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WORKSHOP: New Frontiers in Plant Biology

Durante los días 15-17 junio 2016, se ha celebrado la segunda edición del Taller “New Frontiers in Plant Biology” en el Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP UPM-INIA). La celebración de este Taller se inserta en el contexto de las actividades del CBGP orientadas a comunicar e intercambiar los avances científicos más recientes y las tecnologías emergentes en el campo de la Biología Vegetal y su impacto en la Bioeconomía

Al evento acudieron más de 190 científicos de 10 países, los cuales trabajan en diferentes ámbitos de la biología vegetal. El Taller fue inaugurado por el rector de la UPM, Profesor Guillermo Cisneros, la Subdirectora General de Investigación y Tecnología del INIA, Dra. Isabel Cañellas, y el Director del CBGP, Profesor Antonio Molina. Durante sus alocuciones todos ellos describieron las misiones principales del CBGP y su relevancia para los objetivos de la UPM y del INIA, así como para sus planes estratégicos de I+D. Se destacó así mismo la excelente visión de biología traslacional de los investigadores del CBGP, quienes están desarrollando proyectos y tecnologías que sin duda resultarán en novedosas aplicaciones y productos para la industria agroalimentaria.


El Taller se enfocó sobre diferentes aspectos del desarrollo de las plantas y sus respuestas a los estreses abióticos, así como en sus interacciones con otros organismos, tanto patógenos como mutualistas. También se presentaron y discutieron algunos de los progresos más recientes en las tecnologías biómicas y en la biología computacional. Se prestó una atención especial a las especies modelo vegetales y al impacto que el avance científico tendrá en estos biosistemas, incluyendo las secuencias genómicas, para el desarrollo de futuras aplicaciones agrícolas, alimentarias, sanitarias, industriales y medioambientales. Los investigadores y los representantes del sector económico de la agroalimentación tuvieron la oportunidad de debatir, en un entorno abierto, sobre las direcciones futuras y las aplicaciones potenciales de tecnologías y conceptos novedosos.
 

Sesión sobre “Desarrollo Vegetal”- Moderada por: Mónica Pernas

El Dr. Crisanto Gutiérrez, del CBMSO-CSIC, describió los avances más recientes de su grupo en el tema de la proliferación y desarrollo de células vegetales, así como la relevancia del “contexto cromatínico” en la regulación de estos procesos. Este contexto determina la replicación del DNA y la división celular. El Dr. Arp Schnittger, de la Universidad de Hamburgo, habló de los “misterios de la meiosis”, un mecanismo genético esencial poco estudiado en plantas. Su grupo ha identificado varios componentes reguladores clave, que determinan los procesos de entrada a línea germinal, posiblemente relevantes para entender la recombinación desigual del DNA durante la meiosis, que supone actualmente un cuello de botella en los procesos de mejora genética. La DraSiobhan Brady, de la Universidad de California en Davis, describió nuevas funciones del complejo PRC2, regulador del silenciamiento génico transcripcional. Entre estas funciones está la modulación de distintos procesos del desarrollo vegetal, como la formación del tejido vascular. Su grupo ha identificado un conjunto de factores de transcripción que regulan la expresión de PRC2, constituyendo así un nivel adicional de regulación de la expresión génica. La Dra. Doris Wagner, de la Universidad de Pennsylvania en Filadelfia, describió las nuevas funciones de las fitohormonas ácido giberélico (GA) y auxinas que están emergiendo en el control de la floración, así como el impacto de estos procesos reguladores en el rendimiento de los cultivos. Su grupo ha caracterizado varios reguladores fundamentales, como la proteína BRM que contribuye a la resistencia a los estreses abióticos mediante la modulación de la ruta de señalización del ácido abscísico (ABA).

Sesiones sobre “Interacciones de las plantas con el ambiente”- Moderadas por: Emilia López-Solanilla y Fernando García-Arenal

