El grupo de investigación está orientado a estudiar los mecanismos que regulan el metabolismo especializado (ME) desde tres enfoques, genético, ecológico, y etnobotánico. En el enfoque genético el grupo sondea genomas y perfiles metabólicos de plantas que produzcan compuestos de interés para encontrar cambios genómicos que determinen la producción de estos compuestos. Se utilizan métodos de genética clásica y genómica evolutiva para estudiar compuestos con potencial biotecnológico en la familia Solanaceae y otras familias de interés agronómico o medicinal. A nivel ecológico se estudia la función dual de defensa - atracción jugada por el ME en la interacción entre plantas y herbívoros, por un lado, y entre plantas y polinizadores / dispersores de semilla por el otro. Para ello se identifican variantes genéticas y metabólicas importantes para la defensa contra enfermedades y la reproducción de plantas silvestres y cultivadas. A nivel etnobotánico estudiará el efecto que los humanos han tenido en la evolución del ME. Estudiamos plantas utilizadas por comunidades colombianas para encontrar compuestos útiles y entender cómo estos compuestos han marcado la evolución de plantas y humanos. El grupo de investigación integra datos de diversas fuentes bajo una perspectiva filogenética y de genómica evolutiva. Hacemos uso de información generada por colaboradores o depositada en bases de datos lo cual nos permite estudiar un gran número de especies y compuestos. Gran parte de los análisis metabolómicos y genómicos son llevados en colaboración con el Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology. Nos centramos en el estudio de especies colombianas que no hayan sido suficientemente estudiadas enfocándonos en dos géneros: Por un lado el género Solanum, que presenta más de 300 especies en Colombia y contiene cultivos de importancia como papa, tomate, tomate de árbol, lulo y pepino. Por otro lado, el género Brugmansia que contiene plantas utilizadas en medicina tradicional y con gran potencial biotecnológico. Estudiamos compuestos de importancia ecológica y potencial en agricultura y medicina, como SGAs, acil-azúcares, alcaloides tropanos y antocianinas. Todas estas acciones se realizarán apoyadas en la formación de talento humano para el desarrollo de actividades científicas, promoviendo la educación superior de calidad de jóvenes científicos en programas de maestría y doctorado y semilleros de investigación. Consolidaremos redes de conocimiento con el apoyo de diferentes entidades internacionales, para promover el avance de la ciencia en el país y estar a la vanguardia en investigación. La adquisición y socialización del conocimiento se llevará a cabo mediante una interacción con comunidades locales.

• AGROBIODIVERSIDAD

Las plantas presentan una enorme diversidad de compuestos conocidos como metabolitos especializados. Estos metabolitos no intervienen en las funciones básicas celulares pero son esenciales para la vida sésil de las plantas ya que median su interacción con el ambiente en procesos como la defensa frente a patógenos y herbívoros y la atracción de polinizadores y dispersores de semillas. Dada su diversidad e importancia ecológica los metabolitos especializados también son una invaluable fuente de moléculas con aplicaciones en medicina, agricultura y biotecnología. La mayoría de los metabolitos especializados tienen estructuras químicas complejas, son difíciles de producir sintéticamente y se generan en cantidades pequeñas en plantas cultivadas. Por lo tanto, con el avance de técnicas de genómica y metabolómica una perspectiva promisoria para maximizar la producción de metabolitos útiles se basa en el estudio de la diversidad natural: La secuenciación del genoma de plantas relacionadas pero con perfiles metabólicos distintos puede permitir identificar secuencias de ADN que son importantes para la producción de metabolitos. Estas secuencias pueden ser utilizadas en programas de mejoramiento de plantas o bioingeniería. Adicionalmente este análisis puede ser utilizado en la identificación de nuevas especies o variedades que producen metabolitos en cantidades óptimas. Finalmente, sería posible encontrar nuevos metabolitos con usos potenciales. Para hacer este tipo de estudios es preferible usar grupos de plantas diversos y que contengan tanto especies con usos agronómicos y medicinales como especies huérfanas y silvestres. Aplicamos este esquema en plantas de una familia de plantas con gran diversidad y enorme importancia cultural en el neo-trópico, las Solanáceas. La aplicación de este novedoso esquema permitirá conocer, conservar y aprovechar la biodiversidad colombiana, ayudará a entender la evolución del metabolismo de las plantas y tendrá potenciales aplicaciones en medicina y biotecnología.

Estudiar las bases genéticas, ecológicas y etnobotánicas de la evolución del ME en plantas y encontrar mecanismos genómicos utilizados por estas para producir compuestos con usos agronómicos y medicinales. Estudiar cambios genómicos responsables de la generación de la diversidad metabólica en plantas. Estudiar el papel de la defensa contra la herbivoría y la atracción de polinizadores en la generación de diversidad metabólica en plantas. Evaluar si existe evidencia de domesticación en plantas medicinales y determinar si esta afecta ME

1. Diversidad Metabólica en plantas 2. Herbivoría y diversidad en el metabolismo especializado 3. Domesticación y metabolismo especializado en plantas medicinales

Genomica evolutiva del metabolismo especializado