logo capes


Línea 2 (Bernardo González): Procesos microbianos y protección del medio ambiente subyacente.

  1. Equipo

– Investigador Principal:

Bernardo González Ojeda

– Investigadores asociados:

María Josefina Poupin Swinburn

Thomas Ledger Hermosilla

Gonzalo Ruz Heredia

Cedric Little Orellana

Juan Rivadeneira Hurtado

– Postdoctorados:

  • Ana Zúñiga: “Consorcios bacterianos sintéticos: una estrategia de biología sintética para optimizar la asociación planta-bacteria mediante una adecuada selección y regulación de la expresión de genes”.
  • Gastón Lopez: “Microbiología de plantas”
  • Raúl Donoso: “Papel de los factores sigma de función extracitoplasmática de la bacteria promotora del crecimiento Burkholderia phytofirmans PsJN en la colonización rizosférica y endofítica de plantas”.
  • Verónica Morgante: “Índices microbianos para la salud del suelo”

– Profesionales y Técnicos:

Gustavo Rodríguez-Valdecantos

Daniela Ruiz

Rossana Carrasco

Sandy Rojas

Felipe Ayala

Javier Bravo

Catherine Durán

Felipe Moraga

– Estudiantes de postgrado

Doctorado:

  • Alex Di Genova
  • Daniela Ruiz
  • Francisco Altimiras
  • Gustavo Rodríguez
  • Katherine Rojas
  • Salvador Ramírez-Flandes
  • Sebastián Osores
  • Tania Timmermann

Magíster:

  • Alexa Siebert
  • Claudia Clavero
  • Cristian Pugh
  • Ignacio Gómez

– Colaboraciones internacionales:

– Dietmar H. Pieper. Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung, HZI, Braunschweig, Alemania

– Ramon Rosselló-Móra. Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados, IMEDEA, CSIC. Mallorca, España

– José Eduardo González-Pastor. Centro de Astrobiología. INTA. Madrid, España

-Fabricio Cassán. Laboratorio de Fisiología Vegetal y de la Interacción Planta-Microorganismo. Departamento de Ciencias Naturales. Universidad Nacional de Río Cuarto. Córdoba. Argentina.

  1. Investigación:

Los microorganismos son un componente biológico esencial en el funcionamiento de nuestro planeta. Aunque todavía hay un gran nivel de desconocimiento sobre tipos, características y procesos microbianos, lo que hoy si se sabe es que hay un tremendo potencial en los microorganismos conducente a mejorar la productividad, innovar y proteger el ambiente. Es en la aplicación efectiva de este potencial, entre otras iniciativas, donde el “Center of Applied Ecology and Sustainability” (CAPES) focaliza tanto la generación y transferencia de conocimiento original, como la formación de capital humano avanzado, con miras a permitir el desarrollo sustentable en Chile. Ejemplos de esto son las actividades de investigación y transferencia tecnológica que desarrollamos en áreas como el diseño de agroquímicos o agentes biocidas basados en microorganismos benéficos; la aplicación de estrategias de bio y fitorremediación para la limpieza de ambientes contaminados con derivados del petróleo, residuos mineros u otros contaminantes; o el monitoreo y control de la actividad de microorganismos que producen efectos indeseables como el drenaje ácido de minas, la biocorrosión o la bioincrustación; además de estudiar la producción microbiana de materiales como celulosa y calcita. Para ello se utilizan aproximaciones tradicionales y modernas como la Biología Sintética, la (meta)Transcriptómica, la Minería de Datos y la Bioinformática, entre otras.

  1. Objetivos:

* Uso de enfoques de última generación para el estudio de procesos microbianos de relevancia ambiental (secuenciación masiva; (meta)transcriptómica y (meta)genómica; herramientas computacionales de alta capacidad para minería de datos, modelamiento y predicción)

* Contribución a la investigación fundamental en aspectos que, inexplicablemente, han recibido menos atención (mecanismos de promoción microbiana del crecimiento de plantas en condiciones normales y estresantes; respuestas moleculares y fisiológicas de plantas a microorganismos; mecanismos de control del crecimiento de biopelículas; bases para evaluar efectividad de estrategias de bio(fito)remediación, geomicrobiología de drenajes ácidos mineros, entre otros).

* Integración de investigadores en Ingeniería y Computación para facilitar la resolución de problemas reales en donde estén involucrados procesos microbianos, a través de la adquisición, preprocesamiento, modelamiento y análisis de los datos generados en el laboratorio.

* Difusión de la relevancia de las funciones microbianas en múltiples aspectos tecnológicos y ambientales, y los aspectos fundamentales y aplicados de las investigaciones realizadas a distintos actores de la sociedad.

