Indicadores de calidad de la tierra en distintas posiciones de la cuenca del Río Santa María

p.111-115

Estudios de asociación genómica en poblaciones animales independientes

En mejoramiento genético animal, uno de los principales enfoques para explicar la arquitectura genética de caracteres de importancia económica son los estudios de asociación del genoma completo (GWAS), que no suelen ser particularmente potentes dado el reducido tamaño muestral. Un enfoque para aumentar la potencia de detección de QTL es combinar datos de poblaciones diferentes en un análisis conjunto de asociación (JA). Sin embargo, este enfoque tiene limitaciones tales como la definición de efectos a ser modelados entre poblaciones y la dificultad en el acceso a los genotipos de poblaciones comerciales. Alternativamente, se pueden combinar resultados obtenidos de GWAS independientes mediante el meta-análisis (MA-GWAS). El objetivo central de esta tesis es describir e implementar métodos para GWAS a nivel poblacional y también, combinando datos de varias poblaciones (JA), así como combinando resultados de GWAS independientes (MA-GWAS). La aplicación en datos reales mostró que MA aumentó la potencia para detectar QTL significativos en contraste con los GWAS poblacionales y el JA, considerando la estructura genética, la heterogeneidad de los componentes de varianza entre poblaciones y evitando problemas del JA tales como el acceso a los datos y definición de los efectos fijos. Los resultados del MA fueron usados en la búsqueda de genes candidatos, identificando nuevas posiciones para algunos de los caracteres de calidad de carne porcina evaluados. En conclusión, el trabajo describe métodos novedosos para integrar resultados de evaluaciones genómicas independientes, a fin de detectar asociaciones significativas entre poblaciones e identificar nuevos genes asociados con caracteres de importancia económica.

Alteración de la relación fuente / destino en etapas tardías del desarrollo reproductivo y su influencia en el rendimiento de la soja (Glycine max (L.) Merr)

En el cultivo de soja, una vez que el número de vainas quedó fijado, la ocurrencia de defoliaciones puede disminuir el rendimiento al afectar el peso de las semillas; sin embargo, la magnitud del efecto de las defoliaciones tardías sobre el rendimiento es altamente variable. El objetivo general de la tesis fue obtener una aproximación cuantitativa para estimar las pérdidas del rendimiento en genotipos de soja con número y peso potencial de semillas contratantes ante defoliaciones tardías, basada en el entendimiento de las bases funcionales que definen el crecimiento de las semillas. Se realizaron tres experimentos en parcelas con manipulaciones de la fuente (0, 33, 67 y 100 por ciento de defoliación) y los destinos (desvainado de 0 y 40 por ciento de vainas) 15 y 20 días después de R5. El índice de área foliar (IAF) y el porcentaje de radiación fotosintéticamente activa interceptada (porcentaje RFAi), medidos luego de los tratamientos, se usaron como estimadores de la fuente remanente y para calcular la relación Fuente/Destino (F/D) establecida. Estos atributos permitieron cuantificar adecuadamente las mermas en rendimiento y los cambios en el peso de las semillas, siendo el nivel de destinos sólo importante bajo nula o leve defoliación. La respuesta a la disponibilidad de fuente se manifestó principalmente en posiciones distales del tallo principal, y se debió a cambios en la tasa de crecimiento de la semilla más que a la duración del llenado efectivo. Las defoliaciones no alteraron el patrón de desecamiento de las semillas, a excepción de la defoliación total, que lo aceleró. El contenido máximo de agua se asoció con el peso final de los granos en cada uno de los tratamientos de defoliación. La removilización aparente de reservas no se incrementó ante la reducción de la relación F/D y se redujo con una defoliación total. No se encontraron evidencias que sugieran un rol moderador de las reservas para sostener el peso de las semillas, sin embargo existió una respuesta diferencial de los genotipos y entre años en el nivel de removilización. Puede concluirse que defoliaciones tardías reducen el rendimiento de soja debido a reducciones en la tasa de crecimiento de las semillas, que no fueron compensadas por removilización, por lo que podría estimarse la caída del rendimiento mediante la cuantificación de la fuente remanente luego de una defoliación.

