Formulario Desafío: NT11

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DESAFÍO UNIVERSIDAD - EMPRESA 2025

Esta necesidad tecnológica forma parte del Concurso de Proyectos de I+D+i y/o consultoría en colaboración Universidad – Empresa “Desafío Universidad Empresa” 2025 organizado por la Fundación Universidades y Enseñanzas Superiores de Castilla y León.

Referencia: NT11

Tipo de Entidad: Empresa

Título del proyecto

Identificación de estrategias fotoprotectoras de los epífitos foliares y desarrollo de bioformulaciones bio-control, resiliencia solar/UV y calidad de los cultivos agrícolas.

Acrónimo SUN-BIO-AGRO

Resumen

Área de interés principal de la demanda

Agroalimentario: agricultura, ganadería e industria alimentaria - N/A

El proyecto SUN-BIO-AGRO aborda la identificación de estrategias fotoprotectoras presentes en microorganismos epífitos foliares y el desarrollo de bioformulaciones microbianas aplicables a cultivos agrícolas expuestos a radiación solar y UV. Estas formulaciones, basadas en la dispersión de microbiota foliar exógena y compuestos orgánicos como MAAs, scytonemin, melaninas y carotenoides, buscan reducir el daño fotooxidativo, mejorar la eficiencia fotosintética y reforzar la resiliencia fisiológica de las plantas. Su aplicación en cultivos de alto valor pretende favorecer el incremento de la productividad, estabilidad y calidad de las cosechas (aromáticos, tropicales, frutales, extensivos, hortícolas y viñedos ) potenciando sus propiedades organolépticas y contribuyendo a una agricultura sostenible bio-control y adaptada al cambio climático.

Áreas de interés secundarias

Salud y Atención social, Energía y medioambiente - N/A

DESCRIPCIÓN DE LA NECESIDAD DEMANDADA

1.- Descripción de la demanda tecnológica.

* Se solicita el desarrollo de la FASE 1.

El emprendedor no dispone de capacidad propia para aislar y caracterizar microorganismos epífitos ni para desarrollar formulaciones estables de aplicación foliar para dispersión en campo. Por ello, se requiere la colaboración de un grupo universitario especializado en microbiología, bioquímica vegetal y biotecnología de formulaciones para:

FASE 1:

a) Identificar microorganismos epífitos autóctonos, adaptados y característicos de cada tipo de cultivo (p. ej. Methylobacterium, Sphingomonas, consorcios cianobacterianos)

b) Identificar las estrategias fotoprotectoras del conjunto microbiota foliar representativo de cada tipo de cultivo y evaluar su viabilidad estratégica fotoprotectora.

b) Obtener metabolitos naturales (MAAs, scytonemin, carotenoides, EPS funcionales) u otras estrategias identificadas destinadas a mitigación y resilencia foliar.

c) Aislar y seleccionar cepas foliares con capacidad de producir compuestos UV-absorventes y formar EPS y ensayar su escala en bioreactores.

d) Optimizar estos compuestos y especies a formulaciones cerosas estables y dispersables.

e) Establecer método concepto para producción y viabilidad agronómica.

******No solicitada

FASE 2: Sinergia con centros como ITACYL con campos ensayo

f) Realizar ensayos climatizados y de campo para medir efectos sobre fotosíntesis, contenido de clorofila, estrés oxidativo (MDA, SOD/catalasa) y rendimiento de biomasa/grano validar seguridad agronómica y escalado pre-industrial

g) Diseñar y ensayar bioformulaciones microbianas aplicables y estables para su comercialización.

*******No solicitada

FASE 3:

h) Evaluación de seguridad según marco regulatorio.

Reglamento (UE) 2019/1009 → sobre productos fertilizantes de la UE (incluye bioestimulantes microbianos).

Real Decreto 529/2023 (España) → adapta el marco europeo para bioestimulantes, biofertilizantes y microrganismos útiles en agricultura.

Reglamento (CE) 1107/2009 → si el microorganismo tiene efecto fitosanitario (control biológico o bioprotector), se aplica como “sustancia activa” de producto fitosanitario.

