Laboratorio de Biología Molecular de las Interacciones Planta-Bacteria (LaBiMo)

-Control biológico de la mancha bacteriana del tomate mediante la aplicación de formulaciones de Bacillus amyloliquefaciens MEP₂18 enriquecidas en fengicinas

Mic. Aldana Correa, Ing. Ag. Ricardo Puche, Dra. Verónica Fumero, Dra. Daniela Medeot, Dr. Edgardo Jofré

Este proyecto pretende contribuir al desarrollo e implementación de formulaciones a base de Bacillus amyloliquefaciens, reconocidos como organismos seguros por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos y de uso recomendado por la Administración de medicamentos y alimentos de Estados Unidos (US FDA), para el control biológico de enfermedades foliares de tomate tendientes a mejorar la productividad de dicho cultivo en condiciones sustentables. Para ello, estudios llevados a cabo por nuestro grupo han permitido el aislamiento e identificación de cepas nativas, pertenecientes al grupo Bacillus subtilis, cuyos mecanismos de inhibición de hongos fitopatógenos ha sido estudiado en detalle y atribuido a la producción de lipopéptidos cíclicos. Además, recientemente hemos detectado que uno de estos aislamientos nativos, B. amyloliquefaciens MEP₂18, es capaz de producir fengicinas con actividad antibacteriana. Esta cualidad poco frecuente y poco estudiada hacen de esta cepa un candidato ideal para el desarrollo de bioformulados para el control biológico de la mancha bacteriana del tomate causada por Xanthomonas axonopodis pv vesicatoria. Asimismo, para contribuir al conocimiento sobre este tipo particular de lipopéptido cíclico proponemos determinar el modo de acción sobre células bacterianas además de estudiar el espectro de acción de las fengicinas producidas por este aislamiento nativo. Teniendo presente la importancia de estas moléculas para el biocontrol de la mancha bacteriana del tomate se determinarán condiciones nutricionales y de cultivo óptimas para incrementar la producción de fengicinas. Con el objeto de identificar la formulación más eficiente para el control de la mancha bacteriana del tomate se realizarán ensayos comparativos de la efectividad de aplicaciones de bioformulados enriquecidos en fengicinas versus aplicaciones de extractos crudos de lipopéptidos cíclicos enriquecidos en fengicinas. Como estrategia alternativa o complementaria a la aplicación foliar se determinará si la inoculación de esta bacteria en raíces de plantas de tomate otorga protección, mediada por la inducción de la resistencia sistémica, contra la macha bacteriana del tomate.  Finalmente, teniendo en cuenta resultados previos sobre la capacidad de esta cepa de establecerse en un nicho ecológico único como la filósfera de plantas, se desarrollará conjuntamente con una empresa nacional un formulado a base de Bacillus amyloliquefaciens MEP₂18 enriquecido en fengicinas y se evaluará a campo si la aplicación foliar del mismo disminuye la incidencia y severidad de la mancha bacteriana de tomate causada por Xanthomonas axonopodis pv vesicatoria.

-Evaluación del potencial probiótico de cepas autóctonas del grupo Bacillus subtilis productoras de enzimas y metabolitos secundarios como nuevo suplemento para la alimentación de pollos destinados a la producción de carne

Mic. Aldana Correa, Ing. Ag. Ricardo Puche, Dr. Walter Ferrari, Dr. Raúl Miazzo, Magister Armando Nilson, Dra. Fernanda Peralta, Dr. Edgardo Jofré, Dra. Daniela Medeot

El objetivo general de este proyecto es implementar el uso de probióticos a base de cepas autóctonas del grupo Bacillus subtilis para incrementar la productividad aviar en condiciones sostenibles desde el punto de vista socio-económico y ambiental. Para ello proponemos determinar la eficacia probiótica de cepas autóctonas del grupo Bacillus subtilis usadas como aditivos alimentarios sobre la disponibilidad de nutrientes, la modulación del microbioma intestinal y la performance de crecimiento de pollos parrilleros.

