BIOTECNOLOGÍA DE PLANTAS

Descripción

Las actividades del grupo de investigación se centran en tres grandes áreas: el cultivo in vitro de plantas y tejidos vegetales, el análisis de la calidad y seguridad de los alimentos y la conservación de recursos forestales. En este sentido, el grupo posee amplia experiencia en el empleo de tecnologías moleculares, como la transformación genética de plantas o el desarrollo de marcadores moleculares, que son imprescindibles en estas áreas de investigación.

 

 

Miembros del Grupo

 

 

 

Espino Nuño, Francisco Javier

jespino@ucm.es

 

Gallego Rodríguez, Francisco Javier

fjgalleg@ucm.es

 

Linacero de la Fuente, Rosario

charolin@ucm.es

 

Rueda Muñoz de San Pedro, Julia

jrueda@ucm.es

 

Líneas de investigación

  • Cultivo in vitro y  transformación de plantas. Variación somaclonal .

El cultivo in vitro es una de las metodologías más útiles en la Biotecnología de Plantas tanto por su aplicación a la clonación de genotipos como por su utilización en la mayoría de los protocolos de obtención de plantas transgénicas. El fenómeno de la variación somaclonal puede incidir negativamente en el desarrollo de esta metodología. Para evitarlo es necesario determinar la presencia de plantas no deseadas entre las propagadas de forma rápida y eficiente

El grupo de investigación lleva muchos años estudiando tanto los aspectos genéticos como los epigenéticos de la variación somaclonal utilizando distintos tipos de marcadores moleculares.

 

  • Calidad y seguridad alimentaria.

a)    Detección de alergenos de frutos secos en alimentos procesados

Hemos desarrollado métodos basados en la RT-PCR para detectar la presencia de trazas ocultas de alergenos en alimentos procesados. Para ello es necesario determinar el efecto del procesado tecnológico de alimentos en la detección de las secuencias diana. Este trabajo lo llevamos a cabo en colaboración con el Grupo de la Dra Carmen Cuadrado (Departamento de Tecnología de los Alimentos, INIA).

 

b)    Desarrollo de genosensores

Estamos interesados en el desarrollo de biosensores electroquímicos capaces de ser utilizados como herramientas para la detección de especies no declaradas en alimentos. Para ello identificamos secuencias de ADN específicas de determinadas especies de interés alimentario que son empleadas como sondas en biosensores. Este trabajo lo llevamos a cabo en colaboración con el Grupo de Electroanálisis Y Biosensores Electroquímicos dirigido por el Prof. José Manuel Pingarrón (Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Complutense de Madrid).

 

  • Conservación de recursos forestales:

a)     Recursos forestales y cambio climático.

Los bosques relictos representan un modelo excepcional para el seguimiento de los síntomas relacionados con el cambio climático. En los últimos años, muchos estudios dan cuenta de que el cambio climático no solo es responsable de la extinción de muchas especies sino también de la reducción de la variabilidad genética en otras tantas. Por ello, estamos estudiando el efecto causado por el cambio climático en poblaciones forestales amenazadas a fin de comprender los posibles efectos a largo plazo sobre la biodiversidad. Este trabajo lo llevamos a cabo en colaboración con los grupos del Prof. Jose Antonio Carreira (Área de Ecología, Universidad de Jaén) y del Prof. Juan Carlos Linares (Área de Ecología, Universidad Pablo de Olavide, Sevilla).

 

b)    Metagenómica de suelos forestales

El desarrollo de herramientas moleculares para el estudio de todos los genomas presentes en un suelo permite la identificación de especies de microorganismos que hasta el momento habían pasado inadvertidas al no poder cultivarse. Estamos analizando de este modo los microorganismos presentes en muestras de suelos asociados a diferentes especies vegetales. Este trabajo se realiza en colaboración con el grupo de la Profa. María Pérez Fernández (Área de Ecología, Universidad Pablo de Olavide, Sevilla).

 

Publicaciones recientes

-      Espino FJ, Linacero R, Rueda J, Vazquez AM. Shoot regeneration in four Begonia genotypes. Biologia Plantarum 2004, 48:101-104.

-      Alves E, Ballesteros I, Linacero R, Vazquez AM. RYS1, a foldback transposon, is activated by tissue culture and shows preferential insertion points into the rye genome. Theoretical and Applied Genetics 2005, 111:431-436.

-      Gallego FJ, Perez MA, Nunez Y, Hidalgo P. Comparison of RAPDs, AFLPs and SSR markers for the genetic analysis of yeast strains of Saccharomyces cerevisiae. Food Microbiology 2005, 22:561-568.

-      Nunez Y, Gallego FJ, Ponz F, Raposo R. Analysis of population structure of Erysiphe necator using AFLP markers. Plant Pathology 2006, 55:650-656.

-      Fontecha G, Silva-Navas J, Benito C, Mestres MA, Espino FJ, Hernandez-Riquer MV, Gallego FJ. Candidate gene identification of an aluminum-activated organic acid transporter gene at the Alt4 locus for aluminum tolerance in rye (Secale cereale L.). Theoretical and Applied Genetics 2007, 114:249-260.