Interacciones entre propiedades físicas y composición mineralógica y granulométrica de suelos argiudoles de la pampa ondulada

En la pampa ondulada se han descripto en las posiciones positivas del paisaje numerosas series de suelos, que presentan rasgos diferenciales originados a partir de composiciones texturales y mineralógicas distintas. Sin embargo, son escasos los trabajos que relacionen la composición mineralógica con las propiedades físicas y físico-químicas de perfiles completos de suelos. En esta tesis se estudiaron algunos suelos argiudoles de distintos sectores de la pampa ondulada localizados en Chivilcoy, Luján, San Pedro, Arminda y Oliveros. En todos sus horizontes se determinaron parámetros físicos, físico-químicos, mecánicos y mineralógicos. Los resultados obtenidos evidencian el desarrollo de estos suelos a partir de distintos sedimentos loéssicos diferenciados en su granulometría y mineralogía. Además de la preponderante contribución de materiales volcaniclásticos provenientes del oeste, en algunos suelos existen aportes de las Sierras Pampeanas y/o de la cuenca del Paraná. La fracción arcilla de los suelos muestra un aumento de minerales interestratificados de illita/esmectita desde el oeste al este de la región, en tanto la mineralogía magnética presenta diferencias entre los suelos, atribuibles a la composición litogénica. Las propiedades físicas relacionadas con la retención y dinámica del agua, mostraron ser dependientes del contenido de arcilla y de su composición mineralógica, diferenciándose así tres grupos: el suelo de Chivilcoy con la menor retención hídrica, el suelo de San Pedro con la mayor y los tres restantes con capacidades de retención intermedias. Por otro lado, los valores de retención son menores en los horizontes superficiales, máximos en los Bt e intermedios en los BC y C. Las propiedades de expansión-contracción determinadas a través del COLE mostraron una alta correlación con el Indice plástico de Atterberg. El COLE y el Indice plástico mostraron altos coeficientes de correlación con la CIC, siendo este un parámetro que integra el contenido de materia orgánica, el contenido de arcilla y la mineralogía de ésta. Finalmente, el criterio taxonómico de extensibilidad lineal para clasificar el subgrupo vértico no resultó por sí solo definitorio, por lo que sería necesario profundizar el estudio de las propiedades físicas y los criterios de distinción entre los argiudoles típicos y vérticos de la pampa ondulada.

El ambiente lumínico en plantaciones intensivas de olivo (Olea europaea L.) y su efecto sobre los determinantes y componentes del rendimiento en aceite

Maximizar la productividad en las plantaciones densas de olivo requiere de un manejo apropiado de la iluminación del canopeo. Pero el limitado conocimiento acerca de la respuesta del rendimiento a la radiación fotosintéticamente activa (PAR) dificulta su logro. Además, los periodos potencialmente críticos, donde el rendimiento sería sensible al sombreado, y el efecto de la poda sobre la respuesta a la PAR, han sido escasamente estudiados. Esta tesis se centró sobre las relaciones entre los determinantes y componentes del rendimiento, y la PAR, utilizando dos aproximaciones. En primer lugar, se caracterizó el ambiente lumínico en distintas posiciones de un seto en dos estaciones de crecimiento y se estableció su relación con los determinantes y componentes del rendimiento. Las yemas axilares e inflorescencias respondieron bilinealmente a la PAR aunque la poda alteró esta respuesta. El peso seco del fruto y la concentración de aceite respondieron linealmente a la irradiancia. En segundo lugar, se manipuló directamente el nivel de PAR (3 a 70 de PAR incidente) con redes mediasombra en árboles semi-aislados, focalizando las mediciones en una posición externa de la copa. Combinando ambos enfoques, se contrastaron las funciones de respuestas derivadas de distintas posiciones en el seto (primera aproximación) con aquellas obtenidas en una posición externa de la copa (segunda aproximación). Utilizando la segunda aproximación se demostró que la inducción floral, el cuaje y llenado del fruto son periodos críticos para el rendimiento bajo PAR limitante. También fue posible establecer que los frutos evidenciaron una mejor capacidad de recuperación después de retirar los tratamientos, cuando el periodo de post-sombreo precedió y/o aconteció durante la división celular del fruto. La información aquí generada podría mejorar el modelado de la estructura óptima del canopeo, que asegura una óptima intercepción de la PAR y un alto rendimiento.

