Fijación de Nitrógeno, Radicales Libres y Hemoglobinas en la Simbiosis Rizobio-Leguminosa
Manuel Becana Ausejo (IP)
Profesor de Investigación CSIC.
Departamento de Nutrición Vegetal, Estación Experimental de Aula Dei, CSIC, Zaragoza
Otros miembros
Líneas de investigación
- Simbiosis rizobio-leguminosa
- Hemoglobinas en plantas
- Radicales libres, antioxidantes y estrés oxidativo
Publicaciones representativas
- Villar I, Larrainzar E, Milazzo L, Pérez-Rontomé C, Rubio MC, Smulevich G, Martínez JI, Wilson MT, Reeder B, Huertas R, Abbruzzetti S, Udvardi MK, Becana M (2021) A plant gene encoding one-heme and two-heme hemoglobins with extreme reactivities toward diatomic gases and nitrite. Front Plant Sci 11: 600336 (doi: 10.3389/fpls.2020.600336).
- Becana M, Yruela I, Sarath G, Catalán P, Hargrove MS (2020) Plant hemoglobins: a journey from unicellular green algae to vascular plants. New Phytol 227: 1618-1635.
- Larrainzar E, Villar I, Rubio MC, Pérez-Rontomé C, Huertas R, Sato S, Mun JH, Becana M (2020) Hemoglobins in the legume-Rhizobium. New Phytol 228: 472-484.
- Matamoros MA, Cutrona MC, Wienkoop S, Begara-Morales JC, Sandal N, Orera I, Barroso JB, Stougaard J, Becana M (2020) Altered plant and nodule development and protein S-nitrosylation in Lotus japonicus mutants deficient in S-nitrosoglutathione reductases. Plant Cell Physiol 61: 105-117.
- Wang L, Rubio MC, Xin X, Zhang B, Fan Q, Wang Q, Ning G, Becana M, Duanmu D (2019) CRISPR/Cas9 knockout of leghemoglobin genes in Lotus japonicus uncovers their synergistic roles in symbiotic nitrogen fixation. New Phytol 224: 818-832.
- Fukudome M, Watanabe E, Osuki K, Imaizumi R, Aoki T, Kucho K, Becana M, Uchiumi T (2019) Stably transformed Lotus japonicus plants overexpressing phytoglobin LjGlb1-1 show decreased nitric oxide levels in roots and nodules as well as delayed nodule senescence. Plant Cell Physiol 60: 816-825.
- Rubio MC, Calvo-Begueria L, Díaz-Mendoza M, Elhiti M, Moore M, Matamoros MA, James EK, Díaz I, Pérez-Rontomé C, Villar I, Calvo V, Hebelstrup KH, Dietz KJ, Becana M (2019) Phytoglobins in the chloroplasts, nuclei and cytoplasm modulate nitric oxide signaling and interact with abscisic acid. Plant J 100: 38-54.
- Calvo-Begueria L, Rubio MC, Martínez JI, Pérez-Rontomé C, Delgado MJ, Bedmar EJ, Becana M (2018) Redefining nitric oxide production in legume nodules through complementary insights from electron paramagnetic resonance spectroscopy and specific fluorescent probes. J Exp Bot 69: 3703-3714.
- Matamoros MA, Kim A, Peñuelas M, Ihling C, Griesser E, Hoffmann R, Fedorova M, Frolov A, Becana M (2018) Protein carbonylation and glycation in legume nodules. Plant Physiol 177: 1510-1528.
- Calvo-Begueria L, Cuypers B, Van Doorslaer S, Abbruzzetti S, Bruno S, Berghmans H, Dewilde S, Ramos J, Viappiani C, Becana M (2017) Characterization of the heme pocket structure and ligand binding kinetics of non-symbiotic hemoglobins from the model legume Lotus japonicus.Front Plant Sci 8:407 (doi: 10.3389/fpls.2017.00407).
- Matamoros MA, Saiz A, Peñuelas M, Bustos-Sanmamed P, Mulet JM, Barja MV, Rouhier N, Moore M, James EK, Dietz KJ, Becana M (2015) Function of glutathione peroxidases in legume root nodules. J Exp Bot 66: 2979-2990.
- Sainz M, Calvo-Begueria L, Pérez-Rontomé C, Wienkoop S, Abián J, Staudinger C, Bartesaghi S, Radi R, Becana M (2015) Leghemoglobin is nitrated in functional legume nodules in a tyrosine residue within the heme cavity by a nitrite/peroxide-dependent mechanism. Plant J 81: 723-735.