-      Benito C, Gallego FJ. Resistencia a iones tóxicos. In La adaptación al ambiente y los estréses abióticos en la mejora vegetal. Edited by Ávila C, Atienza S, Moreno M, Cubero J. Junta de Andalucia Consejería de Agricultura y Pesca; 2008. 315-360

-      Fernandez MP, Nunez Y, Ponz F, Hernaiz S, Gallego FJ, Ibanez J. Characterization of sequence polymorphisms from microsatellite flanking regions in Vitis spp. Molecular Breeding 2008, 22:455-465.

-      Moreno-Sanchez N, Diaz C, Carabano MJ, Rueda J, Rivero J-LL. A comprehensive characterisation of the fibre composition and properties of a limb (Flexor digitorum superficialis, membri thoraci) and a trunk (Psoas major) muscle in cattle. Bmc Cell Biology 2008, 9.

-      Poza-Carrion C, Aguilar I, Gallego FJ, Nunez-Moreno Y, Biosca EG, Gonzalez R, Lopez MM, Rodriguez-Palenzuela P. Brenneria quercina and Serratia spp. isolated from Spanish oak trees: molecular characterization and development of PCR primers. Plant Pathology 2008, 57:308-319.

-      Ballesteros I, Linacero R, Vazquez AM. Mitochondrial DNA amplification in albino plants of rye (Secale cereale L.) regenerated in vitro. Plant Science 2009, 176:722-728.

-      Diaz C, Moreno-Sanchez N, Rueda J, Reverter A, Wang YH, Carabano MJ. Model selection in a global analysis of a microarray experiment. Journal of Animal Science 2009, 87:88-98.

-      Benito C, Silva-Navas J, Fontecha G, Hernandez-Riquer MV, Eguren M, Salvador N, Gallego FJ. From the rye Alt3 and Alt4 aluminum tolerance loci to orthologous genes in other cereals. Plant and Soil 2010, 327:107-120.

-      Moreno-Sanchez N, Rueda J, Carabano MJ, Reverter A, McWilliam S, Gonzalez C, Diaz C. Skeletal muscle specific genes networks in cattle. Functional & Integrative Genomics 2010, 10:609-618.

-      Vazquez AM, Linacero R. Stress and Somaclonal Variation. In Plant Developmental Biology: Biotechnological Perspectives Vol 2. Edited by Pua EC, Davey MR; 2010: 45-64

-      Gallego FJ. Introducción. In Selección Genética y Genómica  en Agricultura, Ganadería, Silvicultura y Acuicultura. . Genoma España; 2011

-      Gallego FJ. Aplicación de la Selección Genética y Genómica en Silvicultura. In Selección Genética y Genómica  en Agricultura, Ganadería, Silvicultura y Acuicultura. Genoma España; 2011

-      Gallego FJ. Conclusiones. In Selección Genética y Genómica  en Agricultura, Ganadería, Silvicultura y Acuicultura. Genoma España; 2011

-      Linacero R, Rueda J, Esquivel E, Bellido A, Domingo A, Vazquez AM. Genetic and epigenetic relationship in rye, Secale cereale L., somaclonal variation within somatic embryo-derived plants. In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant 2011, 47:618-628.

-      Gallego FJ. Regulación de la expresión génica eucariótica. In Genética Conceptos esenciales. Edited by Benito C, Espino J. Editorial Médica Panamericana; 2012

-      Linacero R. Biotecnología. In Genética Conceptos esenciales. Edited by Benito C, Espino J. Editorial Médica Panamericana; 2012

-      Moreno-Sanchez N, Rueda J, Reverter A, Jesus Carabano M, Diaz C. Muscle-specific gene expression is underscored by differential stressor responses and coexpression changes. Functional & Integrative Genomics 2012, 12:93-103.

-      Pradillo M, Lopez E, Linacero R, Romero C, Cunado N, Sanchez-Moran E, Santos JL. Together yes, but not coupled: new insights into the roles of RAD51 and DMC1 in plant meiotic recombination. Plant Journal 2012, 69:921-933.

-      Silva-Navas J, Benito C, Tellez-Robledo B, Abd El-Moneim D, Gallego FJ. The ScAACT1 gene at the Q(alt5) locus as a candidate for increased aluminum tolerance in rye (Secale cereale L.). Molecular Breeding 2012, 30:845-856.

-      Linacero R. Transcripción. In Genética Conceptos esenciales. Edited by Benito C, Espino J. Editorial Médica Panamericana; 2012.

-      Iniesto E, Jimenez A, Prieto N, Cabanillas B, Burbano C, Pedrosa MM, Rodriguez J, Muzquiz M, Crespo JF, Cuadrado C, Linacero R. Real Time PCR to detect hazelnut allergen coding sequences in processed foods. Food Chemistry 2013, 138:1976-1981.

-      Cabanillas B, Maleki S, Rodríguez J, Cheng H, Teuber S, Mikhael Wallowitz L, Muzquiz M, Pedrosa M, Linacero R, Burbano C, et al. Allergenic properties and differential response of walnut subjected to processing treatments. Food Chemistry 2014, 157:141-147.

