Durante la mayor parte de su carrera se ha dedicado al estudio de bacterias benéficas para las plantas, no solo desde un aspecto básico si no también aplicado. Publicó un Manual dirigido a agricultores sobre el uso de biofertilizantes. Ha impartido un gran número de conferencias sobre el uso de biofertilizantes a campesinos en diferentes estados de México y participó en el programa Produce de Biofertilización. Sus estudios sobre simbiosis también abarcan microbiomas de animales, en especial de algunos insectos nativos de México ha estudiado sus endosimbiontes, que se heredan de madres a hijos, que tienen genomas reducidos y producen vitaminas y aminoácidos esenciales para sus hospederos. Ha presentado ponencias en los principales congresos internacionales de su área. Ha participado como miembro de comités editoriales de revistas internacionales y en comisiones científicas evaluadoras tanto nacionales como internacionales. Martínez ha recibido se cuentan la Distinción Universidad Nacional para Jóvenes Académicos (1996), Premio de Investigación en Ciencias Naturales de la Academia Mexicana de Ciencias (1997), Reconocimiento UNAM Juana Ramírez de Asbaje (2003), Premio Universidad Nacional por Investigación en Ciencias Naturales (2005), Premio AgroBio (2011) y REMEI (2014) por su trayectoria destacada en investigación. Fue reconocida como Outstanding Scientists of the 21st Century (2006-2008).