Mediante la ejecución de este proyecto y, como resultado de la interacción ya establecida entre investigadores pertenecientes a dos Facultades de la UNRC y al Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud (INBIAS-CONICET), se pretende generar información relevante y de calidad sobre los potenciales beneficios asociados al uso de cepas autóctonas de Bacillus para la producción de pollos parrilleros, como alternativa ecológica y sustentable al uso de APC y por su capacidad para producir enzimas que permitan un mejor aprovechamiento de los nutrientes disponibles en el alimento con la finalidad de reducir el impacto de la producción avícola sobre el medio ambiente y disminuir los costos de producción.

-Genómica funcional de Bacillus amyloliquefaciens MEP218: Identificación y caracterización de metabolitos antimicrobianos y de enzimas con potencial biotecnológico. 

Mic. Aldana Correa, Dra. Daniela Medeot, Dr. Edgardo Jofré

A partir de la resolución de la estructura genómica de un aislamiento autóctono de Bacillus amyloliquefaciens identificaremos genes y sus correspondientes metabolitos asociados al  control biológico y a la síntesis de enzimas de interés biotecnológico.  Se espera que de la ejecución del presente proyecto se logren identificar en el genoma de esta bacteria nuevos metabolitos con propiedades antimicrobianas para el control de microorganismos que causan enfermedades tanto en humanos como en plantas de interés regional.  Asimismo, dada la potencialidad de estas bacterias, se espera determinar y cuantificar enzimas que revistan importancia biotecnológica cuya producción podrá ser optimizada.

-Evaluación de cepas del grupo Bacillus subtilis y/o sus metabolitos antimicrobianos para el desarrollo de curasemillas biológicos contra fitopatógenos causantes del “damping off” en cultivos de importancia agronómica.

Ing. Ag. Ricardo Puche, Dra. Daniela Medeot, Dr. Edgardo Jofré

Este proyecto pretende contribuir al desarrollo e implementación de curasemillas biológicos a base de Bacillus subtilis y Bacillus amyloliquefaciens y/o sus metabolitos antimicrobianos, reconocidos como organismos seguros por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos y de uso recomendado por la Administración de medicamentos y alimentos de Estados Unidos (US FDA), para el biocontrol del damping off, enfermedad que afecta muchos cultivos de importancia agrícola como soja, maíz, trigo, girasol y maní; tendientes a mejorar la productividad de dichos cultivos en condiciones sustentables. Para ello, estudios llevados a cabo por nuestro grupo han permitido el aislamiento e identificación de cepas nativas, pertenecientes al grupo Bacillus amyloliquefaciens, cuyos mecanismos de inhibición de hongos fitopatógenos ha sido estudiado en detalle. En el presente proyecto se explotarán las capacidades de estas cepas de inhibir el crecimiento de los oomycetes y hongos causantes del damping off mediante la aplicación de las mismas y/o los metabolitos antifúngicos producidos por las mismas en semillas de soja, maní, trigo, maíz y girasol. Asimismo, en conjunto con una empresa nacional se desarrollará una formulación optimizada para la producción del/los metabolitos antifúngicos efectivos contra el "damping off". La efectividad de dicha formulación será determinada en las semillas de los mencionados cultivos y comparada con la de los fungicidas de síntesis química de uso recomendado para cada semilla.

-Polimerización y exporte del exopolisacárido succinoglicano de Sinorhizobium meliloti

Mic. Juan Liaudat, Dr. Daniela Medeot, Dr. Anke Becker, Dr. Edgardo Jofré

-Estudio de la especificidad de interacción entre biomoléculas de importancia biológica

Dra. Maricruz Fernández, Dra. Daniela Medeot, Dr. Gustavo Morales, Dr. Edgardo Jofré

El objetivo general es comprender los mecanismos moleculares por los cuales moléculas bioactivas de importancia biológica interactúan con los fosfolípidos de las membranas biológicas. La especificidad de estas interacciones resultará un factor clave para la comprensión de diferentes procesos biológicos. Mediante estudios biofísicos, que involucrarán principalmente el uso de espectroscopía de fuerza de molécula única basado en AFM (microscopía de fuerza atómica) en combinación futura con otras técnicas y enfoques, se pretende proporcionar información estructural y cuantitativa sobre interacciones molécula-molécula. Disponer de esta información será de gran ayuda para el descubrimiento de nuevos fármacos y/o el diseño de moléculas bioactivas en diferentes campos o disciplinas como el de la salud, la sanidad vegetal y la microbiología.