Responsable/s del laboratorio

 

intro

La reprogramación y totipotencia celular hacia embriogénesis inducida por estrés en el polen es una potente herramienta biotecnológica en mejora vegetal para generación rápida de nuevas variedades mediante plantas doble-haploides. La caracterización de sus mecanismos reguladores permitirá su explotación más eficiente en agricultura sostenible, selección y conservación de recursos forestales y control ambiental. Los determinantes celulares y moleculares de este proceso que investigamos en el grupo son: AUTOFAGIA, MUERTE CELULAR PROGRAMADA, REGULACIÓN EPIGENÉTICA, DINÁMICA DE FITOHORMONAS Y REMODELACIÓN DE LA PARED CELULAR.

Como una línea de investigación complementaria, también estudiamos nuevas posibilidades para el tratamiento de fitopatologías mediante NANOBIOTECNOLOGÍA, usando nanopartículas magnéticas y “Quantum Dots” para diagnóstico y tratamientos con mínimas dosis.

embrion derivado de microsporaquercus

Reprogramación del polen a embriogénesis inducida por estrés para mejora vegetal

Analizamos los mecanismos que controlan la reprogramación y totipotencia de la microspora e inicio de embriogénesis, en respuesta al estrés, mediante un estudio multidisciplinar e integrado de la fisiología de sucesos clave que limitan su eficiencia y correcta progresión, empleando especies herbáceas modelo y plantas de interés agroforestal (hortícolas, cereales, árboles frutales y forestales). Nuestro objetivo es caracterizar los factores determinantes del proceso para su uso como dianas selectivas en estrategias de optimización del sistema para aplicación en programas de mejora de cultivos agronómicos y mediambientales. Empleamos un abordaje multidisciplinar integrado mediante técnicas de identificación molecular in situ, microscopía correlativa, biología molecular y celular, y fisiología, estudiando los siguientes elementos y procesos:

a) Autofagia  y Muerte celular programada (PCD)

Como reguladores del balance entre supervivencia y muerte celular durante el proceso.

ultraestructura autofagiaautofagia cebada

b) Regulación epigenética

Implicación de la metilación del DNA y las modificaciones de histonas, como activadores y represores de la expresión génica y moduladores del estado funcional de la cromatina.

aza5mdC

c) Dinámica de fitohormonas

Auxinas y su balance con citoquininas

.auxina

d) Remodelación de la pared celular

Remodelación mediada por pectin metil esterasas y ArabinoGalactan Proteins (AGPs).

pectin

Nanopartículas (NPs) para diagnóstico y tratamiento de fitopatologías

Estudiamos los mecanismos de internalización y transporte de NPs magnéticas y Quantum Dots (QDs) in planta, su posible citotoxicidad y el potencial de adquisición de NPs y QDs por la planta. También analizamos cómo cambia la dinámica de entrada y movilización de NPs cuando se unen a biomacromoléculas marcadoras de patógenos (para diagnóstico) o a de herbicidas, fertilizantes y pesticidas (como sistemas de liberación controlada para tratamientos). Empleamos Medicago, como modelo, y diferentes plantas cultivadas como calabaza, guisante, tomate, girasol y trigo

 

Miembros

Personal Científico
Pilar Sánchez Testillano
Técnicos de Plantilla
Ivett Barany
Predoctorales
Elena Carneros García
Yolanda Pérez Pérez
Eduardo Berenguer Peinado
Estudiantes de Máster
Esteban Díaz Luzza
Visitantes
Sara Bagheri
Team Image
 

Testillano PS, Gómez-Garay A, Pintos B, Risueño MC  [2018]. Somatic embryogenesis of Quercus suber L. from immature zygotic embryos. Methods in Molecular Biology 1815:247-256.

Cortés-Eslava J, Gómez-Arroyo S, Risueño MC, Testillano PS  [2018]. The effects of organophosphorus insecticides and heavy metals on DNA damage and programmed cell death in two plant models. Environmental Pollution 240, 77-86.

Avin-Wittenberg T, Baluška F, Bozhkov PV, Elander PH, Fernie AR, Galili G, Hassan A, Hofius D, Isono E, Le Bars R, Masclaux-Daubresse C, Minina EA, Peled-Zehavi H, Sánchez-Coll N, Sandalio LM, Satiat-Jeunemaitre B, Sirko A, Testillano PS, Batoko H  [2018]. Review of Autophagy-related Approaches for Improving Nutrient Use Efficiency and Crop Yield Protection. Journal of experimental Botany 69, 1335-1353.

Bárány I, Berenguer E, Solís MT, Pérez-Pérez Y, Santamaría ME, Crespo JL, Risueño MC, Díaz I, Testillano PS  [2018]. Autophagy and cathepsins are activated and involved in cell death during stress-induced microspore embryogenesis in barley. Journal of Experimental Botany 69, 1387-1402

Berenguer E, Bárány I, Solís MT, Pérez-Pérez Y, Risueño MC, Testillano PS  [2017]. Inhibition of histone H3K9 methylation by BIX-01294 promotes stress-induced microspore totipotency and enhances embryogenesis initiation. Frontiers in Plant Sciences 8:1161.

