Genética de Rasgos de Interés Agronómico

Introducción

La genética es la ciencia que busca comprender y explicar cómo se transmite la herencia biológica, en este sentido nuestro grupo de investigación pretende, a través de una aproximación trans-disciplinaria, generar conocimiento sobre la genética de especies de interés agronómico y construir capacidades científicas para apoyo al desarrollo del país. El grupo trabaja en tres componentes:

1. El estudio genético de rasgos de interés agronómico y nutricional tomando como especie modelo de estudio la papa. El interés es desarrollar herramientas moleculares que puedan ser aprovechadas en los programas de mejoramiento en papa y que sirvan como modelo a otros programas de mejoramiento, en un enfoque de mejoramiento de precisión. Empleamos conocimiento e investigación de áreas como genómica, metabolómica, bioquímica y bioinformática. Trabajamos con rasgos de interés agronómico y nutricional. Este componente es liderado por la Prof. Teresa Mosquera Vásquez.

2. El estudio de las relaciones planta-insecto como base fundamental para definir, implementar y evaluar estrategias de manejo integrado de insectos. La base fundamental es definir las especies a partir de taxonomía integrativa empleando caracteres morfológicos, de comportamiento-epidemiológicos y moleculares, y realizar asociaciones de la biología de las especies en los ecosistemas que ocupan. Esta información, aunada con el estudio de la genética de las poblaciones, la composición del paisaje y las necesidades de establecimiento, vigilancia o control en sistemas agrícolas, se estudian con miras a generar conocimiento sobre la biodiversidad del país y estrategias para su manejo. Este componente es liderado por la Prof. Elena Luisa Brochero.

3. La genómica evolutiva del metabolismo especializado, dado que las plantas producen una enorme diversidad de metabolitos especializados (ME) que desempeñan un importante papel ecológico y constituyen una invaluable fuente de moléculas con aplicaciones en medicina, farmacia y la industria agro-alimentaria. Una perspectiva promisoria para maximizar la producción de ME útiles se basa en la comparación de los genomas de plantas relacionadas pero con perfiles metabólicos distintos. Este método permite identificar secuencias de ADN que determinan la producción de MEs útiles, como antocianinas, glico-alcaloides esteroidales y withanólidos, en las Solanáceas. Esta investigación permite conocer, conservar y aprovechar la biodiversidad colombiana, ayuda a entender la evolución del metabolismo de las plantas y tendrá potenciales aplicaciones biotecnológicas. Este componente es liderado por el Prof. Federico Roda Fornaguera.

Para alcanzar nuestros objetivos, estudiamos y aprovechamos la diversidad natural disponible en las especies cultivadas y en sus especies relacionadas. Nos valemos del conocimiento de posiciones genómicas y de la identidad de genes que controlan rasgos de interés agronómico cuantitativos y cualitativos, en marcadores basados en DNA que pueden ser usados para selección asistida o para el desarrollo de marcadores moleculares diagnóstico.

El grupo de investigación tiene colaboración con Centros de investigación y Universidades a nivel internacional que potencian sus actividades, al desarrollar investigaciones conjuntas y facilitar el intercambio académico entre investigadores y estudiantes. Actualmente, se tiene colaboración con las siguientes instituciones: Instituto Max Planck para la Investigación en Genética y Fitomejoramiento (Colonia-Alemania); Instituto INRES de la Universidad de Bonn (Bonn-Alemania); Universidad McGill (Montreal-Canadá); Universidad New Brunswick (New Brunswick-Canadá); James Hutton Institute (Invergowrie Dundee-Escocia), Centro Internacional de la Papa, CIP (Lima-Perú); Universidad de Arkansas (Fayetteville-Estados Unidos), Lincoln University New Zealand, BioProtection Research Centre, New Zealand, Plant & Food Research, New Zealand; Université Catholique de Louvain. Earth and Life Institute – ELIB / Belgica; Universidad de Maracay – Venezuela.

Objetivo del Grupo

Contribuir a la construcción de capacidades científicas para Colombia a través de la generación, asimilación y aplicación de conocimiento acerca de las bases genéticas que controlan rasgos de interés agronómico, la fitopatología molecular, las relaciones planta/animal-insectos, la genómica evolutiva del metabolismo especializado y la epigenética de las respuestas a estímulos en plantas, para el abordaje de problemas y oportunidades en el sector agrario.

