Estudio de la acción reguladora del metabolismo primario plastidial sobre la respuesta de las plantas a compuestos volátiles “beneficiosos” emitidos por microbios patógenos

En la fase de pre-colonización, los microorganismos emiten compuestos volátiles (VCs) que fomentan el crecimiento y la fotosíntesis de las plantas. Estos compuestos también fomentan cambios en la arquitectura radicular que incrementan la capacidad exploratoria de la planta para captar agua y nutrientes. Recientemente, hemos demostrado que gran parte de la respuesta de las plantas a los VCs microbianos está regulada por mecanismos no-transcripcionales en los que los cambios del estado redox de la maquinaria fotosintética juegan un papel importante. Sin embargo, todavía se conoce muy poco sobre la adaptación del proteoma, el redox-proteoma, el metaboloma y el hormonoma de las plantas a los VCs microbianos y los mecanismos reguladores implicados en este proceso. En este proyecto adquiriremos una visión holística de los mecanismos bioquímicos y moleculares que regulan la respuesta de las plantas a mezclas de VCs “beneficiosos” emitidos por hongos fitopatógenos. Para ello emplearemos mutantes de Arabidopsis y arroz y técnicas “ómicas” (especialmente metabolómica, hormonómica, ionómica y proteómica), ingeniería genética de plantas y biología celular. Exploraremos ideas vanguardistas que proponen que ciertas rutas metabólicas centrales del metabolismo primario plastidial (concretamente el ciclo de Calvin-Benson, la ruta glucolítica y la ruta de las pentosas-P oxidativa) no solamente actúan como meros proveedores de sustrato para rutas del metabolismo secundario (e.g. las rutas MEP y shikimato y rutas vinculadas implicadas en la síntesis de isoprenoides y fenilpropanoides) sino también como generadoras de moléculas señal que orquestan cambios en la expresión de funciones implicadas en el crecimiento y desarrollo de la planta en respuesta a cambios en el entorno. Además, exploraremos en profundidad el papel que juega la enzima fosfoglucosa isomerasa plastidial en la regulación del crecimiento, el desarrollo y la comunicación planta-planta y planta-otros organismos en condiciones de exposición a VCs microbianos mediante su implicación en la modulación de la interacción entre el metabolismo primario y secundario. En este proyecto se cuenta con la colaboración de instituciones extranjeras de la República Checa, Alemania y China. Es esperable que gran parte del conocimiento generado sobre el modo de acción de los VCs microbianos contribuya a fortalecer y consolidar la tecnología basada en el empleo de bioestimulantes de origen microbiano