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.