Publicaciones de los últimos cinco años

1. Diego F. Arévalo-Marín, Daniel M. Briceño-Robles, Teresa Mosquera, Luz Marina Melgarejo, Felipe Sarmiento (2021). Jasmonic acid priming of potato uses hypersensitive response-dependent defense and delays necrotrophic phase change against Phytophthora infestans. Physiological and Molecular Pathology Vol 115, 101680. https://doi.org/10.1016/j.pmpp.2021.101680

2. Parra-Galindo MA, Soto-Sedano JC, Mosquera-Vásquez T, Roda F (2021) Pathway-based analysis of anthocyanin diversity in diploid potato. PLoS ONE 16(4): e0250861. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0250861

3. Díaz-Valencia, P.; Melgarejo, L.M.; Arcila, I.; Mosquera-Vásquez, T. (2021). Physiological, Biochemical and Yield-Component Responses of Solanum tuberosum L. Group Phureja Genotypes to a Water Deficit. Plants 2021, 10, 638. https://doi.org/10.3390/ plants10040638

4. Séverine Thomas, Juan-David Vásquez-Benítez, Fabio-Alexander Cuéllar Cepeda, Teresa Mosquera Vásquez, Carlos Eduardo Narváez Cuenca (2021). Vitamin C, protein and dietary fiber contents as affected by genotype, agro-climatic conditions and cooking method on tubers of Solanum tuberosum Group Phureja. Food Chemistry 349 129207. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.129207

5. Lozano-Montaña, P. A., Sarmiento, F., Mejía-Sequera, L. M., Álvarez-Flórez, F., & Melgarejo, L. M. (2021). Physiological, biochemical and transcriptional responses of Passiflora edulis Sims f. edulis under progressive drought stress. Scientia Horticulturae, 275, 109655. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2020.109655

6. García D, Dávila L, González A, Caro A, Cote AM (2021). Gnotobiotic system for selecting microorganisms with biocontrol potential against Fusarium oxysporum f. sp. physali. Revista Colombiana de Ciencias Hortícolas 15(1). Doi: https://doi.org/10.17584/rcch.2021v15i1.11699.

7. Zúñiga M, Rubio-Palis Y, Brochero H. (2021) Updating the bionomy and geographical distribution of Anopheles (Nyssorhynchus) albitarsis F: a vector of malaria parasites in northern South America. PLosONE 16(6):e0253230

