Microorganismos de interés agronómico y ambiental

Resumen

En nuestro laboratorio estudiamos la interacción entre plantas y microorganismos con el fin de comprender los mecanismos moleculares que determinan la interacción entre ambos. Nuestro principal modelo de estudio es la enfermedad llamada cancrosis de los cítricos causada por una bacteria del género Xanthomonas.

Líneas de Investigación

Caracterización molecular del fitopatógeno Xanthomonas axonopodis pv. citri, responsable de la cancrosis de los cítricos

Investigador Responsable: Jorgelina Ottado - ottado@ibr-conicet.gov.ar

Nuestra línea de investigación es la interacción planta-patógeno y en particular en la interacción del fitopatógeno Xanthomonas axonopodis pv. citri, con plantas cítricas. Nuestros esfuerzos están dirigidos a estudiar los determinantes de patogenicidad de esta bacteria como proteínas involucradas en la adherencia, moléculas responsables de la formación de biofilm y proteínas efectoras de virulencia. Asimismo estudiamos una proteína eucariota adquirida por la bacteria que es capaz de mimetizar a péptidos natriuréticos tipo planta y de esa manera regular la homeostasis vegetal para su propio beneficio durante la interacción planta-patógeno.

Mejoramiento de inoculantes bacterianos utilizados en cultivos de interés agronómico

Investigador responsable: Jorgelina Ottado - ottado@ibr-conicet.gov.ar

Otra de las líneas de nuestro grupo de trabajo es el mejoramiento de cepas bacterianas utilizadas como inoculantes de interés agronómico. La interacción natural de estas bacterias que se encuentran en el suelo y que son capaces de interactuar a nivel radicular con las plantas favorece el crecimiento y desarrollo de las mismas sin recurrir al uso excesivo de fertilizantes, que a largo plazo deterioran el suelo y contaminan el ambiente. El mejoramiento se basa en la introducción de nuevos genes que aportan características superadoras en cuanto a la resistencia de las bacterias a distintos tipos de estreses ambientales. Estas ventajas redundan en una mayor producción y la posibilidad de cubrir una mayor área de cultivo utilizando suelos no tan favorables para los mismos.

Biotecnologia Ambiental

Investigador Responsable: Natalia Gottig - gottig@ibr-conicet.gov.ar

Nuestro grupo de investigación realiza el aislamiento y caracterización de microorganismos ambientales con el fin de utilizar estos microorganismos, o enzimas derivadas de ellos, en procesos de biorremediación que permitan retornar un medio ambiente alterado por contaminantes a su condición natural. Particularmente, un problema ampliamente distribuido en Argentina, es la presencia de Hierro (Fe) y Manganeso (Mn) en aguas subterráneas. Estos metales afectan la calidad de las aguas de consumo humano desde el punto de vista de aceptabilidad, operativo y sanitario. En los últimos años se han desarrollado métodos de remoción biológica de metales en estas aguas, los cuales ofrecen una alternativa de bajo costo y alta eficiencia, sin presentar impacto ambiental negativo. Este proceso, se realiza instalando plantas potabilizadoras que constan de un sistema de doble filtración en el cual los metales oxidados por las bacterias presentes naturalmente son retenidos en filtros de arena. El biofilm bacteriano que se forma en estos filtros de arena, actúa como un buffer químico inmovilizando los metales y los productos de oxidación biológica de los mismos. Con esta metodología, los óxidos de Fe obtenidos quedan retenidos y son filtrados y eliminados del agua rápidamente. Sin embargo, los tiempos de remoción de Mn son muy lentos y no se adecuan a los requerimientos de agua de las poblaciones. Por esto, uno de los objetivos de nuestro grupo es aislar y seleccionar bacterias que demuestren una alta eficiencia de oxidación de Mn y de formación de biofilms para desarrollar inóculos bacterianos mixtos utilizables para los procesos de biorremediación de este metal. Otro objetivo fundamental es estudiar los mecanismos moleculares implicados en dicho proceso y el rol fisiológico de la oxidación de Mn y si este proceso brinda alguna ventaja adaptativa a las bacterias que lo llevan a cabo. Todos los resultados que se obtengan de estos análisis ampliarán los conocimientos básicos de la biogeoquímica del Mn, de los mecanismos moleculares utilizados por las bacterias para oxidar metales y para adaptarse a la presencia de altas concentraciones de los mismos y permitirán mejorar distintos procesos de biorremediación.

Publicaciones Seleccionadas

- Garavaglia, B.S., Zimaro, T., Abriata, L.A., Ottado, J.*, Gottig, N. *(2016). XacFhaB adhesin, an important Xanthomonas citri subsp. citri virulence factor, is recognized as a pathogen-associated molecular pattern. Mol Plant Pathol. Jan 2. doi: 10.1111/mpp.12364.