Corredoira E, Cano V, Bárány I, Solís MT, Rodríguez H, Vieitez AM, Risueño MC, Testillano PS  [2017]. Initiation of leaf somatic embryogenesis involves high pectin esterification, auxin accumulation and DNA demethylation in Quercus alba. J. Plant Phys. 213, 42-54.

Solís MT, Berenguer E, Risueño MC, Testillano PS  [2016]. BnPME is progressively induced after microspore reprogramming to embryogenesis, correlating with pectin de-esterification and cell differentiation in Brassica napus. BMC Plant Biology 16, 176.

Testillano PS, Risueño MC  [2016]. Detection of epigenetic modifications during microspore embryogenesis: analysis of DNA methylation patterns dynamics. Methods in Molecular Biology 1356, 491-502.

Rodríguez-Sanz H, Solís MT, López MF, Gómez-Cadenas A, Risueño MC, Testillano PS  [2015]. Auxin biosynthesis, accumulation, action and transport are involved in stress-induced microspore embryogenesis initiation and development in Brassica napus L. Plant and Cell Physiology 56, 1401-1417.

Solís MT, El-Tantawy AA, Cano V, Risueño MC, Testillano PS  [2015]. 5-azacytidine improves microspore embryogenesis initiation by decreasing global DNA methylation but prevents subsequent embryo development in rapeseed and barley. Frontiers in Plant Science 6, 472. Doi: 10.3389/fpls.2015.00472.

Chiancone B, Gniech-Karasawa MM, Gianguzzi V, Abdelgalel A, Bárány I, Testillano PS, Botta R, Marinoni DT, Germanà MA  [2015]. Early embryo achievement through isolated microspore culture in Citrus clementina Hort. ex Tan., cvs. Monreal Rosso and Nules. Frontiers in Plant Science 6, 413. DOI: 10.3389/fpls.2015.00413.

Rodríguez-Sanz H, Manzanera JA, Solís MT, Gómez-Garay A, Pintos B, Risueño MC, Testillano PS  [2014]. Early markers are present in both embryogenesis pathways from microspores and immature zygotic embryos in cork oak, Quercus suber L. BMC Plant Biology 14, 224.

Solís MT, Chakrabarti N, Corredor E, Cortés-Eslava J, Rodríguez-Serrano M, Biggiogera M, Risueño MC, Testillano PS  [2014]. Epigenetic changes accompany developmental programmed cell death in tapetum cells. Plant Cell and Physiology 55, 16-29.

 

Fondos

PROYECTOS ACTUALMENTE EN CURSO

MINECO, AGL2017-82447-R (2018-2020), IP: PS Testillano

MINECO, AGL2014-52028-R (2015-2018), IP: PS Testillano

MINECO, Network of Excellence for Autophagy Research, NEAR,  BFU2015-71869-REDT (2016-2017). Coord: P Boya

COST Action CA15138 (TRANSAUTOPHAGY), EU (2015-2019) Chair: C Casas

 

Proyectos finalizados (últimos años)

Proyectos Nacionales

MICINN, BFU2011-23752 (2012-2015), PI: PS Testillano

MICINN, AGL2008-04255 (2009-2011), PI: MC Risueño

MICINN, BFU2008-00203 (2009-2011), PI: PS Testillano

MEC, AGL2005-05104 (2006-2008), PI: MC Risueño

MEC, BFU2005-01094 (2006-2008), PI: PS Testillano

CSIC, PIF2005-NANOAGRO (2005-2007), Coord: D. Rubiales

MICINN, Network of In vitro Culture and Genetic Transformation of Fruit Species, BIO2007-30945-E (2008-2011)

MICINN, Network of Genomics and Genetic Diversity in Forestry, GEN2FOR (2007-2011)

MEC, Network of Functional Genomics of Forests Species (2002-2006)

MEC, Network of Plant Development (2002-2011)

Proyectos Internacionales

COST ACTION FA0903 (HAPRECI), EU (2011-2014). Chair: E. Albertini.

MINECO/BioFIG-Univ. Lisboa (Portugal), PRI-AIBPT-2011-0763. (2012-2015). IPs: PS Testillano/S Coimbra.

Univ. Palermo (Italy) CORI 66444 (2012-2014). IPs: PS Testillano/MA Germana.

CSIC/CNR/Univ. Palermo (Italy) 2008IT0046. (2012-2014) IPs: PS Testillano/L Baldoni.

CSIC/UNAM (Méjico) Programa Ignacio Bolívar (2010-1011) IPs: PS Testillano/J Cortés.

 

Más información

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