Laboratorio de
Biología Molecular Vegetal
Principales áreas de investigación
Cultivo de tejidos vegetales
El cultivo de tejidos vegetales es una herramienta biotecnológica que se desarrolla en condiciones de temperatura, humedad, fotoperíodo e irradiancia controlados y la cual permite obtener plantas enteras o grupos de células a partir de fragmentos de especies vegetales élite sin las limitaciones impuestas por el clima, tiempo y condiciones geográficas. Con ayuda del establecimiento in vitro de tejidos vegetales es posible obtener cultivos celulares que produzcan metabolitos de interés comercial, llevar a cabo la producción masiva de plantas con interés agroindustrial, o el rescate de especies vegetales en peligro de extinción, así como la creación y mantenimiento de bancos de germoplasma, todo ello con un control estricto sobre la sanidad de las especies. En el LBMV se han desarrollado diversos protocolos de cultivo de tejidos vegetales y de propagación masiva de especies cultivadas, forestales o con uso medicinal. Estos protocolos de propagación in vitro son una base fundamental para el mejoramiento genético de especies de interés económico.
Metabolitos secundarios de plantas
Los metabolitos secundarios son moléculas estructuralmente diversas que a pesar de no ser esenciales para la supervivencia de las plantas, pueden ser importantes para la adaptación de éstas a su medio ambiente, particularmente bajo condiciones de estrés. Son además responsables de las propiedades organolépticas de las hierbas aromáticas y especias, y tienen numerosas aplicaciones comerciales como fármacos, agroquímicos, esencias, colorantes, saborizantes, entre otras.
En el LBMV estamos interesados en la extracción y el análisis de metabolitos secundarios de interés biotecnológico y en estudiar el efecto que diversos factores ambientales tienen sobre su producción. Con estos estudios se busca comprender el papel que estos compuestos tienen en la respuesta de las plantas a distintos tipos de estrés, además de establecer las condiciones de cultivo que permitan optimizar su producción.
Rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal
Las rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPRs por sus siglas en inglés) se encuentran en la rizósfera de las plantas y tienen la capacidad de afectar positivamente el desarrollo de éstas, a través de mecanismos como la fijación de nitrógeno, solubilización del fosfato, producción de sideróforos, etc., además de incrementar su tolerancia a factores ambientales adversos y de reducir la incidencia de enfermedades.
En el LBMV trabajamos en el aislamiento y caracterización de cepas de bacterias con potencial para funcionar como biofertilizantes que puedan ser aplicados en cultivos de interés económico. Además de evaluar su capacidad de promover el crecimiento vegetal y de incrementar la tolerancia a distintos tipos de estrés, estudiamos la influencia que estos microorganismos tienen sobre la producción de metabolitos secundarios en distintas especies vegetales.
Regulación transcripcional en plantas
En el LBMV estamos interesados en el estudio de los mecanismos de regulación que modulan la expresión de genes involucrados en respuesta a señales ambientales y a distintos tipos de estrés, tanto biótico como abiótico, así como en algunos procesos de desarrollo. Esto involucra el uso de herramientas tales como el análisis bioinformático de secuencias promotoras, cuantificación de los niveles de transcripción, construcciones con genes reporteros para evaluar la funcionalidad de elementos regulatorios, análisis de la interacción de factores de transcripción con el DNA, etc.
También se analizan datos de expresión génica global que permitan establecer redes de co-expresión para genes que participan en un mismo proceso, e identificar potenciales mecanismos comunes de regulación.
Ingeniería genética y transformación genética de plantas
Una herramienta primordial para la biotecnología vegetal moderna es la transformación genética de plantas, la cual permite introducir en un cultivo de interés unidades discretas de información genética externa. Esta información genética puede tener orígenes muy diversos, pudiendo provenir de organismos no relacionados taxonómicamente, siendo necesario el uso de vectores adecuados para su introducción en la planta de interés.
En el LBMV trabajamos activamente en el desarrollo de protocolos de transformación genética de especies vegetales de interés agronómico, empleando la bacteria Agrobacterium tumefaciens o biobalística. Contamos además con la capacidad de introducir la información genética de interés en vectores de clonación empleando técnicas de DNA recombinante.
Marcadores moleculares
Las diferencias que existen entre los organismos pueden explicarse en última instancia por los cambios que ocurren en la molécula de DNA. Se han desarrollado numerosas técnicas, que en conjunto se conocen como marcadores moleculares, las cuales permiten identificar estos cambios y estimar las diferencias genéticas aún entre organismos cercanamente relacionados.
En el LBMV aplicamos algunas de estas técnicas de marcadores moleculares para evaluar la diversidad genética existente en poblaciones naturales de plantas, las relaciones entre variedades cultivadas, o bien para determinar si los procesos de propagación in vitro de plantas introducen cambios genéticos, aún cuando estos no sean evidentes a simple vista.
Análisis de secuencias de DNA y proteínas
A través del uso de herramientas computacionales puede determinarse la presencia de patrones en las secuencias de DNA o proteínas, los cuales pueden ser indicativos de características estructurales o propiedades funcionales de esas moléculas.
En el LBMV empleamos algunas de estas herramientas para el análisis de secuencias promotoras de genes, con el fin de predecir la presencia de posibles regiones regulatorias de la expresión transcripcional, para posteriormente ser evaluadas en forma experimental. Del mismo modo, analizamos secuencias de proteínas como parte de su caracterización funcional o para realizar estudios sobre sus relaciones evolutivas.