Reglamento REACH (CE) 1907/2006 → en caso de contener metabolitos o extractos químicos aislados.

********

Impacto esperado: aumento de rendimiento y resiliencia frente a radiación intensa, reducción de pérdidas por fotoinhibición, mejora de eficiencia hídrica foliar y posibilidad de producto comercial biobasado para manejo sostenible.

2.- Antecedentes.

Phyllosphere (epífitos) y tolerancia UV – Jacobs et al., 2005: pigmentación, tolerancia UV y estrategias de colonización determinan la supervivencia epifítica en hoja. Base ecológica para seleccionar cepas fotoprotectoras.
PubMed

MAAs (revisión actualizada) – Punchakara et al., 2023: MAAs absorben UV (UVA/UVB) y reducen llegada de fotones a dianas celulares; alto potencial como filtros/antioxidantes naturales.
PMC

MAAs y resistencia UV-B (evidencia funcional) – Gao et al., 2025: mutantes cianobacterianos sin MAAs muestran mayor sensibilidad UV-B; confirma rol protector necesario.
ScienceDirect

Scytonemin (revisión/biotecnología) – Gao et al., 2021; Sen et al., 2022: pigmento “bio-sunscreen” lipofílico, exclusivo de cianobacterias; valor cosmético/agrícola; avances en ruta y producción.
PMC

Biofilms como blindaje UV – Elasri & Miller, 1999 (y versión AEM): matriz (alginato) atenúa UVC/UVB/UVA; demuestra protección comunitaria/”shielding”. Relevante para EPS foliar.
PubMed

Fotoliasas en epífitos (Sphingomonas) – Marizcurrena et al., 2020: fotoliasa fría (PhrB) con adaptación a UV; soporte molecular a la reparación de ADN en filósfera.
PubMed

Epífitos con absorbentes UVA – Yoshida et al., 2017: Methylobacterium foliar porta compuestos tipo “avobenzona-like”; candidatos a metabolitos fotoprotectores.
ScienceDirect

Melaninas microbianas (aplicación agrícola) – Muñoz-Torres et al., 2024: revisión de melaninas como protectores UV y usos en bioproductos agrícolas.
PubMed

Impacto de la radiación en microbiota de filósfera – Truchado et al., 2017: la radiación solar modula colonización/supervivencia epifítica; contexto para manejo de consorcios.
ScienceDirect

Prueba de concepto foliar (microbianos/carotenoides) – Mohanty et al., 2023: aplicación foliar de células/extractos carotenoides (methylótrofos) mejora resistencia a UV en leguminosa; pista directa hacia bioformulaciones foliares.
PMC

3.- Posibles enfoques del proyecto de investigación.

Microbiológico:
Muestreo de la salud epífita, aislamiento e identificación de estos microorganismos autóctonos de la filósfera con tolerancia natural a radiación solar y UV.

Bioquímico:
Caracterización de metabolitos fotoprotectores (MAAs, scytonemin, carotenoides, melaninas, EPS) y evaluación de su capacidad antioxidante.

Tecnológico:
Desarrollo de bioformulaciones microbianas estables para su aplicación foliar utilitaria.

Agronómico:
Validación de las bioformulaciones en cultivos de alto valor, analizando mejoras en resiliencia, productividad y calidad.

Sostenible:
Integración del uso de bioformulaciones en estrategias agrícolas adaptadas al cambio climático.

Escala:
Extrapolación del conocimiento y transferencia hacia sectores biotecnológicos y cosméticos de base orgánica/natural.

4.- Enfoques sin interés

PALABRAS CLAVE: Fotoprotección, Bioformulación, Epífitos, Filósfera, Fotooxidativo

Si desea remitir una propuesta de solución tecnológica (proyecto de investigación y/o consultoría) deberá remitirla en los terminos establecidos en la convocatoria hasta el 29 de enero de 2026.

Demanda Tecnológica en formato pdf: www.redtcue.es/desafio/demandas/nt11