Bioquímica y Biología Molecular de Proteínas

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Líneas de Investigación

Respuesta de las plantas al estrés por deficiencia de agua.

En el laboratorio estamos interesados en conocer los mecanismos que determinan la tolerancia a la sequía en plantas soya y sorgo. Así como en determinar el impacto de la asociación planta-hongo en dicha tolerancia, basados estudios bioquímicos, fisiológicos y de proteómica diferencial. La identificación de más de 51 proteínas que cambian en respuesta al estrés permitió demostrar que los cambios ocurren en proteínas de diferentes grupos funcionales en plantas sin micorriza y asociadas a hongos micorrízicoa. El análisis bioinformático de las interacciones proteína-proteína reveló la participación de diferentes vías metabólicas en el sorgo no asociado a hongos micorrízicos, en comparación con el sorgo asociado a hongos micorrízico en plantas sometidas a déficit hídrico. En plantas nomicorrizadas, las proteínas que cambian están relacionadas con síntesis y plegamiento de proteínas junto con señales múltiples de vías de transducción de señales. Por el contrario, en las planta micorrízisadas, las proteínas relacionadas al metabolismo energético, metabolismo del carbono y fosforilación oxidativa fueron las mayormente afectadas. Estos resultados han permitido proponer los mecanismos moleculares implicados bajo condiciones de déficit hídrico en plantas de sorgo solas o asociadas con hongos micorrízicos. Estudios fisiológicos han demostrado que la asociación planta-micorriza mejora el crecimiento y la fotosíntesis en las plantas, en condiciones normales y bajo condiciones de déficit hídrico. Actualmente se plantea determinar si el mecanismo de adaptación al déficit hídrico propuesto para sorgo sin micorriza y asociado a hongos micorrízicos, se presenta también en una dicotiledónea como soya.

Cistatina en el control de fitopatógenos.

También estamos interesados en la caracterización bioquímica y molecular de cistatinas de plantas. Las cistatinas son proteínas que inhiben la actividad de enzimas proteolíticas presentes en diferentes organismos. Estamos interesados en evaluar el potencial de las cistatinas en el control de fitopatógenos en cultivos de importancia agronómica. En trabajo realizado en el laboratorio aislamos el gen de una cistatina de semillas de amaranto, la cual producimos de manera recombinante en Escherichia coli (Valdés et al., 2010). La cistatina demostró ser capaz de inhibir el crecimiento y desarrollo de diferentes especies de hongos fitopatógenos en ensayos in vitro (Valdés-Rodríguez et al.,2010; Guzmán-de Peña et al., 2015) y nemátodos fitoparásitos (Cervantes-Juan et al., 2018) que afectan cultivos de importancia agrícola. En trabajos recientes en ensayos in vitro se comprobó que la cistatina inhibe el crecimiento de los hongos aislados de jitomate y que es capaz de controlar y prevenir el desarrollo del tizón temprano producido por Alternaria sp. en cultivos de tomate, en ensayos en invernadero (Cervantes-Juan et al., 2020). Posteriormente se encontró que aplicaciones de la cistatina en invernaderos de productores de tomate, permitieron controlar la enfermedad que producía este hongo, de manera similar al de un tratamiento químico convencional. Aunque aún se requiere llevar a cabo evaluaciones a mayor escala, los resultados obtenidos sugieren que la cistatina podría ser útil en el control de hongos patógenos de tomate, la cual tiene la ventaja de ser un producto biológico, biodegradable, que no representa ningún riesgo potencial para la salud humana y el medio ambiente.

SilviaValdes

Nombre Investigador
Investigador Principal

19

María Karina Manzo Valencia
Auxiliar de Investigación

22

Julio César García Rodríguez
Estudiante de Doctorado

110

Mariana Atzhiry Rojas Raya
Estudiante de Doctorado
(Codirección con el Dr. Martin Heil)

MaríaMagdalenaCervantesSValdez

María Magdalena Cerventes Juan
Estudiante de Doctorado

21

Gaby Elena Arteaga Ochoa
Estudiante de Licenciatura

23

Jorge Tamayo Vallejo
Estudiante de Licenciatura

20

Roxana Silerio Espinoza
Estudiante de Licenciatura

  • Olalde-Portugal V, Cabrera-Ponce JL, Gastelum-Arellanez A, Guerrero-Rangel A, Winkler R, Valdés-Rodríguez S. (2020). Proteomic analysis and interactions network in leaves of mycorrhizal and nonmycorrhizal sorghum plants under water deficit. PeerJ 8:e8991 https://doi.org/10.7717/peerj.8991
  • Magdalena Cervantes Juan, Víctor Olalde Portugal, Monica Berenice Martínez Franco, María Isabel Notario Zacarías, Silvia Edith Valdés Rodríguez (2020). Amaranth cystatin prevents and controls of early blight in tomato. La cistatina de amaranto previene y controla el tizón temprano en tomate. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas 11(3): 567-580 DOI: https://doi.org/10.29312/remexca.v11i3.2066.
  • Jiménez-Delgadillo R, Valdés-Rodríguez SE, Olalde-Portugal V, Abraham-Juárez R, García-Hernández JL (2018). Effect of pH and temperature on the growth and antagonistic activity of Bacillus subtilis on Rhizoctonia solani. Efecto del pH y temperatura sobre el crecimiento y actividad antagónica de Bacillus subtilis sobre Rhizoctonia solani). Revista Mexicana de Fitopatología 36(2):256-275. doi: 10.18781/R.MEX.FIT.1711-3
  • Silvia Valdés-Rodríguez, Juan Pablo Galván-Ramírez, Armando Guerrero-Rangel and Alberto Cedro-Tanda (2015). Multifunctional amaranth cystatin inhibits endogenous and digestive insect cysteine endopeptidases: A potential tool to prevent proteolysis and for the control of insect pests. Biotechnol. Appl. Biochem. 62(5):634-641 doi: 10.1002/bab.1313. ISSN: 0885-4513 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/bab.1313/epd
  • Dora Linda Guzmán-de-Peña, Ana María Correa-González, Laura Valdés-Santiago, Claudia G. León-Ramírez, Silvia Valdés-Rodríguez (2015). In vitro effect of recombinant amaranth cystatin (AhCPI) on spore germination, mycelial growth, stress response and cellular integrity of Aspergillus niger and Aspergillus parasiticus. Mycology 6(3-4):168-175, doi: 10.1080/21501203.2015.1112857 http://dx.doi.org/10.1080/21501203.2015.1112857

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