- Ficarra, F.A., Garofalo, C.G., Gottig, N., Ottado, J. (2015). The Amino Acid Arginine 210 of the Response Regulator HrpG of Xanthomonas citri subsp. citri Is Required for HrpG Function in Virulence. PLoS One. May 11;10(5):e0125516.

- Piazza, A., Zimaro, T., Garavaglia, B.S., Ficarra, F.A., Thomas, L., Marondedze, C., Feil, R., Lunn, J.E., Gehring, C., Ottado, J., Gottig, N. (2015). The dual nature of trehalose in citrus canker disease: a virulence factor for Xanthomonas citri subsp. citri and a trigger for plant defence responses.J Exp Bot. 2015 May;66(9):2795-811.

- Zimaro, T., Thomas, L., Marondedze, C., Sgro, G.G., Garofalo, C.G., Ficarra, F.A., Gehring, C., Ottado, J., Gottig, N. (2014). The type III protein secretion system contributes to Xanthomonas citri subsp. citri biofilm formation. BMC Microbiol. Apr 18;14:96.

- Zimaro, T., Thomas, L., Marondedze, C., Garavaglia, B.S., Gehring, C., Ottado, J., Gottig, N. (2013) Insights into xanthomonas axonopodis pv. citri biofilm through proteomics. BMC Microbiol., 13, 186.

- Sgro, G.G., Ficarra, F.A., Dunger, G., Scarpeci, T.E., Valle, E.M., Cortadi, A., Orellano, E.G., Gottig, N., Ottado, J. (2012) Contribution of a harpin protein from Xanthomonas axonopodis pv. citri to pathogen virulence. Mol Plant Pathol., 13, 1047-59.

- Dunger, G., Garofalo, C.G., Gottig, N., Garavaglia, B.S., Rosa, M.C., Farah, C.S., Orellano, E.G, Ottado, J. (2012) Analysis of three Xanthomonas axonopodis pv. citri effector proteins in pathogenicity and their interactions with host plant proteins. Mol. Plant Pathol., 13, 865-76.

- Garavaglia, B.S., Thomas, L., Gottig, N., Dunger, G., Garofalo, C.G., Daurelio, L.D., Ndimba, B., Orellano, E.G., Gehring, C., Ottado, J. (2010) A eukaryotic-acquired gene by a biotrophic phytopathogen allows prolonged survival on the host by counteracting the shut-down of plant photosynthesis. PLoS ONE, 5, e8950.

- Garavaglia, B.S., Thomas, L., Zimaro, T., Gottig, N., Daurelio, L.D., Ndimba, B., Orellano, E.G., Ottado, J., Gehring, C. (2010) A plant natriuretic peptide-like molecule of the pathogen Xanthomonas axonopodis pv. citri causes rapid changes in the proteome of its citrus host. BMC. Plant Biol., 10, 51.

- Gottig, N., Garavaglia, B.S., Garofalo, C.G., Orellano, E.G., Ottado, J. (2009) A filamentous hemagglutinin-like protein of Xanthomonas axonopodis pv. citri, the phytopathogen responsible for citrus canker, is involved in bacterial virulence. PLoS. ONE, 4, e4358.

- Gottig, N., Garavaglia, B.S., Daurelio, L.D., Valentine, A., Gehring, C., Orellano, E.G., Ottado, J. (2008) Xanthomonas axonopodis pv. citri uses a plant natriuretic peptide-like protein to modify host homeostasis. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A, 105, 18631-18636.

Colaboradores

- Chris Gehring – King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), Arabia Saudita.
- John E. Lunn– Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology, Germany.

Subsidios

-Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT). PICT2013.
-Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). PIP2014-2016.

Director

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Ottado, Jorgelina
Sede CCT
Email: ottado@ibr-conicet.gov.ar
Tel: +54 341 4237070
Oficina Int: 633
Laboratorio Int: 625

Investigadores

  • Natalia Gottig
  • Betiana Garavaglia

Becarios Post-Doctorales

Carolina Grandellis
Cecilia Vranych

Becarios Doctorales

María Victoria Barcarolo
Ainelén Piazza
Lucila Ciancio

Imágenes

Representación esquemática de la interacción Xanthomonas axonopodis pv. citri y la superficie de la célula vegetal, mostrando diferentes moléculas del patógeno involucradas en la patogenicidad.

Ciclo de la cancrosis de los cítricos. La bacteria ingresa por estomas y heridas, coloniza el apoplasto y a continuación se presentan las lesiones características. Luego, la epidermis de la hoja se rompe y las bacterias son liberadas para reiniciar un nuevo ciclo sobre la superficie vegetal.