El Dr. Shen-Yang He, de la Michigan State University en East Lansing, resaltó la relevancia del estudio de los tres componentes del triángulo biótico (plantas-microorganismos-ambiente) para la comprensión global de la respuesta a los microbios patógenos y a los beneficiosos. Presentó los resultados obtenidos en su grupo utilizando el equipo “FlowPot”, el cual permite cultivar plantas en suelo bajo condiciones axénicas (libres de microbios) y holoxénicas (reinoculadas con microbios del suelo). Estos análisis han permitido demostrar que los microorganismos edáficos contribuyen a la inmunocompetencia de las plantas, al igual que en los animales, puesto que las plantas cultivadas axénicamente resultaron ser altamente susceptibles a varios patógenos. La Dra. Maria Harrison, de la Universidad de Cornell en Ithaca, explicó el papel del GA, de las proteínas DELLA reguladoras de la ruta del GA y del fosfato inorgánico del suelo en la regulación de la colonización de las plantas por las micorrizas arbusculares. Introdujo el concepto de la “espera genómica”: un número mayor de genomas vegetales secuenciados suministrará una información esencial para la identificación de los genes maestros del proceso de micorrización, como RAD1, una fosfatasa reguladora clave de este proceso. El Dr. Roberto Solano, del CNB-CSIC, presentó los avances más recientes de su grupo en la caracterización de la señalización por ácido jasmónico (JA) en la especie Marchantia, planta con un genoma realmente sencillo que constituye un sistema muy adecuado para comprender y caracterizar los elementos evolutivos esenciales de algunas rutas de señalización, como la del JA. Los resultados del grupo de Solano apuntan a la conservación de componentes de la ruta del JA en Marchantia, aunque no parece que esta hormona se sintetice en esta planta:” ruta de JA, pero sin JA”. El Dr. Stephan Blanc, del INRA-CNRS en Montpellier,  describió la paradoja de los virus vegetales multipartitos que no cumplen principios virológicos bien establecidos. Mostró, mediante una serie de experimentos muy bien definidos, cómo los nanovirus pueden establecer infecciones sistémicas efectivas en plantas enteras pese a replicar sólo partes del genoma viral completo en cada célula individual. Este hallazgo viene a añadir un nivel de complejidad adicional en la evolución de los genomas virales. La Dra. Carmen Castresana, del CNB-CSIC, mostró los avances más recientes de su grupo en la caracterización del papel de las oxilipinas en la regulación de la inmunidad vegetal innata. El grupo de Castresana ha obtenido una amplia colección de mutantes de Arabidopsis  (noxy) que no responden a las oxilipinas. La caracterización de algunos de estos mutantes ha revelado la relevancia de las mitocondrias y de la integridad de la pared celular en la regulación de respuestas inmunes de las plantas mediada por oxilipinas. La Dra. Karin Krupinska, de la Universidad de Kiel, describió la nueva función de proteínas WHIRLY de plantas. Este grupo de proteínas que unen DNA/RNA regula la acumulación de algunos grupos particulares de miRNAs, que influyen sobre algunos procesos biológicos. El Dr. Michael Feldbrügge, de la Universidad Heinrich-Heine de Düsseldorf, describió un nuevo mecanismo de traducción local de mRNAs en el endosoma de Ustilago maydis, un patógeno del maíz. Señaló que este mecanismo molecular podría tener una aplicación biotecnológica relevante pues podría utilizarse para producir y secretar proteínas heterólogas, como quitinasas o proteínas surfactantes. En la última conferencia de estas sesiones el Dr. Holger Putchka, del Instituto Botánico II de Karlsruhe, describió las tecnologías emergentes de edición genómica, incluyendo CRISPR/Cas9, y su casi ilimitado potencial para generar nuevas mutaciones y aplicaciones genéticas. Su presentación constituyó un buen ejemplo de las Nuevas Fronteras de la Biología Vegetal y del impacto de estas nuevas tecnologías en la mejora genética vegetal.

Sesión sobre “Biología sintética y de sistemas”- Moderada por: Fernando Ponz

El Dr. Chris Voigt, Codirector del Centro de Biología Sintética del MIT, habló sobre las aplicaciones de la biología sintética en la agricultura. En particular, se centró en la remodelización de los grupos de genes de la fijación biológica del nitrógeno y en su transferencia a una variedad de microorganismos ecológicamente importantes. El Dr. Yuri Gleba, Director Ejecutivo de las empresas biotecnológicas Icon Genetics y Nomad Bioscience, explicó cómo estas compañías están explotando el potencial de sus propias tecnologías basadas en virus para la expresión transitoria en plantas (“molecular farming”) y conseguir así la penetración en nuevos mercados biotecnológicos, que abarcan desde la biomedicina hasta la industria alimentaria. El Dr. Paulo Arruda, de la Universidad de Campinas, presentó la primera descripción en profundidad del microbioma de la caña de azúcar, trabajo llevado a cabo en colaboración con científicos del CBGP. La caña de azúcar presenta un rico y complejo microbioma caracterizado por una sorprendente abundancia de hongos, principalmente levaduras. En cuanto a las bacterias, muchos de los endófitos de la caña previamente aislados han resultado ser, curiosamente, componentes menores del microbioma, mientras que los componentes principales aún tienen pendiente su caracterización. El Dr. Gabino Sánchez, de Plant Research International en la Universidad de Wageningen, introdujo el concepto de la “espera genómica reducida” y la importancia de obtener genomas bien secuenciados para acelerar los programas de I+D en los laboratorios públicos y privados. Presentó los avances tecnológicos más recientes, como el mapeo óptico, aplicables al ensamblado genómico, y su influencia en la mejora genética y la caracterización de los recursos genéticos. También destacó ejemplos de oportunidades multisectoriales para trasladar los avances técnicos y computacionales desde el sector médico al agroalimentario.

Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas UPM – INIA Parque Científico y Tecnológico de la U.P.M. Campus de Montegancedo
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