Nuestra ciencia

MASH se estructura en torno a tres tópicos de investigación:

DETERMINANTES DE LA VARIACIÓN FENOTÍPICA DEL HOLOBIONTE ALGAL

Dos objetivos principales se desarrollarán para estudiar el fenotipo del holobionte algal. Por un lado, estudiaremos los efectos de diferentes comunidades microbianas sobre rasgos de interés para la acuicultura de macroalgas, como son la tasa de crecimiento, el rendimiento fotosintético, captación de nutrientes, resistencia a epifitos y fecundidad. Examinaremos el efecto de diferentes composiciones genéticas del huésped y la comunidad microbiana, para investigar el rol de los microorganismos en fortalecer funciones fisiológicas del alga. Para ello, utilizaremos aproximaciones metagenómicas y metatranscriptómicas acopladas a experimentos de mesocosmos, que expongan al holobionte a distintos factores abióticos.

En paralelo, investigaremos la composición genética de rasgos de interés a través de redes de genes del holobionte algal. Para ello planeamos ensamblar metagenomas de cepas de algas con genomas de referencia existentes, con datos metagenómicos obtenidos de sus comunidades microbianas asociadas. Utilizaremos perfiles metabolómicos para construir modelos metabólicos a escala genómica de estos holobiontes y con ello explorar vías específicas para la expresión de rasgos de interés y descifrar así el rol del alga y microorganismos en esta interacción.

ESTRATEGIAS DE CRUZAMIENTO EN CICLOS DE VIDA COMPLEJOS PARA LA SELECCIÓN DEL HOLOBIONTE ALGAL

Los ciclos de vida haplo-diplontes de algas pardas y rojas permiten la propagación sexual y asexual de estos organismos, incluyendo la partenogénesis. En el modelo de estudio, Gracilaria chilensis (pelillo), la reproducción asexual ha sido la norma en cultivos comerciales. Para determinar las consecuencias genéticas que diferentes estrategias de cruzamiento tendrán sobre la selección eficiente de esta macroalga, combinaremos experimentos de manipulación de progenitores y su tasa de clonalidad, con aproximaciones genómicas y métodos de inferencias basados en el coalescente.

En cultivos de algas pardas, como el modelo Macrocystis pyrifera (huiro), la selección de cepas se ha basado en la búsqueda del vigor híbrido, pero usualmente considerando un bajo número de individuos parentales que ha permitido incrementar el rendimiento productivo, pero reduciendo la diversidad genética, disminuyendo la eficiencia de la selección y futura domesticación de estos organismos. MASH explorará estrategias de cruzamiento alternativas que prioricen la obtención de cepas nativas (e.g. landraces) por introgresión de híbridos de alto valor con genotipos locales para seleccionar rasgos específicos.

En paralelo, exploraremos la posibilidad de que la selección opere a escala del holobionte algal, utilizando aproximaciones experimentales de manipulación de microorganismos y distintas fases del ciclo de vida de los organismos modelos.

MANEJO DEL RECURSO GENETICO PARA EL CULTIVO SUSTENTABLE DE MACROALGAS

Para abordar el manejo del recurso genético macroalga, hemos definido tres pilares en los cuales nos enfocaremos:

Banco de germoplasma: Las colecciones de semillas han sido un insumo crítico en la agricultura terrestre y creemos que la acuicultura de macroalgas requiere urgentemente un recurso similar que contribuirá a la investigación básica y aplicada, y para fortalecer programas de mejoramiento genético. Construiremos sobre las colecciones que actualmente albergan los investigadores de MASH, incorporando en un sistema de manejo de datos información fenotípica y genotípica que sea asociada al material biológico aislado.

Efecto de la diversidad genética en la productividad y resiliencia de las granjas de cultivo: Examinaremos el efecto de la diversidad genética en la productividad de cultivos de las especies modelo y su resiliencia a la variabilidad ambiental del ambiente marino. Utilizaremos una aproximación de manipulación experimental en condiciones naturales.

Interacción entre poblaciones naturales y de cultivo: Las macroalgas de cultivo se encuentran en un estado incipiente de domesticación, por lo que poseen una capacidad potencial de hibridizar con individuos de praderas naturales, generando un riesgo de contaminación genética por parte de cepas seleccionadas. Proponemos cuantificar este efecto potencial a través de experimentos controlados de laboratorio que involucren individuos nativos v/s híbridos v/s cepas.

Disciplina que estudia la respuesta de un organismo frente a condiciones fluctuantes del ambiente.

Rama de la ecología que estudia como los organismos han evolucionado para adaptarse a su medio ambiente.

Disciplina que explora la diversidad, distribución y abundancia de microorganismos, y sus interacciones con otros organismos y el medio ambiente.

Ficología es la disciplina de la botánica que estudia a las algas. En su forma aplicada busca dar solución a problemas prácticos relativos al uso y cultivo de las algas.

Aplicación de las tecnologías genómicas para entender los patrones de variación genética dentro y entre las poblaciones de una especie para explicar procesos evolutivos.

Comprende integración de las rutas metabólicas bioquímicas de un organismo con secuencias de su genoma en un modelo matemático.