* Establecimiento de interacciones sinérgicas con las otras líneas CAPES que abordan problemas relevantes en Ecofisiología, Ecotoxicología, Manejo Ambiental, Ecología de Poblaciones, entre otras, que tengan un componente microbiano que considerar en su resolución o estudio.

  1. Líneas de Investigación actuales:

* Estudio de los mecanismos moleculares de promoción microbiana del crecimiento de plantas.

* Caracterización de las respuestas moleculares y fisiológicas involucradas en las respuestas de plantas a microorganismos en condiciones de crecimiento normales o estresantes.

* Estudio de factores involucrados en la señalización química entre plantas y microorganismos.

* Evaluación de estrategias de bio(fito)remediación de sitios contaminados con derivados de petróleo, pesticidas cloroaromáticos, o metales.

* Evaluación del componente microbiano en el potencial para drenaje ácido de minas.

* Desarrollo de algoritmos para construir redes de regulación génica mediante datos de expresión génica.

* Estudio de robustez de redes biológicas a través del espacio neutral.

* Estudio de las estrategias microbianas involucradas en la producción de celulosa y la precipitación de calcita, su regulación y requerimientos metabólicos.

* Diseño de circuitos genéticos mediante herramientas de biología sintética para su aplicación en el desarrollo de agentes promotores de crecimiento, herramientas de detección, y/o recursos académicos para la enseñanza de genética molecular.

  1. Proyecciones y Desafíos:

* Contribuir a la resolución efectiva de problemas ambientales en Chile.

* Desarrollar productos agroquímicos que reduzcan el impacto ambiental de la agricultura, que permitan el uso de suelos no cultivables y/o que mejoren la productividad de la industria.

* Generar conocimiento científico de alto impacto en las áreas fundamentales de Microbiología Ambiental y Biología Vegetal, y con aplicaciones concretas en actividades relevantes a nivel nacional, como la agricultura, minería, tratamiento de residuos, etc.

* Incorporar modelamiento matemático y simulaciones computacionales para estudiar problemas ambientales como también ver el efecto que podrían tener las soluciones propuestas.

* Formar nuevos científicos con capacidad para aplicar conocimientos básicos de la Microbiología, Biología Vegetal y Biotecnología Ambiental, entre otras, a la solución de problemas reales.

* Establecer vínculos genuinos, entre distintos actores (Empresas, Gobierno, ONGs, entre otros), que permitan traducir eficientemente la investigación desarrollada en nuestros laboratorios en estrategias de desarrollo ambientalmente sustentables.

Publicaciones:

2014 

1) Gacitúa MA, González B, Majone M & Aulenta F (2014) Boosting the electrocatalytic activity of Desulfovibrio paquesii biocathodes with magnetite nanoparticles. Int J Hydrog Energ. doi: 10.1016/j.ijhydene.2014.07.057. PDF: Gazitua et al. 2014

2) Lardies MA, Arias MB, Poupin M & Bacigalupe L (2014). Heritability of hsp70 expression in the beetle Tenebrio molitor: Ontogenetic and environmental effects. Journal of Insect Physiology 67:70-75 . PDF: Lardies et al. 2014

3) Lardies MA, Arias MB, Poupin MJ, Manríquez P, Torres R, Vargas C, Navarro J & Lagos N. (2014).Differential response to ocean acidification in physiological traits of Concholepas concholepas. Journal of Sea Research 90:127-134. PDF: Lardies et al. 2014b

4) Ruz GA, Timmermann T, Barrera J, Goles E (2014) Neutral space analysis for a Boolean network model of the fission yeast cell cycle network. Biological Research 47(1):64. doi:10.1186/0717-6287-47-64. PDF: Ruz et al. 2014

2015

1) Goles E, Ruz GA (2015) Dynamics of neural networks over undirected graphs Neural Networks 63: 156-16.  PDF: Goles& Ruz_2015

2) Mora-Ruiz M, Font-Verdera F, Díaz-Gil C, Urdiain M, Rodríguez-Valdecantos G, González B, Orfila A & Rosselló-Móra R (2015) Moderate halophilic bacteria colonizing the phylloplane of halophytes of the subfamily Salicornioideae (Amaranthaceae). Systematic and Applied Microbiology 38 (6):406-416. PDF

3) Moraga F & Aquea F (2015) Composition of the SAGA complex in plants and its role in controlling gene expression in response to abiotic stresses. Front Plant Sci. 6:865. PDF

4) Pérez-Pantoja D, Leiva-Novoa P, Donoso RA, Little C, Godoy M, Pieper DH & González B (2015) Hierarchy of carbon source utilization in soil bacteria: Hegemonic preference for benzoate in complex aromatic compound mixtures degraded by Cupriavidus pinatubonensis Appl Environ Microbiol.  PDF: Pérez-Pantoja et al. 2015