Transferencia de nitrógeno de ecosistemas agrícolas recientemente intensificados a acuíferos: efecto de la variación en las precipitaciones

A partir del monitoreo a campo de cultivos, suelo y agua subterránea, modelos de simulación y un experimento en lisímetros se estudió el intercambio de nitrógeno (N) inorgánico entre cultivos y el agua subterránea en sistemas agrícolas recientemente intensificados con suelos ricos en materia orgánica (MO). El monitoreo (1998-2010) en tres posiciones del paisaje de la Pampa Ondulada permitió captar períodos plurianuales húmedos y secos (1506-444 mm año-1) disparadores de cambios intensos en las profundidades freáticas (mayor 1 a menor a 6 m) que afectaron la función del agua subterránea y de los cultivos como moduladores de los flujos de agua y N. Con niveles freáticos superficiales, se redujo la capacidad de almacenaje del agua drenada hacia la zona no saturada, produciéndose un flujo lateral subsuperficial que redistribuyó el N lixiviado desde posiciones altas hacia los bajos y contribuyó a la recarga del acuífero aguas abajo. Este flujo, favorecido por fuertes gradientes hidráulicos, y la concentración local de solutos disparada por el consumo de agua subterránea por los cultivos en la posición de pie de loma, produjeron picos de concentración de cloruro (menor a 500 mg Cl. l-1) y nitrato (menor a 45 mg N-NO3. l-1) en el agua freática superficial. Durante períodos normales a secos los drenajes de diferentes eventos de lluvia se alojan en la zona no saturada, disipando y retrasando la respuesta del nivel freático a eventos individuales. El agua de lluvia fluye verticalmente arrastrando N del suelo hacia una superficie freática profunda (con mayor desfasaje temporal entre la concentración de nitrato del drenaje y la del agua freática a medida que el nivel se profundiza) y luego descarga en el arroyo. La aplicación de un fertilizante enriquecido con 15N a un cultivo de maíz en lisímetros permitió demostrar que la fertilización representa un aporte insignificante (1 por ciento) al flujo de N lixiviado y que el N derivado de la mineralización de la MO del suelo constituye una fuente importante de N lixiviable durante períodos con balance hídrico positivo y/o baja demanda de los cultivos. A partir de los resultados obtenidos se propone un modelo conceptual de los flujos hidrológicos y de N en paisajes ondulados de uso agrícola para situaciones climáticas contrastantes

Efectos del pastoreo y la inundación salina en marismas dominadas por Spartina densiflora

