Vanessa Castro-Rodríguez
Mejorando la captación y distribución de nitrógeno en las plantas
El nitrógeno (N) es un nutriente esencial clave para las plantas, y el rendimiento de los cultivos depende en gran medida de una masiva entrada de fertilizantes de nitrógeno. Sin embargo, la producción anual de fertilizantes de nitrógeno consume una parte significativa de la producción mundial de energía y contribuye a la contaminación ambiental. Para promover una captación y uso más eficientes del nitrógeno por parte de las plantas cultivadas, necesitamos una mejor comprensión de la base celular de la adquisición y distribución del nitrógeno desde las raíces al resto de la planta.
Preguntas clave
¿Dónde, cuándo y cómo adquieren nitrógeno las raíces?
¿Cómo controlan las plantas la captación y distribución del nitrógeno?
¿Qué tecnologías pueden proporcionar la resolución espacial y temporal necesaria
para monitorear la adquisición y regulación del nitrógeno?
Nuestro enfoque
Este proyecto tiene como objetivo mejorar estas herramientas, implementarlas en las plantas y monitorear directamente la adquisición de nitrógeno. Además,
integraremos conocimientos de diversas fuentes de biología vegetal para crear un mapa espacio-temporal de la adquisición de nitrógeno en las raíces bajo diferentes regímenes de nitrógeno. Este proyecto también capacitará a la próxima generación de científicos, con un enfoque en mejorar la eficiencia de las raíces de las plantas para reducir el uso de fertilizantes.
Desarrollo de nuevos biosensores de nitrógeno para el monitoreo a tiempo
real en las plantas de interés forestal
Descubriendo los Secretos de la Distribución del Nitrógeno
Comprender el transporte y asimilación del nitrógeno en las plantas es un desafío complejo, con muchas preguntas sin respuesta. Estamos desarrollando biosensores basado en “Matryoshka”, una herramienta mínimamente invasiva que ha demostrado ser valiosa para monitorear niveles de iones y metabolitos con alta resolución espacial y temporal.
Preguntas clave
¿Dónde, cuándo y cómo adquieren nitrógeno las raíces?
¿Cómo controlan las plantas la captación y distribución del nitrógeno?
¿Qué tecnologías pueden proporcionar la resolución espacial y temporal necesaria
para monitorear la adquisición y regulación del nitrógeno?
Nuestro enfoque
Este proyecto tiene como objetivo mejorar estas herramientas, implementarlas en las plantas y monitorear directamente la adquisición de nitrógeno. Además,
integraremos conocimientos de diversas fuentes de biología vegetal para crear un mapa espacio-temporal de la adquisición de nitrógeno en las raíces bajo diferentes regímenes de nitrógeno. Este proyecto también capacitará a la próxima generación de científicos, con un enfoque en mejorar la eficiencia de las raíces de las plantas para reducir el uso de fertilizantes.
Uso de biosensores de N en investigación avanzada en plantas
Descifrando el papel del glutamato en la distribución de nitrógeno
La captación de N en las plantas está controlada por múltiples factores, como el nivel de N, el estado energético de la planta, y la capacidad de asimilación del N, dependiendo de las limitaciones del suelo. Las señales móviles desempeñan un papel en la coordinación de la distribución de este N. Nuevos biosensores de Glu nos permitirán resolver preguntas iinteresantes sobre el papel del glutamato como molécula de señalización en las plantas y su potencial participación en la generación o decodificación de señales.
