Oferta de tesis doctoral (FPI)

Oferta de tesis doctoral (FPI)

Contrato de formación de personal investigador predoctoral asociado a Proyectos de Generación de Conocimiento del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. Proyecto TransRapid 

Buscamos una persona altamente motivada para realizar una tesis doctoral en el marco del proyecto TransRapid: Plasticidad fenotípica transgeneracional como mecanismo de adaptación rápida al cambio climático (PID2025-168039NB-I00). TransRapid estudia cómo las plantas pueden responder a olas de calor cada vez más frecuentes, intensas y prolongadas en la cuenca mediterránea, combinando experimentación en condiciones controladas, ecofisiología vegetal, genética, genómica, epigenética y análisis estadístico avanzado.

La investigación se centrará en dos especies de Brassicaceae del género Moricandia: Moricandia arvensis, una especie de ambientes áridos y semiáridos con una extraordinaria plasticidad fenotípica, y M. moricandioides, una especie emparentada de fenotipo más canalizado y menor tolerancia al estrés térmico. M. arvensis presenta una vía fotosintética intermedia C3–C4 y es capaz de modificar rasgos foliares, anatómicos, fisiológicos, vegetativos y reproductivos en respuesta a condiciones ambientales contrastadas (p. ej., condiciones primaverales benignas y veranos cálidos y secos). Esta combinación la convierte en un sistema excepcional para investigar los mecanismos que permiten responder con rapidez al cambio ambiental.

La tesis se enmarcará en el análisis de cómo la exposición parental y multigeneracional a altas temperaturas altera los fenotipos de la descendencia y en qué medida dichos efectos contribuyen a mantener el crecimiento, la fotosíntesis y el éxito reproductivo bajo estrés abiótico. Se investigará especialmente el papel de la plasticidad fenotípica transgeneracional, es decir, la influencia del ambiente experimentado por una generación sobre la plasticidad, el desarrollo y el desempeño de generaciones posteriores, y si estos efectos se asocian con cambios persistentes en la expresión génica, en los perfiles de pequeños RNA reguladores y en los patrones de metilación del DNA.

La persona seleccionada podrá desarrollar una tesis con un componente experimental, molecular, computacional y/o integrador. Entre las líneas posibles se incluyen:

  • Estudio de la regulación transcripcional de la respuesta al calor mediante RNA-seq y análisis de expresión diferencial.
  • Caracterización de microARN y otros ARN pequeños implicados en la regulación de genes sensibles al estrés.
  • Análisis de metilomas y de regiones diferencialmente metiladas asociadas con la exposición térmica recurrente y la memoria epigenética.
  • Investigación de la fotosíntesis C3–C4, la fotorrespiración y los mecanismos de concentración y reabsorción de CO₂ fotorespirado en condiciones cálidas.
  • Análisis de la plasticidad transgeneracional de rasgos funcionales, reproductivos y fotosintéticos bajo tratamientos térmicos contrastados.
  • Integración de fenotipos, transcriptómica, sRNA, metilación y medidas de aptitud biológica.
  • Evaluación de límites evolutivos de la plasticidad, incluyendo la integración fenotípica entre rasgos y sus consecuencias para la adaptación.

La tesis se desarrollará en un entorno interdisciplinar en la Universidad de Granada (UGR) y en la Estación Experimental de Zonas Áridas (EEZA) del CSIC). La tesis será dirigida por el Dr. Francisco Perfectti, Catedrático del Departamento de Genética de la UGR, y la Dra. Cristina Armas Kulik, científica titular del CSIC. El Dr. Perfectti es genetista evolutivo y su investigación se centra en la base genética y genómica de la plasticidad fenotípica y la canalización en plantas, integrando genómica evolutiva, análisis transcriptómicos, epigenética y bioinformática. La Dra. Armas es experta en ecología funcional vegetal en ambientes extremos, con especial interés en cómo los rasgos funcionales, fisiológicos y reproductivos de las plantas responden a gradientes ambientales y al cambio global. Ambos investigadores codirigen una línea de investigación consolidada sobre plasticidad fenotípica en Moricandia, desarrollada en el marco de la Unidad Asociada CSIC–UGR EvoFlor (www.evoflor.org).

El programa formativo incluirá además del aprendizaje de las teorías y conceptos fundamentales de este campo de especialización, la formación en conocimientos instrumentales y técnicos para llevar a cabo la investigación (el know-how). Además, se realizará formación en rigor metodológico e integridad científica, en creatividad, en herramientas para una comunicación eficaz. El doctorado impartirá el curso “Creatividad, integridad y comunicación en la ciencia” en la Escuela Internacional de Posgrado de la UGR, así como otros cursos formativos y estancias en laboratorios de otras instituciones. Se espera que el/la FPI participe también activamente en los debates e interacciones con todos los miembros de la unidad de investigación multidisciplinar EvoFlor y colabore en la docencia para mejorar sus habilidades de comunicación.