Las marismas son ecosistemas de pastizal ubicados en la interfase marino-terrestre, regulados por procesos físicos relacionados con la posición relativa en el relieve y los movimientos de las mareas. En los últimos años el corrimiento de la frontera agrícola llevó a la ganadería hacia estas áreas marginales, de alto valor intrínseco por brindar servicios ecosistémicos y ser sustento de una gran biodiversidad. El objetivo general de la tesis fue estudiar los efectos del pastoreo y las mareas sobre el suelo y la vegetación de estos ecosistemas en tres posiciones del gradiente topográfico: alto, medio y bajo. Se utilizó como sistema de estudio una marisma ubicada al sur de la Bahía de Samborombón. Se observó que el pastoreo (0.6 animales.ha-1) favoreció los procesos de compactación del suelo en todo el gradiente y aumentó la salinidad de las posiciones medias y bajas. Asimismo, modificó la composición florística en las posiciones altas y medias y disminuyó la calidad forrajera en todo el gradiente. Los cambios en la composición florística se debieron a una disminución en la cobertura de la especie dominante de la comunidad (Spartina densiflora) y de especies de alta calidad forrajera y un aumento de la cobertura de pastos rastreros y dicotiledóneas en la posición alta y de especies tolerantes a la salinidad en la posición media. A su vez, se encontraron poblaciones de la especie dominante S. densiflora localmente adaptadas a las posiciones altas y bajas en relación a la respuesta a ciclos diarios de inundación salina (simulando la marea). La población proveniente de la posición baja resultó más tolerante a la inundación salina al mantener una baja relación Na+/K+, retrasar la senescencia y mantener la elongación de sus láminas. En conjunto, los resultados encontrados aportan nuevos conocimientos sobre la estructura y funcionamiento de ecosistemas de marisma en relación a los principales disturbios que las afectan. En el aspecto práctico, la información generada servirá como base para plantear objetivos de manejo sustentables compatibles con objetivos de producción y conservación.

Variability in water and nitrogen availability at plot scale and its effect on Maize (Zea Mays L.) production

p.21-30

Transformaciones recientes de productores familiares pampeanos : una comparación censal 1988 - 2002 en Pergamino

p.127-139

Interacciones entre propiedades físicas y composición mineralógica y granulométrica de suelos argiudoles de la pampa ondulada

En la pampa ondulada se han descripto en las posiciones positivas del paisaje numerosas series de suelos, que presentan rasgos diferenciales originados a partir de composiciones texturales y mineralógicas distintas. Sin embargo, son escasos los trabajos que relacionen la composición mineralógica con las propiedades físicas y físico-químicas de perfiles completos de suelos. En esta tesis se estudiaron algunos suelos argiudoles de distintos sectores de la pampa ondulada localizados en Chivilcoy, Luján, San Pedro, Arminda y Oliveros. En todos sus horizontes se determinaron parámetros físicos, físico-químicos, mecánicos y mineralógicos. Los resultados obtenidos evidencian el desarrollo de estos suelos a partir de distintos sedimentos loéssicos diferenciados en su granulometría y mineralogía. Además de la preponderante contribución de materiales volcaniclásticos provenientes del oeste, en algunos suelos existen aportes de las Sierras Pampeanas y/o de la cuenca del Paraná. La fracción arcilla de los suelos muestra un aumento de minerales interestratificados de illita/esmectita desde el oeste al este de la región, en tanto la mineralogía magnética presenta diferencias entre los suelos, atribuibles a la composición litogénica. Las propiedades físicas relacionadas con la retención y dinámica del agua, mostraron ser dependientes del contenido de arcilla y de su composición mineralógica, diferenciándose así tres grupos: el suelo de Chivilcoy con la menor retención hídrica, el suelo de San Pedro con la mayor y los tres restantes con capacidades de retención intermedias. Por otro lado, los valores de retención son menores en los horizontes superficiales, máximos en los Bt e intermedios en los BC y C. Las propiedades de expansión-contracción determinadas a través del COLE mostraron una alta correlación con el Indice plástico de Atterberg. El COLE y el Indice plástico mostraron altos coeficientes de correlación con la CIC, siendo este un parámetro que integra el contenido de materia orgánica, el contenido de arcilla y la mineralogía de ésta. Finalmente, el criterio taxonómico de extensibilidad lineal para clasificar el subgrupo vértico no resultó por sí solo definitorio, por lo que sería necesario profundizar el estudio de las propiedades físicas y los criterios de distinción entre los argiudoles típicos y vérticos de la pampa ondulada.

