martes, 29 de enero de 2013

DESCIFRAN UN NUEVO GENOMA DE BACTERIAS IMPLICADAS EN EL APROVECHAMIENTO AGRONÓMICO DEL NITRÓGENO ATMOSFÉRICO

agenciasinc.es

El grupo de investigación de Ecología Genética de la Rizosfera, de la Estación Experimental del Zaidín (CSIC) ha secuenciado el genoma de la estirpe GR4 de Sinorhizobium meliloti. Esta bacteria es capaz de fijar el nitrógeno atmosférico posibilitando así la asimilación de éste por las plantas leguminosas con las que establece asociaciones simbióticas en la naturaleza.


Bacteria Sinorhizobium meliloti. Imagen: Francisco Martínez-Abarca.


Un grupo de investigadores de la Estación Experimental del Zaidín (EEZ), centro perteneciente a la Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha descifrado el genoma completo de una nueva estirpe (GR4) de la bacteria Sinorhizobium meliloti.
Esta secuenciación ha requerido tan sólo la participación de cinco investigadores pertenecientes a la EEZ, a diferencia de lo que sucedía hace algunos años, cuando eran necesarios grandes consorcios de investigación internacionales para llevar a cabo proyectos de esta envergadura.
“La secuencia definitiva se ha obtenido gracias a una gran cobertura de lecturas, estimada en 70 veces el tamaño del genoma, lo que ha permitido ensamblar el rompecabezas de la secuencia genómica completa de la bacteria. En la actualidad, es una tarea que se desarrolla en pocos meses a diferencia de los años que se requerían hasta hace poco tiempo”, declara Francisco Martínez-Abarca Pastor, uno de los científicos que ha participado en el estudio.

Esta bacteria, perteneciente al género Sinorhizobium, es capaz de fijar el nitrógeno atmosférico posibilitando así la asimilación de éste por las plantas leguminosas con las que establece asociaciones simbióticas en la naturaleza. Este género de bacterias pertenece a un grupo más amplio de microorganismos fijadores de nitrógeno a los que se conoce colectivamente como rizobios y que están asociados a plantas leguminosas forrajeras de gran importancia agronómica.
De esta asociación mutualista, la leguminosa consigue un aporte de nitrógeno que favorece su desarrollo, obteniéndose una mayor producción en los cultivos. Un valor añadido de estas simbiosis es que evita la necesidad de utilizar abonos nitrogenados, ya que la bacteria se encarga de que la planta tenga el correcto aporte de nitrógeno, lo que supone un gran ahorro económico en la agricultura y se evita el deterioro ambiental que causa el uso de fertilizantes químicos.

Genoma GR4

En concreto, la bacteria que ha sido secuenciada por el grupo de investigación de Ecología Genética de la Rizosfera, del Departamento de Microbiología del Suelo y Sistemas Simbióticos de la EEZ-CSIC, es la estirpe de Sinorhizobium meliloti GR4. Este aislado se lleva estudiando desde finales de los años 70 en la EEZ. Es una cepa predominante en colecciones de suelos de Granada en la cual se habían encontrado determinantes genéticos que confieren una mayor competitividad por la formación de nódulos en las raíces de plantas de alfalfa (Medicago sativa).
Este genoma se une a los de otros cuatro aislados de esta especie, Sinorhizobium meliloti, disponibles actualmente en las bases de datos.
El genoma de GR4 consta de 5 unidades replicativas independientes.Las primeras estimaciones apuntan a codifica 6.700 proteínas, y al menos 1066 moléculas de ácido ribonucleico RNA que no se traducen finalmente a proteínas, pero que como éstas pueden tener funciones biológicas muy relevantes, todas ellas por descubrir.
“El estudio funcional de este genoma permitirá profundizar en las bases genético-moleculares que rigen el establecimiento de las simbiosis mutualistas entre los rizobios y las leguminosas así como la optimización de la explotación biotecnológica de estas interacciones de tanta importancia para la sostenibilidad del planeta” concluye Martínez-Abarca.