5) Pinedo I, Ledger T, Greve M & Poupin MJ (2015) Burkholderia phytofirmans PsJN induces long-term metabolic and transcriptional changes involved in Arabidopsis thaliana salt tolerance. Front Plant Sci. 23(6):466. PDF

6) Viver T, Cifuentes A, Díaz S, Rodríguez-Valdecantos G, González B, Antón J, Rosselló-Móra R (2015) Diversity of extremely halophilic cultivable prokaryotes in Mediterranean, Atlantic and Pacific solar salterns: Evidence that unexplored sites constitute sources of cultivable novelty. Systematic and Applied Microbiology 38(4):266-275. PDF: Viver et al. 2015

2016

1) Aguilera V, Vargas CA, Lardies MA & Poupin MJ (2016) Adaptive variability to low-pH river discharges in Acartia tonsa and stress responses to high PCO2 conditions. Marine Ecology 37: 215–226. PDF

2) Ledger T, Rojas S, Timmermann T, Pinedo I, Poupin MJ, Garrido T, Richter P, Tamayo J & Donoso R (2016) Volatile-Mediated Effects Predominate in Paraburkholderia phytofirmans Growth Promotion and Salt Stress Tolerance of Arabidopsis thaliana. Front. Microbiol. 7:1838. doi: 10.3389/fmicb.2016.01838. PDF.

3) Loyola R, Herrera D, Mas A, Chern Jan Wong D, Höll J, Cavallini E, Amato A, Azuma A, Ziegler T, Aquea F, Castellarin SD, Bogs J, Tornielli GB, Peña-Neira A, Czemmel S, Alcalde JA, Matus JT & Arce-Johnson P (2016) The photomorphogenic factors UV-B receptor 1, elongated hypocotyl 5, and hy5 homologue are part of the UV-B signalling pathway in grapevine and mediate flavonol accumulation in response to the environment. Journal of Experimental Botany 67(18): 5429–5445. https://doi.org/10.1093/jxb/erw307. PDF

4) Poupin MJ, Greve M, Carmona V & Pinedo I (2016) A Complex Molecular Interplay of Auxin and Ethylene Signaling Pathways Is Involved in Arabidopsis Growth Promotion by Burkholderia phytofirmans PsJN. Front Plant Sci. 12(7):492. PDF

5) Tapia JE, González B, Goulitquer S, Potin P & Correa JA (2016) Microbiota Influences Morphology and Reproduction of the Brown Alga Ectocarpus sp. Front Microbiol 24 (7): 197. PDF

2017

1) Aquea F, Timmermann T & Herrera-Vásquez A (2017) Chemical inhibition of the histone acetyltransferase activity in Arabidopsis thaliana. Biochemical and Biophysical Research Communications. 483(1): 664-668. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2016.12.086. PDF

2) Donoso R, Leiva-Novoa P, Zúñiga A, Timmermann T, Recabarren-Gajardo G & González B (2017) Biochemical and genetic bases of indole-3-acetic acid (auxin phytohormone) degradation by the plantgrowth-promoting rhizobacterium Paraburkholderia phytofirmans PsJN. Appl Environ Microbiol 83:e01991-16. https://doi.org/10.1128/AEM.01991-16. PDF

3) Filker S, Forster D, Weinisch L, Mora-Ruiz M, González B, Farías ME, Rosselló-Móra R & Stoeck T. (2017 in press) Transition boundaries for protistan species turnover in hypersaline waters of different biogeographic regions. Environmental Microbiology. DOI: 10.1111/1462-2920.13805. PDF

4) Henríquez PA & Ruz GA (2017) Extreme learning machine with a deterministic assignment of hidden weights in two parallel layers. Neurocomputing 226: 109-116. http://dx.doi.org/10.1016/j.neucom.2016.11.040. PDF

5) Menares F,  Carrasco MA,  González B, Fuentes I & Casanova M (2017) Phytostabilization ability of Baccharis linearis and its relation to properties of a tailings-derived technosol. Water Air Soil Pollut (2017) 228: 182. DOI 10.1007/s11270-017-3348-y. PDF.

6) Osores SJA, Lagos NA, San Martín V, Manríquez PA, Vargas CA, Torres R, Navarro JM, Poupin MJ, Saldías GS & Lardies MA (2017) Plasticity and inter-population variability in physiological and life-history traits of the mussel : A reciprocal transplant experiment, Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 490: 1-12, http://dx.doi.org/10.1016/j.jembe.2017.02.005. PDF