europeas. Esta jornada estuvo organizada por la Unidad de Cultura Científica y Promoción de la Investigación del Vicerrectorado de Investigación. El objetivo del citado evento es la de acercar la ciencia al público en general, sobre todo a los más pequeños.

El Grupo de Biotecnología de Frutales del CEBAS estuvo representado por el Dr. José A. Hernández Cortés, que mostró la técnica de cultivo in vitro de plantas, su uso en las técnica de transformación genética, su respuesta a condiciones de estrés ambiental y su relevancia en el sector agro-alimentario.

Además, el Dr. Hernández presentó información referente al proyecto de formación investigadora en enseñanza secundaria (Proyecto IDIES), que se organiza desde el CEBAS-CSIC.

Plantas in vitro de paulownia (izq) y plantas de melocotonero y de plantas transgénicas de ciruelo.

 

 

Publico asistente al stand del CEBAS-CSIC