8. Jurado R D.A, Rincón R L.J, Vargas V A.M, González A A. (2021) Partial sequencing of a putative Alstroemeria necrotic streak orthotospovirus isolate detected on lettuce in Colombia. Scientific Note. Pesq. Agropec. Trop., Goiânia, v. 51, e68585. DOI: 10.1590/1983-40632021v5168585.
9. González-Almario A (2020) Cómo se defienden las plantas ante el ataque de un patógeno. Fitopatología Colombiana. 44(1), 25-29. ISSN 0120-0143.
10. Izquierdo-García L, González-Almario A, Cotes AM, Moreno C (2020) Trichoderma virens Gl006 and Bacillus velezensis Bs006: a compatible interaction controlling Fusarium wilt of cape gooseberry. Scientific Reports. 10. 10.1038/s41598-020-63689-y.
11. Silva-Castaño A, Wilson M. Brochero H, Franco-Lara L. (2020) Biodiversity, bugs, and barcodes: the Cicadellidae aasociated with grassland and phytoplasmas in the Sabana de Bogotá, Colombia. Florida Entomologist 102(3):755-62
12. Montaño D, Brochero H, Franco-Lara H. (2020) Can Amplicephalus funzaensis Linnavuori 1968 (Hemiptera: Cicadellidae) transmit phytoplasmas to strawberry? Agronomia Colombiana 38(1):73-84
13. Juyo Rojas DK, Soto Sedano JC, Ballvora A, Léon J, Mosquera Vásquez T (2019) Novel organ-specific genetic factors for quantitative resistance to late blight in potato. PLoS ONE 14(7): e0213818. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0213818
14. María Angélica Parra-Galindo, Clara Piñeros Niño, Johana Soto-Sedano and Teresa Mosquera Vásquez (2019). Chromosomes I and X Harbor Consistent Genetic Factors Associated with the Anthocyanin Variation in Potato. Agronomy, 9(7), 366; https://doi.org/10.3390/agronomy9070366 (This article belongs to the Special Issue Potato Genetics and Breeding in the Genomics Era)
15. Cuéllar-Cepeda, Fabio-Alexander, María-Angélica Parra-Galindo, Johan Urquijo, Luz-Patricia Restrepo-Sánchez, Teresa Mosquera-Vásquez, Carlos-Eduardo Narváez-Cuenca (2019). Influence of genotype, agro-climatic conditions, cooking method, and their interactions on individual carotenoids and hydroxycinnamic acids contents in tubers of diploid potatoes. Food Chemistry 288: 127–138. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.03.015
16. John Calderon, Teresa Mosquera and Angela Vargas (2019). Variability of P26 and P10 genes in Colombian isolates of Potato yellow vein virus (PYVV). Agronomía Colombiana 7(2):129-143. DOI: 10.15446/agron.colomb.v37n2.72638
17. Scossa F, Roda F, Tohge T, Georgiev MI, Fernie AR (2019). The hot and the colorful: understanding the metabolism, genetics and evolution of consumer preferred metabolic traits in pepper and related species. Critical Reviews in Plant Sciences, 38, 339-381.
18. Roda F, Hopkins R (2019) Correlated evolution of self and heterospecific incompatibility across the range of a Texas wildflower. New Phytologist. 221, 553-564.
19. Raad M, Glare T, Brochero H, Müller C, Rostás M. (2019) Transcriptional reprogramming of Arabidopsis thaliana defence pathways by the entomopathogenn Beauveria bassiana correlates with resistance against a fungal pathogen but not against insects. Frontiers in Microbiology 10:615
23. David Cuéllar-Gálvez, Yesid Aranda-Camacho and Teresa Mosquera-Vásquez (2018). A Model to Promote Sustainable Social Change Based on the Scaling up of a High-Impact Technical Innovation. Sustainability 2018, 10, 4532; doi:10.3390/su10124532.
24. Santa JD, Berdugo-Cely J, Cely-Pardo L, Soto-Suárez M, Mosquera T, Galeano M. CH (2018). QTL analysis reveals quantitative resistant loci for Phytophthora infestans and Tecia solanivora in tetraploid potato (Solanum tuberosum L.). PLoS ONE 13(7): e0199716. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0199716
25. Carlos-Eduardo Narváez-Cuenca, Clara Peña, Luz-Patricia Restrepo-Sánchez, Ajjamada Kushalappa, Teresa Mosquera (2018). Macronutrient contents of potato genotype collections in the Solanum tuberosum Group Phureja. Journal of Food Composition and Analysis 66: 179–184
26. Galindo-González, L., Sarmiento, F., & Quimbaya, M. (2018). Shaping Plant Adaptability, Genome Structure and Gene Expression through Transposable Element Epigenetic Control: Focus on Methylation. Agronomy, 8(9), 180. https://doi.org/10.3390/agronomy8090180
27. Mosquera Vásquez, T., Del Castillo, S., Gálvez, D.C. et al. (2017). Breeding differently: participatory selection and scaling up innovations in Colombia. Potato Research 60: 361–381 https://doi.org/10.1007/s11540-018-9389-9
20. Álvarez MF, Angarita M, Delgado MC, García C, Jiménez-Gomez J, Gebhardt C and Mosquera T. (2017). Identification of Novel Associations of Candidate Genes with Resistance to Late Blight in Solanum tuberosum Group Phureja. Front. Plant Sci. 8:1040. doi: 10.3389/fpls.2017.01040
21. Diana Duarte-Delgado, Deissy Juyó, Christiane Gebhardt, Felipe Sarmiento and Teresa Mosquera-Vásquez. (2017). Novel SNP markers in InvGE and SssI genes are associated with natural variation of sugar contents and frying color in Solanum tuberosum Group Phureja. BMC Genetics 18:23 DOI 10.1186/s12863-017-0489-3
22. Kalenahalli N. Yogendra, Dhananjay Dhokane, Ajjamada C. Kushalappa, Felipe Sarmiento, Ernesto Rodriguez, Teresa Mosquera. (2017). StWRKY8 transcription factor regulates benzylisoquinoline alkaloid pathway in potato conferring resistance to late blight. Plant Science 256: 208–216. http://dx.doi.org/10.1016/j.plantsci.2016.12.014
28. Roda F, Walter GM, Nipper R, Ortiz-Barrientos D (2017) Genomic clustering of adaptive loci during parallel evolution of an Australian wildflower. Molecular Ecology. 14, 3687-3699
30. Roda F, Mendes FK, Hahn MW, Hopkins R (2017) Genomic evidence of gene flow during reinforcement in Texas Phlox. Molecular Ecology. 26, 2317-2330.
29. Goulet BE, Roda F, Hopkins R (2017) Hybridization in plants: old ideas, new techniques. Plant Physiology 173, 65-78.
31. Jurado DA, Rincón LY, Gómez-Caro S, Vargas-Verdugo AM, González-Almario, A (2017) Identificación del agente causal asociado al bronceado de la lechuga (Lactuca sativa) en el municipio de Madrid-Cundinamarca, Co. Fitopatología Colombiana 41(2):24-30.
32. Buenaventura L, Brochero H. (2017) Confirmación taxonómica de Frankliniella occidentalis (Pergande, 1895) y Frankliniella panamensis Hood, 1925 (Thysanoptera: Thripidae) usando ADNmt region barcode. Congreso Internacional de Educaciones, pedagógicas y didácticas. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia: 296-7

Proyectos en ejecución y ejecutados

1. Aprovechamiento de la diversidad de agraz y papa para el desarrollo sostenible de Santander.

   Financia: Sistema General de Regalías

   Duración: 2021- 2024

   Lidera: Teresa Mosquera Vásquez

2. Frankliniella panamensis y Frankliniella occidentalis: aportes para su vigilancia y control en cultivos ornamentales

   Financia: Ceniflores – Universidad Nacional de Colombia

   Duración: 2021-2023

   Lidera: Helena L. Brochero

3. Test diagnóstico molecular y prototipo espectral para la detección temprana de Ceratocystis sp. y Rosellinia spp. en cacao.