Perfil recomendado

Se valorará especialmente una formación de máster en Biología, Biotecnología, Bioinformática, Genética, Ecología u otras áreas relacionadas. Se considerarán positivamente conocimientos previos de R, Linux/Bash, Python, análisis de RNA-seq, estadística, biología molecular o manejo experimental de plantas, aunque no son requisitos imprescindibles. Buscamos curiosidad científica, rigor, capacidad de aprendizaje, autonomía progresiva y disposición para trabajar en un equipo colaborativo.

 

Las personas interesadas pueden enviar una breve carta de motivación, CV, expediente académico y, si procede, información sobre su experiencia previa en investigación o programación a fperfect@ugr.es y cris@eeza.csic.es

TransRapid

TransRapid

The TransRapid project investigates how transgenerational phenotypic plasticity may help plants respond rapidly to rising temperatures and recurrent heatwaves. The project compares Moricandia arvensis, a highly plastic Brassicaceae species with intermediate C3–C4 photosynthesis, with M. moricandioides, a related species that is less tolerant of thermal stress. It will integrate phenotyping, ecophysiology, transcriptomics, small RNAs, and DNA methylation to link molecular mechanisms with plant performance and reproductive success across multiple generations.

The TransRapid project—Transgenerational phenotypic plasticity as a mechanism of rapid adaptation to climate change—has been funded by the Spanish AEI to investigate how some plants may respond to an increasingly warmer climate and recurrent heatwaves. The research will be carried out by a team from the University of Granada and the CSIC Experimental Station of Arid Zones, led by Francisco Perfectti and Cristina Armas. It will combine functional ecology, plant physiology, genetics, epigenetics, and bioinformatics.

The project begins with a simple, though difficult, question: when a plant experiences high temperatures, can its offspring be better prepared to face similar conditions? This possibility is known as transgenerational phenotypic plasticity. It refers to changes in the development, physiology, or reproduction of one generation that are influenced by the environment experienced by its parents. These effects do not replace genetic evolution through natural selection, but they may help populations respond rapidly when environmental conditions change persistently

A Mediterranean plant model

TransRapid will use Moricandia arvensis as its main study species. This Brassicaceae species occurs in arid and semi-arid environments of southern Europe and North Africa. It belongs to the same family as agriculturally important plants such as cabbages, mustards, and radishes. In Mediterranean environments, M. arvensis can grow and reproduce both during the relatively mild and wet spring and during the much hotter and drier summer.

Moricandia arvensis flowers
Moricandia arvensis flowers in benign and stressful conditions conditions

This capacity is associated with remarkable phenotypic plasticity: the same individual can modify multiple features of its leaves, flowers, physiology, and life cycle in response to environmental conditions. These include traits related to leaf economics, water-use efficiency, leaf anatomy, photorespiration, and reproduction. The species also has an intermediate C3–C4 photosynthetic metabolism, associated with mechanisms that may enhance the reassimilation of CO₂ released through photorespiration under warm conditions.

The project will also include Moricandia moricandioides, a related species with C3 photosynthesis and a less flexible phenotypic response. This comparison will allow researchers to test whether greater plasticity is associated with a better capacity to maintain performance and reproduction at high temperatures, without assuming in advance that every plastic response is necessarily adaptive.

Three interconnected objectives

TransRapid objectives
Main objectives of TransRapid

The first objective is to describe how plasticity changes within and across generations under contrasting thermal conditions. Plants will be grown for several generations in controlled environments representing, on the one hand, benign spring-like conditions and, on the other, stressful high-temperature conditions. Researchers will measure reproductive, vegetative, functional, and photosynthetic traits, as well as indicators of growth and seed production. The experimental design will make it possible to analyse reaction norms—that is, how the phenotype of a given genotype changes across environments—and to test whether those responses are modified after repeated exposure to thermal stress.

The second objective will investigate the molecular mechanisms underlying these responses. Transcriptomic data will be generated to identify genes whose expression changes in response to heat stress and either persists or changes over multiple generations. The project will also examine regulatory small RNAs, including microRNAs, which can modulate the expression of other genes, as well as patterns of DNA methylation. Integrating these datasets will allow the team to explore associations between changes in gene expression, regulation by small RNAs, and epigenetic variation.

The third objective will focus on the functional and evolutionary consequences of these responses. The team will analyse plant size, growth, flowering onset, flower number, fruit production, and seed yield. It will also examine phenotypic integration, defined as the extent to which different traits covary with one another. High phenotypic integration may constrain the combinations of traits a plant can express, but it may also help stabilize sets of characteristics that are advantageous under recurrent stress.