Proyectos
EVALUACION Y ANALISIS DE CLÚSTERS BIOSINTETICOS ASOCIADOS A LA PRODUCCION DE LIPOPEPTIDOS EN Paenibacillus CON ACTIVIDAD BIOCONTROLADORA FRENTE A FITOPATOGENOS DEL CULTIVO DE TOMATE
Resumen
En Colombia, el tomate es el segundo cultivo de solanáceas más extenso y productivo. Sin embargo, se ve afectado por fitopatógenos como Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici, FOL que causan importantes pérdidas en producción y es tradicionalmente manejado mediante la aplicación de fungicidas químicos que genera residualidad de los químicos en el fruto (Amini & Sidovich, 2010; Shoaib, et al, 2014) y problemas ambientales como contaminación de agua y suelos, desarrollo de resistencia entre otros (Chen, et al, 2007; Liu et al., 2019; Yin, Liu, Li, & Ma, 2009). El uso de bioinsumos ha sido impulsado en las últimas décadas como alternativa a los fungicidas y constituye un mercado potencial para aprovechar de manera sostenible la biodiversidad microbiana de los diferentes ecosistemas del país. En este sentido, los grupos de Bioprocesos y bioprospección y Estudio y aprovechamiento de productos naturales marinos de la Universidad Nacional, realizaron un proceso de aislamiento, caracterización y selección de cepas bacterianas que pudieran ser escaladas para producción industrial y posterior aplicación en el control biológico de FOL. Este proceso permitió seleccionar la cepa, Paenibacillus sp. PNM200, la cual es capaz de reducir los síntomas producidos por FOL bajo condiciones de invernadero. Esta bacteria produce al menos 12 péptidos con actividad antifúngica (9 de ellos sin identificar), los cuales se inducen por la presencia de FOL en el medio de cultivo suplementado con tejido de tomate, lo que sugería que la actividad biocontroladora in vivo de esta bacteria frente a FOL podría deberse a un proceso de antibiosis (Vinchira-Villarraga, et al, 2021). Infortunadamente, esta información es insuficiente para el desarrollo de un producto comercial. Para confirmar el mecanismo de acción de PNM200, es necesario contar con datos que soporten los hallazgos metabolómicos obtenidos, de forma que se confirme la expresión de estos péptidos in vivo o en sistemas de interacción tripartita controlados y se sugiera una identidad putativa de los compuestos activos no identificados. A la fecha, no se cuenta con información genómica de la cepa y por ende no se tienen claro los mecanismos moleculares que controlan la síntesis de los metabolitos antifúngicos detectados en los ensayos in vitro. Para lograr esto es necesario contar con datos sobre los clústers biosintéticos de genes (BGCs) responsables de la expresión de metabolitos secundarios en PNM200 y en particular, de los péptidos de interés. Esta información debe obtenerse a partir de un genoma anotado de la bacteria con el cual se implemente un análisis de minado genómico que conduzca a la anotación funcional de los BGCs de PNM200 y de manera preliminar permita predecir la estructura de los péptidos que esta bacteria puede sintetizar de forma que se compare con los datos metabolómicos disponibles y se proponga una identidad putativa de estos compuestos. Para ello, se propuso el estudio de esta bacteria como parte del proyecto internacional “Plataforma público-privada de innovación tecnológica destinada a la producción y a la difusión comercial de inoculantes con mayor eficiencia en condiciones de estrés y con menor emisión de óxido nitroso" aprobado en la convocatoria FONTAGRO 2020. Este proyecto tiene como objetivo apoyar el desarrollo de inoculantes biológicos mediante el estudio molecular de los mismos, de forma que se tenga claridad sobre los elementos genómicos que controlan su actividad y se incremente su eficiencia durante y después del proceso de producción. El proyecto es una alianza entre diferentes países hispanoamericanos, incluyendo a Colombia, en los cuales se apoya el estudio genómico de cepas con potencial biotecnológico, como Paenibacillus sp. PNM200. La alianza con los grupos de la UNAL, permitirá la capacitación de estudiantes de posgrado en técnicas de ensamblaje y minado genómico de bacterias, y apoyará el desarrollo de estos inoculantes en Latinoamerica.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA DE APOYO A INICIATIVAS DE INTERCAMBIO DE CONOCIMIENTO QUE PERMITAN FORTALECER ALIANZAS ESTRATÉGICAS 2021
Modalidad:Modalidad 2: Apoyo a proyectos formulados en alianzas estratégicas interinstitucionales con entidades externas nacionales o internacionales
Responsable