   Financia: Minciencias

   Duración: 2021-2023

   Lidera: Adriana González Armario

4. Caracterización del viroma de las abejas sin aguijón Tetragonisca angustula y Nannotrigona sp. (Hymenoptera: Meliponini) y estimación de sus redes insecto-planta en Cundinamarca, Colombia

   Financia: Universidad de Cundinamarca y Universidad Nacional de Colombia

   Duración: 2021-2023

   Lidera: Helena L. Brochero

5. Impactos de la intensificación tecnológica y estructura del paisaje sobre polinizadores en agroecosistemas freseros en Sibaté-Cundinamarca, Colombia.

   Financia: Universidad Nacional de Colombia

   Duración: 2021-2023

   Lidera: Helena L. Brochero

6. Frankliniella panamensis (Thysanoptera: Thripidae) in plum (Prunus salicina) in high tropics.

   Financia: Universidad Nacional de Colombia

   Duración: 2019-2023

   Lidera: Helena L. Brochero

7. Prize David Hopper strengthens young scientists and communities

   Financia: International Development Research Center – IDRC (Canadá)

   Duración: 2021-2022

   Lidera: Teresa Mosquera Vásquez

8. Recursos bioinformáticos para el cultivo de gulupa en la postpandemia: Ensamblaje de novo del transcriptoma de Passiflora edulis Sims f. edulis durante la respuesta temprana ante el estrés por déficit hídrico.

   Financia: Universidad Nacional de Colombia

   Duración: 2021-2022

   Lidera: Felipe Sarmiento Salazar

9. Modulación de la floración en Cannabis sp. a partir de interrupción de la noche.

   Financia: Universidad Nacional de Colombia

   Duración: 2021-2022

   Lidera: Felipe Sarmiento Salazar

10. Diferencias en procesos de infección y respuestas de defensa en interacción compatible e incompatible entre Phaseolus vulgaris L. y Colletotrichum lindemuthianum.

    Financia: Fundación Banco de la República para la Promoción de la Investigación y la Tecnología.

    Duración: 2019-2022

    Lidera: Adriana González Armario

11. Solución sostenible participativa para el desarrollo rural de La macarena

    Financia: PNUD-Minciencias

    Duración: 2020-2021

    Lidera: Teresa Mosquera Vásquez

12. Identificación del agente etiológico de la pudrición bacteriana de Violeta de los Alpes (Cyclamen persicum Mill.)

    Financia: Universidad de Cundinamarca y Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá.

    Duración: 2018-2021

    Lidera: Adriana González Armario

13. Identificación del agente etiológico de la pudrición bacteriana de Violeta de los Alpes (Cyclamen persicum Mill.)

    Financia: Universidad de Cundinamarca y Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá.

    Duración: 2018-2021

    Lidera: Adriana González Armario

14. Identification of possible insect vectors of pnytoplasmas in Quercus humboldtii Bonpla in Bogotá, Colombia.

    Financia: Tree Fund, Universidad Militar Nueva Granada, Universidad Nacional de Colombia

    Duración: 2019-2021

    Lidera: Helena L. Brochero

15. Caracterización fisiológica y molecular de Gulupa (Passiflora edulis Sim edulis) en respuesta a sequía

    Financia: Fundación Banco de la República para la Promoción de la Investigación y la Tecnología

    Duración: 2018-2020

    Lidera: Felipe Sarmiento Salazar

16. Determinación de genes Co en las variedades mejoradas de Phaseolus vulgaris L. Sutagao y Serranía y su importancia en la activación de respuesta de defensa contra Colletotrichum lindemuthianum.

    Financia: Universidad Nacional de Colombia

    Duración: 2016-2018

    Lidera: Adriana González Armario

17. Ampliación de la producción de papa amarilla más nutritiva en Colombia (Papas más nutritivas)

    Financia: International Development Research Center (Canada) y Global Affairs Canada

    Duración: 2016-2018

    Lidera: Teresa Mosquera Vásquez

18. Arquitectura genética de la resistencia a gota y calidad nutricional en papa

    Financia: Colciencias

    Duración: 2017-2018

    Lidera: Teresa Mosquera Vásquez

19. Seguridad alimentaria y nutricional en Nariño (SAN-Nariño)

    Financia: International Development Research Center (Canada) y Global Affairs Canada

    Duración: 2012-2015

    Lidera: Teresa Mosquera Vásquez

Otros Grupos de Investigación | Convocatorias de Investigación y Extensión