- Matamoros MA, Fernández-García N, Wienkoop S, Loscos J, Saiz A, Becana M (2013) Mitochondria are an early target of oxidative modifications in senescing legume nodules. New Phytol 197: 873-885.
- Sainz M, Pérez-Rontomé C, Ramos J, Mulet JM, James EK, Bhattacharjee U, Petrich JW, Becana M (2013) Plant hemoglobins may be maintained in functional form by reduced flavins in the nuclei, and confer differential tolerance to nitro-oxidative stress. Plant J 76: 875-887.
- Navascués J, Pérez-Rontomé C, Gay M, Marcos M, Yang F, Walker FA, Desbois A, Abián J, Becana M (2012) Leghemoglobin green derivatives with nitrated hemes evidence production of highly reactive nitrogen species during aging of legume nodules. Proc Natl Acad Sci USA 109: 2660-2665.
- Bustos-Sanmamed P, Tovar-Méndez A, Crespi M, Sato S, Tabata S, Becana M (2011) Regulation of nonsymbiotic and truncated hemoglobin genes of Lotus japonicus in plant organs and in response to nitric oxide and hormones. New Phytol 189: 765-776.
- Tovar-Méndez A, Matamoros MA, Bustos-Sanmamed P, Dietz KJ, Cejudo FJ, Rouhier N, Sato S, Tabata S, Becana M (2011) Peroxiredoxins and NADPH-dependent thioredoxin systems in the model legume Lotus japonicus. Plant Physiol 156: 1535-1547.
Proyectos
- Becana M (IP), Rubio MC (co-IP), Matamoros MA, Pérez-Rontomé C, Villar I, Minguillón S, Wienkoop S, Sandal N, Duanmu D (2018-2021) Función de las hemoglobinas y del óxido nítrico en la simbiosis rizobio-leguminosa. Ministerio de Ciencia e Innovación. AGL2017-85775-R.
- Becana M (IP), Matamoros MA (co-IP), Pérez-Rontomé C, Calvo-Begueria L, Calvo V, Villar I, Cutrona C, Uchiumi T, Hoffmann R, Viappiani C (2015-2017) Fijación de nitrógeno por la simbiosis rizobio-leguminosa: hemoglobinas y modificaciones oxidativas de las proteínas durante el desarrollo y senescencia de los nódulos. Ministerio de Economía y Competitividad. AGL2014-53717-R.
- Becana M (IP), Rubio MC, Matamoros MA, Ramos J, Pérez-Rontomé C, Saiz A, Sainz M, Calvo-Begueria L, Clemente M, Peñuelas M, Wienkoop S (2012-2014) Señalización por especies reactivas de oxígeno/nitrógeno y antioxidantes en la simbiosis fijadora de nitrógeno Rhizobium-leguminosa. Ministerio de Economía y Competitividad. AGL2011-24524.
- Becana M (IP), Rubio MC, Matamoros MA, Ramos J, Pérez-Rontomé C, Navascués J, Tovar-Méndez A, Clemente M, Bustos-Sanmamed P, Saiz A, Sainz M (2009-2011) Fijación simbiótica de nitrógeno: antioxidantes, estrés abiótico y senescencia en nódulos de leguminosas modelo y de interés agronómico. Ministerio de Ciencia e Innovación. AGL2008-01298.
- Becana (IR, partner 1B), Rubio MC, Matamoros MA, Ramos J, Pérez-Rontomé C, Clemente M (2006-2009) Bridging genomics and agrosystem management: resources for adaptation and sustainable production of forage Lotus species in environmentally-constrained South-American soils. Unión Europea. INCO contract 517617.
Métodos destacados
- Producción de proteínas recombinantes y caracterización bioquímica de hemoglobinas
- Determinación y localización de antioxidantes y especies reactivas de oxígeno y nitrógeno
- Modificaciones postraduccionales de proteínas mediadas por radicales libres
Colaboraciones con otros grupos nacionales e internacionales
- Stefania Abbruzzetti (Universita di Parma, Italy)
- Deqiang Duanmu (Huazhong Agricultural University, China)
- Estíbaliz Larrainzar (Universidad Pública de Navarra, Spain)
- Jesús I. Martínez (Universidad de Zaragoza, Spain)
- Brandon Reeder (University of Essex, UK)
- Niels Sandal and Jens Stougaard (University of Aarhus, Denmark)
- Toshiki Uchiumi (University of Kagoshima, Japan)
- Stefanie Wienkoop (University of Vienna, Austria)