Referencia bibliográfica:

Martínez-Abarca F, Martínez-Rodriguez L, López Contreras JA, Jiménez-Zurdo JI and Toro N (2013) “Complete Genome Sequence of the Alfalfa Symbiont Sinorhizobium/Ensifer meliloti Strain GR4. Genome Announcements 1: In press.
La secuenciación de este nuevo genoma, de 7.12 millones de pares de bases (Mbp), se ha llevado a cabo mediante la plataforma de alto rendimiento 454 GS FLX Titanium (Roche Diagnostic) en el marco del Proyecto de MICROGEN: Microbial Comparative Genomics- CSD 2009-0006, dentro del programa Consolider-Ingenio del Ministerio de Economia y Competitividad. 

miércoles, 16 de enero de 2013

LOS CIENTÍFICOS PROPONEN APROVECHAR LAS TIERRAS 'MARGINALES' PARA PRODUCIR BIOCOMBUSTIBLES

agenciasinc.es

Las tierras inadecuadas para la siembra de alimentos podrían ser lugares apropiados para la producción de cultivos con los que obtener biocombustibles, según un estudio de un equipo internacional de científicos que publica la revista Nature.


Árboles híbridos de álamo para la creación de biomasa celulósica en la Estación Biológica Kellogg (KBS) en Michigan (EE UU). Imagen: Universidad Estatal de Michigan.

Un trabajo publicado en la revista Nature sugiere que las tierras marginales podrían generar una proporción sustancial de grano para biocombustibles, lo que facilitaría el cumplimiento del objetivo fijado por EE UU para 2022.
La norma conocida como Estándar de Combustibles Renovables de 2007 (RFS, por sus siglas en inglés) dictamina que las refinerías deben mezclar cierta cantidad de biocombustibles renovables en sus carburantes y la industria producir 136 mil millones de litros de biocombustible de forma global hasta esa fecha.
“Las tierras que hoy son marginales puede que no lo sean en el futuro, debido a la creciente demanda de terreno en todo el mundo para producir alimentos y piensos. Sin embargo, el uso de este tipo de tierras es una buena oportunidad para cubrir las necesidades actuales de biocombustibles, si no son necesarias para otros usos como, por ejemplo, la conservación de la biodiversidad”, declara a SINC Klaus Butterbach-Bahl, coautor del estudio e investigador del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (Alemania).

Las políticas para fomentar la producción de biocombustibles en los EE UU y Europa han provocado que terrenos que se dedicaban anteriormente para la alimentación se hayan reconvertido a la producción de etanol con grano.
“Este cambio puede tener consecuencias negativas, como el aumento de las emisiones de dióxido de carbono y la reducción de la cantidad de tierra fértil disponible para satisfacer la creciente demanda de alimentos”, explican los investigadores.
El equipo de científicos evaluó el potencial de las tierras marginales en el medio oeste de EE UU para la producción de bioenergía y mitigar así las emisiones de gases de efecto invernadero. Según sus resultados, estas zonas podrían producir biomasa suficiente para satisfacer aproximadamente el 25% de la meta fijada para 2022.
“El aumento de la población humana y la necesidad futura de alimentos restringirá potencialmente el cultivo para la producción de biocombustibles. Por otra parte, el uso de cultivos alimentarios (como maíz o soja) para biocarburante puede afectar al precio de los alimentos y a las decisiones del uso del suelo. Por lo tanto, pensamos que el uso de las tierras marginales y los biocarburantes celulósicos representan una práctica de gestión optima”, apunta a SINC Ilya Gelfand, otro de los autores del trabajo e investigador de la Universidad Estatal de Michigan (EE UU).
Actualmente los biocombustibles celulósicos —combustibles líquidos derivados de partes no comestibles de las plantas— están en desarrollo, por lo que las evidencias basadas en esta investigación siguen a la espera de los resultados de la producción a gran escala de dichos biocombustibles.

Referencia bibliográfica:

Ilya Gelfand, Ritvik Sahajpal, Xuesong Zhang, R. Ce´sar Izaurralde, Katherine L. Gross y G. Philip Robertson. “Sustainable bioenergy production from marginal lands in the US Midwest”, Nature 493, 17 de enero de 2013. doi:10.1038/nature11811