Manipulación de la senescencia de alfalfa (Medicago sativa L.) por ingeniería genética

En plantas forrajeras como la alfalfa, la senescencia foliar produce tanto una pérdida de la biomasa de forraje como una reducción de la calidad del mismo. Una estrategia molecular para retrasar la senescencia mediante la ingeniería genética se basa en la expresión de la secuencia codificante de la isopentenil transferasa (ipt), enzima clave en la biosíntesis de citoquininas. Para lograrlo resulta crítico la utilización de promotores con expresión no constitutiva que permitan la producción sitio-específica y autorregulada de citoquininas. La manipulación de la senescencia constituye un objetivo particularmente atractivo en especies forrajeras. Se transformaron clones de alfalfa con las construcción AtMYB32-ipt, se logró la regeneración de 3 plantas transgénicas, las cuales fueron confirmadas por PCR al amplificar el transgen ipt. La expresión del transgen se confirmó por RT-PCR y a través de la técnica de Southern blot se observó un patrón de inserción múltiple. También se estableció el patrón de expresión de la construcción AtMYB32-gus, la cual se limitó a los tejidos vasculares, con cierta variabilidad de expresión en la parte aérea las plantas. Los fenotipos observados en las plantas AtMYB32-ipt fueron desde plantas normales a plantas que perdieron la dominancia apical con raíces necrosadas en su mayoría. Se evaluó la senescencia foliar a través de bioensayos de hojas de plantas que incorporaron el transgen ipt y plantas que no lo incorporaron, se observó una senescencia foliar retrasada en plantas transgénicas, se cuantificó dicho retraso a través de los contenidos de clorofila a y b, proteínas foliares totales y cambios en el perfil de las proteínas foliares en geles SDS-PAGE (subunidad mayor de Rubisco). Se observó a los 35 días un mayor contenido de clorofila a y b, proteínas foliares y una mayor intensidad de las bandas de la subunidad mayor de Rubisco en las plantas que incorporaron el transgen ipt

Factores condicionantes de la evolución estructural de suelos limosos bajo siembra directa : efecto sobre el balance de agua

La evolución estructural de los suelos y su relación con la dinámica del agua son aspectos clave en la sustentabilidad de los agro-ecosistemas. La siembra directa (SD) combinada con la simplificación de secuencias de cultivos, generan la necesidad de estudiar nuevos aspectos de la degradación física de suelos cultivados. El objetivo de esta tesis fue identificar factores condicionantes de la evolución estructural de suelos limosos bajo SD y analizar las consecuencias de la presencia de estructura laminar y otras estructuras asociadas sobre el balance de agua. Se aplicó el método del perfil cultural en distintos sitios de la pampa húmeda norte y se realizaron ensayos de campo (tránsito, cobertura, secuencias) y laboratorio (humedecimiento-secado, intervalo hídrico óptimo) para modelar la evolución de la estructura laminar, identificar sus factores formadores y cuantificar su efecto sobre el funcionamiento hídrico. El desarrollo de estructura laminar está generalizado en la pampa húmeda norte. Su proporción en el perfil está asociada con el número de años bajo SD. El tránsito agrícola y la cobertura superficial no afectaron su evolución. La estructura laminar se forma por fisuración por humedecimiento-secado de una estructura masiva subyacente. La distribución de macroporos de esta estructura y su estabilidad, afectan la microfisuración y la formación de agregados elongados. Las raíces contribuyen con el crecimiento lateral y la exploración de la capa superficial del suelo por impedimento en su profundización cuando la densidad aparente es crítica (mayor a1,44 Mg m-3). La estructura laminar altera el patrón de drenaje y aumenta el escurrimiento superficial en función de su proporción en el perfil del horizonte A. La secuencia de cultivos implementada bajo SD condiciona su formación y en consecuencia el funcionamiento hídrico del suelo. Las ecuaciones generadas permitirán identificar secuencias de cultivos que mejoren la captación de agua para aumentar rendimientos y minimizar riesgos ambientales.

Estudio de una estrategia alternativa de ingeniería genética para incrementar la fijación biológica de nitrógeno atmosférico

Para satisfacer los altos rendimientos que impulsan la agricultura moderna la aplicación de fertilizantes nitrogenados ha sido fundamental. Dado que la base de la producción industrial de los fertilizantes químicos esta basado en el uso de combustibles fósiles, estos, actualmente, incrementan el costo económico debido a la disminución constante de las reservas de petróleo. Además, dada la baja eficiencia en el uso del fertilizante aplicado por parte de las plantas y el alto impacto ambiental debido a la emisión de óxido nitroso, resulta necesario emprender la búsqueda de nuevas estrategias para aumentar la concentración del nitrógeno fijado. Una de las propuestas para disminuir la aplicación de fertilizantes es el uso de microorganismos fijadores de nitrógeno; que ya son ampliamente utilizados en leguminosas por su capacidad de establecer asociaciones simbióticas; las cuales, lamentablemente, aún no han sido encontradas entre los principales cultivos de cereales. El objetivo del presente trabajo es la producción de una técnica de ingeniería genética que permita obtener bacterias fijadoras de nitrógeno recombinantes capaces de asociarse a distintos cultivos vegetales incrementando la productividad de los mismos. Para ello, los genes que sintetizan la nitrogenasa (nif), que están co-localizados en una isla genómica, en Pseudomonas stutzeri A1501 se transfirieron, vía el cósmido recombinante X940, a un promotor del crecimiento vegetal, Pseudomonas protegens Pf-5. La bacteria recombinante obtenida, P. protegens Pf-5 X940, fue capaz de crecer en medios de cultivo deficientes en nitrógeno o con el agregado de amonio; mostró una alta actividad nitrogenasa, liberando al medio de cultivo cantidades significativas de amonio y presentó expresión de los genes nif, sugiriendo que el proceso de fijación, en esta bacteria, es constitutivo. Las inoculaciones de especies vegetales (arabidopsis, alfalfa, festuca alta y maíz) con Pf-5 X940 aumentaron la concentración de amonio en el suelo y la productividad de las plantas en condiciones deficientes de nitrógeno. Estos resultados inician un nuevo camino hacia la producción efectiva de inoculantes recombinantes para la fijación de nitrógeno en un amplio rango de cultivos