El ambiente lumínico en plantaciones intensivas de olivo (Olea europaea L.)y su efecto sobre los determinantes y componentes del rendimiento en aceite

Maximizar la productividad en las plantaciones densas de olivo requiere de un manejo apropiado de la iluminación del canopeo. Pero el limitado conocimiento acerca de la respuesta del rendimiento a la radiación fotosintéticamente activa (PAR)dificulta su logro. Además, los periodos potencialmente críticos, donde el rendimiento sería sensible al sombreado, y el efecto de la poda sobre la respuesta a la PAR, han sido escasamente estudiados. Esta tesis se centró sobre las relaciones entre los determinantes y componentes del rendimiento, y la PAR, utilizando dos aproximaciones. En primer lugar, se caracterizó el ambiente lumínico en distintas posiciones de un seto en dos estaciones de crecimiento y se estableció su relación con los determinantes y componentes del rendimiento. Las yemas axilares e inflorescencias respondieron bilinealmente a la PAR aunque la poda alteró esta respuesta. El peso seco del fruto y la concentración de aceite respondieron linealmente a la irradiancia. En segundo lugar, se manipuló directamente el nivel de PAR (3 a 70 de PAR incidente)con redes mediasombra en árboles semi-aislados, focalizando las mediciones en una posición externa de la copa. Combinando ambos enfoques, se contrastaron las funciones de respuestas derivadas de distintas posiciones en el seto (primera aproximación)con aquellas obtenidas en una posición externa de la copa (segunda aproximación). Utilizando la segunda aproximación se demostró que la inducción floral, el cuaje y llenado del fruto son periodos críticos para el rendimiento bajo PAR limitante. También fue posible establecer que los frutos evidenciaron una mejor capacidad de recuperación después de retirar los tratamientos, cuando el periodo de post-sombreo precedió y/o aconteció durante la división celular del fruto. La información aquí generada podría mejorar el modelado de la estructura óptima del canopeo, que asegura una óptima intercepción de la PAR y un alto rendimiento.

Alteración de la relación fuente / destino en etapas tardías del desarrollo reproductivo y su influencia en el rendimiento de la soja (Glycine max (L.)Merr)

En el cultivo de soja, una vez que el número de vainas quedó fijado, la ocurrencia de defoliaciones puede disminuir el rendimiento al afectar el peso de las semillas; sin embargo, la magnitud del efecto de las defoliaciones tardías sobre el rendimiento es altamente variable. El objetivo general de la tesis fue obtener una aproximación cuantitativa para estimar las pérdidas del rendimiento en genotipos de soja con número y peso potencial de semillas contratantes ante defoliaciones tardías, basada en el entendimiento de las bases funcionales que definen el crecimiento de las semillas. Se realizaron tres experimentos en parcelas con manipulaciones de la fuente (0, 33, 67 y 100 por ciento de defoliación)y los destinos (desvainado de 0 y 40 por ciento de vainas)15 y 20 días después de R5. El índice de área foliar (IAF)y el porcentaje de radiación fotosintéticamente activa interceptada (porcentaje RFAi), medidos luego de los tratamientos, se usaron como estimadores de la fuente remanente y para calcular la relación Fuente/Destino (F/D)establecida. Estos atributos permitieron cuantificar adecuadamente las mermas en rendimiento y los cambios en el peso de las semillas, siendo el nivel de destinos sólo importante bajo nula o leve defoliación. La respuesta a la disponibilidad de fuente se manifestó principalmente en posiciones distales del tallo principal, y se debió a cambios en la tasa de crecimiento de la semilla más que a la duración del llenado efectivo. Las defoliaciones no alteraron el patrón de desecamiento de las semillas, a excepción de la defoliación total, que lo aceleró. El contenido máximo de agua se asoció con el peso final de los granos en cada uno de los tratamientos de defoliación. La removilización aparente de reservas no se incrementó ante la reducción de la relación F/D y se redujo con una defoliación total. No se encontraron evidencias que sugieran un rol moderador de las reservas para sostener el peso de las semillas, sin embargo existió una respuesta diferencial de los genotipos y entre años en el nivel de removilización. Puede concluirse que defoliaciones tardías reducen el rendimiento de soja debido a reducciones en la tasa de crecimiento de las semillas, que no fueron compensadas por removilización, por lo que podría estimarse la caída del rendimiento mediante la cuantificación de la fuente remanente luego de una defoliación.