-      Abd El-Moneim D., Figueiras A. M., Silva-Navas J., Gallego F. J., Benito C. 2014. On the consequences of aluminum stress in rye: repression of two mitochondrial malate dehydrogenase mRNAs. Plant Biology. En prensa.

-      D. Abd El Moneim, R. Contreras, J. Silva-Navas, F.J. Gallego, A.M. Figueiras, C. Benito. 2014. "Pectin methylesterase gene and aluminum tolerance in Secale cereale". Environmental and Experimental Botany. En prensa.

-      R. Contreras, A.M. Figueiras, F.J. Gallego, C. Benito. 2014. Brachypodium distachyon: a model species for aluminium tolerance in Poaceae. Functional Plant Biology. En prensa.

 

Servicios

Nuestro grupo desarrolla de forma rutinaria técnicas y metodologías, como los Marcadores Moleculares de DNA o el  Cultivo in Vitro de tejidos vegetales, con aplicaciones prácticas que pueden de ser de interés para empresas y otras instituciones públicas:

-      Marcadores Moleculares:

  • Identificación de especies.
  • Detección de alérgenos en alimentos procesados.
  • Certificación de razas o especies en alimentos de calidad.

 

-      Cultivo in vitro de tejidos vegetales:

  • Propagación de genotipos.
  • Determinación de la estabilidad genética de plantas regeneradas.
  • Identificación de variantes.

 

Proyectos

-      Caracterización de la variabilidad genética de poblaciones ibéricas de la perdiz roja Alectoris rufa (REN2003-08688). MCYT. 2004-2007. Nuno Henriques.

-      Desarrollo de Herramientas Genómicas en Centeno (PR1/05-13320). UCM. 2005. Francisco Javier Gallego.

-      Genética de la tolerancia al aluminio en centeno: identificación de genes candidatos. Proyecto Santander/Complutense. 2005-2007. Cesar Benito Jiménez.

-      Análisis citogenético y genómico (910452). Comunidad de Madrid. 2006. Tomás Naranjo.

-      Evaluación de la variación epigenética en líneas celulares y plantas regeneradas de centeno. UCM. 2006. Ana Mª Vázquez.

-      Evaluación de la variación epigenética en plantas regeneradas y transgénicas. Ministerio de Ciencia e Innovación. 2006-2009. Ana Mª Vázquez.

-      Evaluación de la variación epigénetica en plantas regeneradas y transgénicas (PR41/06-14923). Santander/ UCM. 2007-2008. Ana Mª Vázquez.

-      Base genética de las diferencias de calidad de carne entre dos músculos de vacuno con valor comercial distinto: análisis de expresión génica diferencial mediante microarrays. Ministerio de Ciencia e Innovación. 2007-09. Josefina Clara Díaz.

-      Estudio proteómico de la ruta de la ubiquitina para la mejora de plantas de interés agroalimentario (S-GEN-0191-2006). Comunidad de Madrid. 2007-2010. Francisco Javier Gallego.

-      Biotecnología de Plantas: Análisis de secuencias variables en cultivo in vitro (CCG07-UCM/GEN-3020). UCM. 2008. Ana Mª Vázquez.

-      Explotación de la diversidad genética de Beauveria bassiana para el control biológico de la broca del café en Honduras (A/7580/07). AECI. 2008. César Benito Jiménez.

-      Regulación de la expresión del gen de tolerancia al aluminio ScALMT1 de centeno (PR1/08-15923-A). UCM. 2008. Francisco Javier Gallego.

-      Variabilidad en el gen scALMT1 (transportador de malato activado por aluminio) y la tolerancia al aluminio en centeno. Proyecto Santander/Complutense. 2008-2009. César Benito Jiménez.

-      Aislamiento, caracterización estructural y regulación de la expresión de genes de las familias ALMT y MATE de tolerancia al aluminio en centeno (AGL2008-03049). MEC. 2008-2011. César Benito Jiménez.

-      Propiedades alergénicas de frutos secos sometidos a tratamiento de autoclave y alta presión. Ministerio de Ciencia e Innovación. 2009-2012. Rosario Linacero.

-      Systematic analysis of factors controlling meiotic recombination in higher plants (MeioSys). Unión Europea. 2009-2014. Juan Luis Santos.ç

-      El gen AACT1 y la tolerancia al aluminio en centeno (PT2009-0096). Ministerio de Ciencia e Innovación, Portugal. 2010-2011. César Benito y Olinda Pinto-Carnide.

-      Nuevos sistemas de producción ganadera para maximizar la calidad de los productos cárnicos y el bienestar animal. Comunidad de Madrid. 2010-2013. Josefina Clara Díaz.

-      Biotecnología de plantas. Banco Santander. 2011. Rosario Linacero.

-      Efecto de procesado tecnológico combinando temperatura, presión y tratamientos enzimáticos sobre la reactividad alergénica de frutos secos (anacardo, pistacho y castaña). Ministerio de Ciencia e Innovación. 2013-15.Carmen Cuadrado.