Intensificación de las secuencias de cultivos en un molisol y un vertisol : cambios en la estabilidad estructural y en el almacenaje de C en agregados

Los actuales sistemas agrícolas de la Región Pampeana argentina presentan una elevada frecuencia de barbechos en las secuencias de cultivos lo que resulta en el desperdicio de recursos ambientales y en un mayor impacto de los procesos erosivos sobre la agregación y el almacenaje de carbono orgánico del suelo (COS). La intensificación de las secuencias de cultivos, por medio de la reducción de los períodos de barbecho es una alternativa para mejorar la eficiencia y productividad de dichos sistemas, aunque existe escasa información sobre su impacto en la agregación y en el almacenaje de COS en suelos con agentes de agregación contrastantes. El objetivo de esta tesis fue evaluar en un molisol y un vertisol los mecanismos involucrados en la consolidación de la estructura y en el almacenaje de COS ante cambios en el nivel de intensificación y en la composición de la secuencia de cultivos. A través de diferentes escalas de evaluación (lotes de producción, ensayos de campo, incubaciones en laboratorio) se analizó el impacto del tiempo de ocupación con cobertura vegetal viva y el efecto de la calidad y frecuencia de adición de residuos sobre la dinámica de la agregación y el almacenaje de COS. En comparación con el vertisol, el molisol demostró una mayor dependencia de agentes orgánicos de la agregación para la formación de agregados. Además, la agregación y el COS almacenado en los macroagregados se asociaron negativamente con la frecuencia de soja en las secuencias. En ambos tipos de suelo, la adición más frecuente de residuos vegetales permitió mantener elevadas las tasas respiratorias y de agregación en comparación con una única adición de residuos en ensayos de laboratorio. A pesar del menor impacto de las secuencias de cultivos en el vertisol y a la elevada variación temporal en la agregación detectada en los suelos, mantener el suelo ocupado por prolongados períodos de tiempo favoreció el mayor aporte de biomasa, la agregación y las ganancias de COS en macroagregados en ambos tipos de suelo.

Estudio de una estrategia alternativa de ingeniería genética para incrementar la fijación biológica de nitrógeno atmosférico

Para satisfacer los altos rendimientos que impulsan la agricultura moderna la aplicación de fertilizantes nitrogenados ha sido fundamental. Dado que la base de la producción industrial de los fertilizantes químicos esta basado en el uso de combustibles fósiles, estos, actualmente, incrementan el costo económico debido a la disminución constante de las reservas de petróleo. Además, dada la baja eficiencia en el uso del fertilizante aplicado por parte de las plantas y el alto impacto ambiental debido a la emisión de óxido nitroso, resulta necesario emprender la búsqueda de nuevas estrategias para aumentar la concentración del nitrógeno fijado. Una de las propuestas para disminuir la aplicación de fertilizantes es el uso de microorganismos fijadores de nitrógeno; que ya son ampliamente utilizados en leguminosas por su capacidad de establecer asociaciones simbióticas; las cuales, lamentablemente, aún no han sido encontradas entre los principales cultivos de cereales. El objetivo del presente trabajo es la producción de una técnica de ingeniería genética que permita obtener bacterias fijadoras de nitrógeno recombinantes capaces de asociarse a distintos cultivos vegetales incrementando la productividad de los mismos. Para ello, los genes que sintetizan la nitrogenasa (nif), que están co-localizados en una isla genómica, en Pseudomonas stutzeri A1501 se transfirieron, vía el cósmido recombinante X940, a un promotor del crecimiento vegetal, Pseudomonas protegens Pf-5. La bacteria recombinante obtenida, P. protegens Pf-5 X940, fue capaz de crecer en medios de cultivo deficientes en nitrógeno o con el agregado de amonio; mostró una alta actividad nitrogenasa, liberando al medio de cultivo cantidades significativas de amonio y presentó expresión de los genes nif, sugiriendo que el proceso de fijación, en esta bacteria, es constitutivo. Las inoculaciones de especies vegetales (arabidopsis, alfalfa, festuca alta y maíz)con Pf-5 X940 aumentaron la concentración de amonio en el suelo y la productividad de las plantas en condiciones deficientes de nitrógeno. Estos resultados inician un nuevo camino hacia la producción efectiva de inoculantes recombinantes para la fijación de nitrógeno en un amplio rango de cultivos

Variabilidad estructural de una comunidad forestal sobre suelos vérticos de la Provincia de Entre Ríos

p.123-130

Comparación de métodos de estabilidad estructural y variabilidad de los resultados en un suelo de la serie Ramallo (Argiudol vértico)

p.103-112