Profesor
Laboratorio de Biología Molecular y Celular de Plantas
Laboratorio de Biología Integrativa
Cátedra Hess en Ciencias de las Plantas
Si bien las flores y los brotes son las características más visibles de las plantas, lo que se encuentra debajo de la superficie es igualmente importante: las raíces. Las raíces de las plantas son fundamentales para obtener agua y nutrientes del suelo. También desempeñan un papel importante en el ciclo global del carbono al transferir el carbono fijado por la fotosíntesis de las plantas desde la atmósfera al suelo. A pesar de su gran relevancia para la ecología, la agricultura, la seguridad alimentaria y el ciclo del carbono, quedan muchas preguntas abiertas con respecto a los sistemas de raíces. Por ejemplo, ¿por qué algunos sistemas de raíces son poco profundos y otros profundos? ¿Cómo procesan las plantas la información ambiental? ¿Cómo pueden las raíces trabajar con los microbios beneficiosos y al mismo tiempo defenderse de los microbios dañinos? Una mejor comprensión de las raíces de las plantas podría ayudar a cultivar fuentes de alimentos más resilientes (un problema cada vez más urgente ante el clima cambiante del planeta y el aumento de la población) y ayudar a desarrollar sistemas de raíces que puedan utilizarse a gran escala para almacenar dióxido de carbono (CO).2) que fue capturado de la atmósfera por tejido vegetal sobre el suelo.
la planta con flores Arabidopsis thaliana es una maleza fácil de cultivar, popular para la investigación de biología vegetal. Diferentes cepas, todas con genomas muy similares, crecen en todo el mundo, lo que hace que la planta sea especialmente útil para estudiar qué genes y variantes genéticas hacen que las plantas respondan a diferentes entornos y las ayuden a sobrevivir. Wolfgang Busch utiliza un enfoque de genética de sistemas, combinando técnicas de genética, genómica y otros campos científicos para comprender cómo los genes de una planta determinan el crecimiento de las raíces en entornos determinados. Los estudios de asociación de todo el genoma correlacionan la variación genética con características físicas, como tener raíces largas o cortas. Pero para que sean significativos, los estudios deben medir la característica física de interés en cantidades significativas. Debido a que es difícil medir raíces con precisión y en grandes cantidades, Busch ha empleado una serie de tecnologías y métodos computacionales de vanguardia para evaluar raíces. Utilizando estos enfoques, Busch pudo descubrir varios genes y sus variantes genéticas que determinan cómo crecen las raíces y responden al medio ambiente. Estudios como estos continúan informando cómo se pueden optimizar las raíces para distintos entornos o funciones. El laboratorio también ha ampliado recientemente su trabajo a algunas de las especies de cultivos más relevantes a nivel mundial con el objetivo de identificar mecanismos conservados entre especies que puedan diseñarse para crear variedades de cultivos resistentes al cambio climático y sus efectos.
Como director ejecutivo de Salk's Iniciativa de aprovechamiento de plantas, Busch tiene como objetivo ayudar a las plantas a desarrollar sistemas de raíces más grandes y robustos que puedan absorber mayores cantidades de carbono enterrándolo en el suelo en forma de suberina, una sustancia natural rica en carbono. El equipo utilizará técnicas genéticas y genómicas de vanguardia para desarrollar estas Salk Ideal Plants™️ para luchar contra el cambio climático.
Busch desarrolló métodos novedosos para evaluar cientos de miles de raíces utilizando algoritmos de imágenes y visión artificial para extraer automáticamente datos de longitud y forma de raíces.
Descubrió cómo las plantas reprograman sus actividades celulares para retener el hierro cuando las bacterias invaden los tejidos de las raíces y caracterizó los mecanismos moleculares que vinculan la vía de señalización de la deficiencia de hierro con el sistema inmunológico de la planta. Esto ha revelado nuevas formas de diseñar la resiliencia de las plantas y la resistencia a las enfermedades.
Identificó un gen y sus variantes que pueden cambiar los sistemas de raíces superficiales a sistemas de raíces profundos, descubrió cómo se logra esto a nivel molecular y encontró una asociación de ciertas variantes de este gen con la adaptación a condiciones de lluvia escasa.
MS, Biología, Universidad de Tübingen, Alemania
PhD, Biología, Instituto Max Planck de Biología del Desarrollo y Universidad de Tübingen, Alemania
Su asociación permite a nuestros científicos acelerar el ritmo de descubrimientos de alto riesgo y alta recompensa que tienen el potencial de beneficiar la salud de toda la humanidad, ya sea cáncer, enfermedad de Alzheimer, cambio climático, enfermedades infecciosas o más.
