Fuente de financiamiento: SECIHTI, Ciencia Básica y de Fronteras

Introducción

El estudio de las funciones benéficas de la microbiota de plantas nativas es clave para identificar microorganismos que aumenten la resiliencia de cultivos ante el cambio climático. La simbiosis Rhizobium-fabácea (Fabaceae o Leguminosae) en nódulos es un mecanismo bien caracterizado para la fijación de nitrógeno y promoción del crecimiento vegetal (PGP). Sin embargo, se desconoce cómo diversos procesos ecológicos moldean estas interacciones, limitando su aprovechamiento biotecnológico. Por esto, se requieren nuevos modelos, herramientas y estrategias de investigación que incorporen esta complejidad ecológica para entender cómo las funciones PGP emergen en las comunidades bacterianas, la influencia del hospedero y el impacto del estrés biótico y abiótico.

Este proyecto investigará las interacciones y funciones PGP clave de la microbiota de raíces en fabáceas nativas de México de ambientes contrastantes, Psorothamnus emoryi (dunas costeras) y Dalea versicolor (montañas templadas), analizando su contribución a la resiliencia de las plantas ante factores de estrés. Se realizarán análisis metagenómicos y metabolómicos en campo para evaluar las interacciones planta-microbiota y sus efectos en la salud vegetal. Para descifrar cómo estas interacciones moldean las funciones PGP, se ensamblarán comunidades sintéticas (SynComs) a partir de bacterias aisladas de la rizosfera de estas fabáceas. Finalmente, se evaluará la contribución de las SynComs a la salud de Medicago sativa (alfalfa), una fabácea de interés agronómico, bajo estrés biótico y abiótico, monitoreando la eficiencia en el uso de nitrógeno y agua.

Integrando ciencias ómicas, ecología sintética y fisiología vegetal, se explorarán las bases ecológicas que regulan las funciones PGP de la microbiota de fabáceas nativas, promoviendo el aprovechamiento biotecnológico de esta microbiodiversidad para la resiliencia y sostenibilidad de los agroecosistemas.

Objetivo General

Investigar la estructura y las funciones benéficas de la microbiota asociada a fabáceas nativas adaptadas a diferentes condiciones ambientales, integrando análisis metagenómicos, metabolómicos y el ensamble de comunidades sintéticas (SynComs) funcionales para conocer el efecto de las interacciones y promover, mediante inoculantes multi-especie, la tolerancia de cultivos ante el estrés biótico y abiótico.

Objetivos Particulares

1. Evaluar el efecto del hospedero y de las condiciones ambientales sobre la estructura de comunidades bacterianas y la fisiología de fabáceas silvestres, a través de un estudio comparativo en campo incluyendo 1) Psorothamnus emoryi (Dalea del desierto, península de Baja California), 2) Dalea versicolor (de clima templado en Pátzcuaro Mich.).
2. Evaluar las funciones benéficas in vitro de bacterias aisladas de las fabáceas nativas, identificando los rasgos funcionales relevantes para las fabáceas en distintos ambientes.
3. Ensamblar comunidades sintéticas (SynComs) a partir de los aislados de cada planta y analizar cómo las interacciones entre bacterias y con el hospedero moldean las funciones benéficas bajo diferentes condiciones ambientales.
4. Evaluar el efecto de la inoculación con Syncoms sobre la salud de plantas modelo ante diferentes condiciones de estrés.