Linea de Generación y Aplicación del Conocimiento LGAC: Biología Molecular y Fitopatología
Cuerpo Académico: Biotecnología Aplicada a la Ecología y Sanidad Vegetal (CA – UVER – 234)
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Noa-Carrazana, Juan Carlos, Dr.
INBIOTECA, UV
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- Desarrollar protocolos biotecnológicos que permitan el diagnóstico y saneamiento de fitopatógenos en el proceso del cultivo de tejidos.
- Implementar técnicas de identificación y monitoreo de genes, presuntamente asociados a características de interés comercial, en especies seleccionadas por su interés agrícola, ecológico y forestal.
- Caracterizar a nivel genético-molecular virus fitopatógenos y entomopatógenos asociados al ecosistema de montaña.
- Usar las técnicas de biología molecular para el estudio de las relaciones de las plantas con el medio y otros organismos.
La biología molecular ha recorrido un largo camino desde sus inicios con los primeros trabajos de clonación de genes humanos a finales de los años 70´ y la aparición de la primera planta modificada genéticamente en 1982 hasta nuestros días donde constituye una herramienta de uso cotidiano en biología. A la luz de las nuevas técnicas moleculares, se han descubiertos nuevos rasgos relacionados con la ecología, la diversidad y la variabilidad de especies y sus comunidades. Dichos estudios eventualmente han ayudado a replantear la clasificación y la dispersión de especies de plantas y microorganismos, en ocasiones nuevas. Las crecientes investigaciones en biología molecular en el área de las ciencias de la tierra y la vida demuestran su eficacia, y el potencial de ponerlas en practica. La información generada de a partir de la biología molecular ha permitido la creación de nuevos espacios para la difusión de estos resultados científicos. Así se han replanteado las metas y objetivos tanto de revistas indexadas como de forum internacionales. Las técnicas moleculares han llegado para quedarse en el campo de la fitopatología, así los resultados de los análisis han aumentado su sensibilidad en algunos casos hasta cien veces dando más certidumbre en el diagnóstico y la caracterización de enfermedades. La identificación de genes individuales o grupos de genes y el estudio de su expresión requieren el uso de técnicas que permitan la identificación, amplificación y clonación de éstos. Esto nos dará información sobre cuales genes en particular y cuántos de ellos están implicados en procesos de adaptación, resistencia, etc.
Otras temáticas abordados son: Ecología Molecular, Virología de Plantas, Identificación de genes asociados a características de interés en especies Vegetales. Así aspectos como el mejoramiento y desarrollo de nuevas variedades de plantas requiere de mecanismos eficaces para identificar las características deseables y no deseables de un individuo en particular. Inicialmente, y de acuerdo a la historia de la humanidad, esta identificación se hacía en base a características observables o cuantificables. En la actualidad con los avances en el conocimiento de los mecanismos de la herencia, y la expresión y regulación genética, se ha ampliado el espectro de mecanismos a utilizar para la identificación y seguimiento de los diferentes caracteres, y así facilitar la selección de individuos de acuerdo a sus usos potenciales (producción, conservación de germoplasma, rescate de especies en peligro de extinción, etc.). La identificación de genes individuales o grupos de genes para utilizarse en el mejoramiento y desarrollo de nuevas variedades de plantas requiere del conocimiento generado por metodologías que permitan la identificación, amplificación y clonación de éstos, usos de moleculas del metabolismo secundarios (Flores-estévez et al 2013), entre otros. La información que derive de éste proceso nos ayudará a conocer cuales y cuántos genes de ellos están implicados en procesos de adaptación, resistencia, etc. A la par, es necesario investigar el proceso de expresión de estos genes, y tratar de vincularlo con la influencia que el individuo recibe del medio y de otros organismos que con él interactúan. Esta información ampliará el conocimiento para decidir que material biológico es el idóneo para la multiplicación, el mejoramiento y la preservación de las especies con importancia agrícola, forestal, ornamental y ecológica. El estudio de estos genes implica también tratar de entender la variación fenotípica con base en su variación genética al determinar las secuencias del DNA solamente para los genes expresados. Esto puede lograrse aislando el RNA mensajero (mRNA), trasladarlo a cDNA y analizar su secuencia. Estas secuencias se introducen en bases de datos y se comparan con todas las demás secuencias de las bases de datos para ver si se equiparan con genes cuya función ha sido determinada. Se han elaborado ya bases de datos disponibles al público, para Pinus, Picea, Populus, y Eucalyptus. De igual forma el camino puede darse en sentido contrario y seleccionar genes ya publicados y caracterizados en especies afines para tratar de localizarlos en especies de nuestro interés. La línea de investigación aquí propuesta nos permitirá ampliar el conocimiento que nos lleve a decidir que material biológico es el idóneo para la multiplicación, el mejoramiento y la preservación.
El trabajo en esta línea de investigación está encaminado al estudio y la caracterización por medio de herramientas biotecnológicas moleculares de especies agrícolas-forestales económicamente importantes. En este sentido el uso de estas técnicas nos ha permitido diagnosticar y caracterizar especies virales fitopatógenas adaptadas a nuestro ecosistema agrícola (Silva-Rosales et al. 2000, Flores et al, 2000). Estas investigaciones en algunos casos han constituido primeros reportes para México (Noa-Carrazana & Silva-Rosales, 2001; Flores et al, 2000) lo que nos permite adecuar el manejo de los cultivos de manera más apropiada considerando nuevos patógenos, la estandarización de protocolos de diagnósticos para virus y el estudio de la dispersión de estos han permitido adecuar el manejo de cultivos tan presentes en la agricultura mexicana como el frijol, estos resultados además han sido publicados en una revista indexada (Flores-Estévez , et al 2003). Desde el punto de vista de la evolución se han caracterizados nuevas aislamientos virales (Espejel et al. 2006) con estudios genético moleculares enfocados en la variabilidad y dispersión de estas enfermedades, así como su posible origen (Noa-Carrazana, et al. 2006, Hernández Pérez et al 2009). Esta línea de investigación se ha involucrado en el desarrollo de técnicas novedosas de avanzada para caracterización de especies (Ramos-Fernández et al 2013), tratar de entender eventos más complejos como la estructura y evolución de los genomas de especies frutales tropicales y sus fitopatógenos (Safar et al. 2004) (Noa-Carrazana, et al. 2007). En paralelo, el desarrollo de esta línea de investigación, permitirá a nuestra entidad impartir una oferta educativa que abarque temas fundamentales de la biología molecular, impartidos tanto de forma teórica como práctica.
La formación de recursos humanos está contemplada como tarea primordial dentro ha propiciado la titulación de 1 estudiante egresado del Doctorado de Ecología y Biotecnología, Universidad Veracruzana, 8 estudiantes de las carreras de Ingeniero Agrónomo, y Biología. Los investigadores adscritos a esta línea continúan incorporando periódicamente estudiantes de licenciatura y posgrado interesados en realizar trabajos de investigación propios de la línea. Se han gestionado y obtenido recursos e infraestructura de SEP-PROMEP y SAGARPA y SEP-CONACYT, FOMIX-Veracruz entre otras fuentes financieras.