Estudios de asociación genómica en poblaciones animales independientes

En mejoramiento genético animal, uno de los principales enfoques para explicar la arquitectura genética de caracteres de importancia económica son los estudios de asociación del genoma completo (GWAS), que no suelen ser particularmente potentes dado el reducido tamaño muestral. Un enfoque para aumentar la potencia de detección de QTL es combinar datos de poblaciones diferentes en un análisis conjunto de asociación (JA). Sin embargo, este enfoque tiene limitaciones tales como la definición de efectos a ser modelados entre poblaciones y la dificultad en el acceso a los genotipos de poblaciones comerciales. Alternativamente, se pueden combinar resultados obtenidos de GWAS independientes mediante el meta-análisis (MA-GWAS). El objetivo central de esta tesis es describir e implementar métodos para GWAS a nivel poblacional y también, combinando datos de varias poblaciones (JA), así como combinando resultados de GWAS independientes (MA-GWAS). La aplicación en datos reales mostró que MA aumentó la potencia para detectar QTL significativos en contraste con los GWAS poblacionales y el JA, considerando la estructura genética, la heterogeneidad de los componentes de varianza entre poblaciones y evitando problemas del JA tales como el acceso a los datos y definición de los efectos fijos. Los resultados del MA fueron usados en la búsqueda de genes candidatos, identificando nuevas posiciones para algunos de los caracteres de calidad de carne porcina evaluados. En conclusión, el trabajo describe métodos novedosos para integrar resultados de evaluaciones genómicas independientes, a fin de detectar asociaciones significativas entre poblaciones e identificar nuevos genes asociados con caracteres de importancia económica.

Variability in water and nitrogen availability at plot scale and its effect on Maize (Zea Mays L.) production

p.21-30

Imputación de genotipos y detección de regiones genómicas aditivas para caracteres de crecimiento y deposición de grasa en una población cruza porcina

Los estudios de asociación genómica (GWAS) llevan consigo un algo costo monetario, y a su vez requieren algoritmos complejos de análisis de información que consumen tiempo y memoria computacional. En este sentido, el objetivo principal de esta tesis es presentar un esquema de genotipado apropiado para poblaciones cruza, junto con un algoritmo eficiente para GWAS de caracteres complejos productivos. Inicialmente, se presenta un esquema de genotipado que maximiza la exactitud de imputación de genotipos en alta densidad (HD) a partir de paneles de baja densidad (LowD), reduciendo el costo de genotipificación. Posteriormete, se propone un algoritmo que facilita identificar regiones genómicas que explican parte de la variabilidad de un carácter, reduciendo la tasa de falsos positivos, el tiempo de cálculo y el requerimiento de memoria RAM. De igual manera, el algoritmo evalúa segmentos candidatos a partir de las posiciones detectadas significativas y calcula la fracción de la varianza aditiva total explicada por cada segmento. Finalmete se presentan estudios de asociación para características de crecimiento y deposición de grasa, empleando el algoritmo propuesto junto con genotipos imputados en HD. La implementación de dicho algoritmo permite identificar regiones significativas relevantes y genes candidatos que explican parte de la variación de los caracteres evaluados. En conclusión, la tesis propone un enfoque estructurado, práctico y eficiente para la realización de GWAS de caracteres complejos aplicado en poblaciones experimentales con fines productivos.