La cooperación microbiana es un motor clave de procesos ecológicos y funcionales tanto en comunidades multi especie como en poblaciones clonales. El concepto de virulencia cooperativa desafía la visión tradicional de los patógenos como amenazas monolíticas y aisladas, destacando cómo la división del trabajo en aquellas poblaciones clonales en las que se produce heterogeneidad fenotípica contribuye al éxito de la infección, ayudando a superar e incluso explotar las defensas del huésped a favor del patógeno. Sin embargo, el conocimiento sobre cómo surgen y se mantienen dichas variantes fenotípicas, y como contribuyen a establecer comportamientos cooperativos y determinar su funcionalidad siguen siendo limitados. Algunas cuestiones críticas abiertas al este respecto son: ¿Cómo surge y persiste la heterogeneidad fenotípica dentro de poblaciones clonales? ¿Cómo interactúan entre si procesos de heterogeneidad fenotípica en distintos caracteres determinando espectro fenotípico complejo? ¿Qué factores seleccionan el mantenimiento de comportamientos cooperativos? ¿Cómo afectan estos a la progresión y propagación de la enfermedad? ¿Y cómo pueden aplicarse estos conocimientos para controlar las enfermedades y proteger los cultivos?

Este proyecto pretende responder a estas preguntas investigando la heterogeneidad fenotípica y el comportamiento cooperativo de un patógeno vegetal de gran relevancia académica y económica: Pseudomonas syringae. Mediante la integración de análisis de expresión a nivel celular (single-cell) y nuestros conocimientos y herramientas moleculares en el estudio de las interacciones planta-bacteria, este proyecto tiene como objetivos: 1. Investigar los factores moleculares y ambientales que impulsan la variación fenotípica en múltiples caracteres. 2. Descubrir los mecanismos de cooperación, investigando cómo la heterogeneidad facilita la cooperación bacteriana: cómo se relaciona ésta con la evasión de la inmunidad, la colonización del huésped y la propagación de la enfermedad. 3. Vincular el comportamiento cooperativo a la virulencia estableciendo cómo las interacciones cooperativas dentro de un paisaje fenotípicamente heterogéneo en una población clonal afectan a la resistencia del patógeno frente a las medidas de protección de cultivos.

Partiendo de nuestros resultados obtenidos previamente a partir de investigación impulsada por la curiosidad sobre la diversidad fenotípica y los comportamientos comunitarios, aspectos inexplorados en patógenos de plantas, este proyecto se centra en comprender cómo surge la diversidad fenotípica en poblaciones de patógenos y determinar su relevancia para la enfermedad y su control. Este proyecto ampliará nuestros conocimientos de ecología microbiana y profundizará nuestra comprensión de los patógenos, en particular de los patógenos de plantas, al tiempo que proporcionará nuevas perspectivas para la protección de cultivos y la gestión sostenible de enfermedades de plantas. Este proyecto aborda cuestiones fundamentales sobre la adaptación de patógenos, con implicaciones significativas para la protección de cultivos y la seguridad alimentaria, y se alinea con los esfuerzos mundiales para asegurar los sistemas alimentarios en medio de crecientes desafíos agrícolas y ambientales, abordando la necesidad social de seguridad alimentaria.