Publicaciones
1. Sadoine M*, De Michele R, Župunski M, Grossmann G, and Castro-Rodríguez V*. (2023) Monitoring nutrients in plants with genetically encoded sensors: Achievements and perspectives. Plant Physiology. https://doi.org/10.1093/plphys/kiad337
2. Ávila C, Llebrés MT, Castro-Rodríguez V, Lobato-Fernández C, Reymond I, Harvengt, L, Trontin JF, Canovas F. (2022) Identification of Metabolic Pathways Differentially Regulated in Somatic and Zygotic Embryos of Maritime Pine. Frontiers. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.877960
3. Castro-Rodríguez V, Kleist TJ, Gappel, NM, Atanjaoui F, Okumoto S, Machado M, Denyer T, Timmermans MCP, Frommer, WB, and Wudick, MM. (2021) Sponging of glutamate at the outer plasma membrane surface reveals roles for glutamate in development. The Plant Journal. https://doi.org/10.1111/tpj.15585
4. Llebrés MT, Castro-Rodríguez V, Pascual MB, Avila C, Canovas FM. (2021) PpAAP1, a novel amino acid transporter involved in arginine uptake in maritime pine. Tree Physiology, tpab089, https://doi.org/10.1093/treephys/tpab089
5. Ávila C, Cañas RA, de la Torre FN, Pascual MB, Castro-Rodríguez V, Cantón F, Cánovas FM. Functional genomics of Mediterranean pines (2021). In: De La Torre A. (eds). The Pine Genomes. Compendium of Plant Genomes. Springer, Cham, Berlin, Germany, 193-218 pp. https://doi.org/10.1007/978-3-030-93390-6_9
6. Sadoine M, Castro-Rodríguez V, Poloczeck T, Javot H, Sunal E and Frommer WB. Purification of genetically encoded His-tagged GO-Matryoshka biosensors for analysis of ligand-protein interactions by using in vitro binding assays (2020) Bio-protocols DOI: 10.21769/BioProtoc.3773.
7. Castro-Rodríguez V, Ávila C, Cánovas FM. Getting more bark for your buck: nitrogen economy of deciduous forest trees (2020) Journal of Experimental Botany 71; 15, 25: 4369–4372, https://doi.org/10.1093/jxb/eraa238
8. Cánovas FM, Cañas RA, de la Torre FN, Pascual MB, Castro-Rodríguez V, Avila C. Nitrogen metabolism and biomass production in forest trees (2018) Frontiers in Plant Science. 28; 9:1449. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01449
9. Castro-Rodríguez V, Cañas RA, de la Torre FN, Pascual MB, Ávila C, Cánovas FM. Molecular fundamentals of nitrogen uptake and transport in trees (2017) Journal of Experimental Botany. 68; 2489-2500. https://doi.org/10.1093/jxb/erx037
10. Cañas RA, Pascual MB, Castro-Rodríguez V, Ávila C, Sterck L, Van de Peer Y. The gene expression landscape of pine seedling tissues (2017) Plant Journal. 91;1064-1087. https://doi.org/10.1111/tpj.13617
11. Castro-Rodríguez V, Assaf Casals I, Pérez Tienda J, Fan X, Ávila C, Miller A, Cánovas FM. Deciphering the molecular basis of ammonium uptake and transport in maritime pine (2016) Plant, Cell and Environment. 39;1669-1682. https://doi.org/10.1111/pce.12692
12. Castro-Rodríguez V, García-Gutiérrez A, Cañas RA, Pascual MB, Ávila C, Cánovas FM. Poplar trees for phytoremediation of high levels of nitrate and applications in bioenergy (2016) Plant Biotechnology Journal. 14;299-312. https://doi.org/10.1111/pbi.12384
13. Castro-Rodríguez V, García-Gutiérrez A, Cañas RA, Pascual MB, Ávila C, Cánovas FM. Redundancy and metabolic function of the glutamine synthetase gene family in poplar (2015) BMC Plant Biology. 15-20. https://doi.org/10.1186/s12870-014-0365-5
14. Canales J, Bautista R, Label Philippe L; et al; De novo assembly of maritime pine transcriptome: implications for forest breeding and biotechnology (2013) Plant Biotechnology Journal. 12;286-299. https://doi.org/10.1111/pbi.12136
15. Castro-Rodríguez V, García-Gutiérrez A, Canales J, Ávila C, Cánovas FM. The glutamine synthetase gene family in Populus (2015) BMC Plant Biology. 11-119. https://doi.org/10.1186/1471-2229-11-119
16. Castro-Rodríguez V, Cánovas FM, García-Gutiérrez A. Avances en el metabolismo del nitrógeno: De la genómica y la proteómica a las aplicaciones agronómicas, industriales y medioambientales (2009) Coordinación de la expresión génica durante la síntesis de la lignina en álamo (Populus sp). Editorial Club Universitario. pp.147-157.