Participación de la familia génica GPC sobre la concentración de proteínas y nutrientes en el grano y su relación con la senescencia foliar en plantas de trigo

La removilización de nutrientes al grano y la senescencia son procesos extremadamente interconectados en trigo que determinan la calidad nutricional y panadera. Mientras que el nitrógeno (N) afecta la concentración de proteínas en grano (CPG), en donde alta CPG generan productos panificables con una calidad superior, los micronutrientes como el hierro (Fe) y el Zinc (Zn) afectan la calidad nutricional. Por lo tanto, el mejoramiento de la calidad en trigo requiere un profundo entendimiento de las redes génicas que regulan y controlan la senescencia y la removilización de nutrientes al grano. El gen GPC-B1, proveniente del trigo silvestre Triticum turgidum var. diccocoides, pertenece a la familia de factores de transcripción NAC y es la primer fuente de variación para CPG y micronutrientes identificada en trigo. Los objetivos de esta tesis fueron: estudiar el efecto de la introgresión de GPC-B1 sobre la CPG, concentración de micro y macronutrientes y diferentes parámetros agronómicos en germoplasma argentino; profundizar, mediante análisis transcriptómicos y el uso de plantas mutantes para los genes GPC el entendimiento de la regulación génica que ocurre durante la senescencia y finalmente identificar nuevos genes de transporte de N, Fe y Zn al grano mediante genómica comparativa con arroz. Cuando GPC-B1 se introdujo en germoplasma de origen argentino la CPG se incrementó entre 3 a 8,11 g kg-1 a través de diferentes cultivares y ambientes. A pesar del efecto negativo del gen sobre el tamaño de granos y una aceleración en la senescencia, no se observaron diferencias significativas en rendimiento. El incremento en la CPG se explicó por una mayor proteólisis y eficiencia en el transporte de aminoácidos al grano. Cuando se analizó la concentración de nutrientes, se observaron incrementos consistentes en Fe. La combinación de análisis transcriptómicos y plantas mutantes permitió identificar 3888 genes diferencialmente expresados durante la senescencia y 340 genes modulados por la familia GPC. A su vez, se han identificado 21 genes relacionados con el transporte de N al grano y se han caracterizado nueve familias génicas relacionadas con el transporte de Fe y Zn al grano que pueden utilizarse en programas de mejoramiento para incrementar la calidad nutricional en trigo.

Taninos condensados en leguminosas del género Lotus : estudio de sus funciones biológicas y evaluación de su utilidad en el mejoramiento de la calidad forrajera de especies de importancia agronómica

Algunas especies del género Lotus son utilizadas como forrajeras en ambientes de menor aptitud agrícola, las cuales presentan contenidos variables de taninos condensados (TC). La optimización del contenido de TC constituye un objetivo tecnológico de mejora en la calidad forrajera de las leguminosas. L. tenuis es considerada relativamente tolerante a diferentes estreses ambientales, pero no existen reportes relacionados a la optimización de sus niveles de TC. Debido a ello y utilizando el protocolo DMACA-HCl, se cuantificaron los niveles de TC en numerosas poblaciones de L. tenuis, observándose niveles inferiores a los recomendados para leguminosas forrajeras y quedando en evidencia simultáneamente, que no es posible su optimización por selección recurrente. Ello motivó el interés en evaluar la hibridización interespecífica entre L. tenuis y una población seleccionada de L. corniculatus como alternativa tecnológica de mejora. De esta manera, se obtuvo un material con mejores características forrajeras y mayor tolerancia al estrés salino. A su vez, estos materiales resultaron de interés para el estudio de la regulación transcripcional de los genes relacionados a la biosíntesis de TC, observándose que no dependen únicamente de los factores de transcripción y genes que presentan un papel central en otras especies. Por último, en ensayos de inoculación con rizobios, se determinó que los niveles de TC en raíces de Lotus no se encuentran relacionados a la especificidad de la simbiosis y que la formación de nódulos inefectivos determina un incremento en los niveles de estos metabolitos secundarios

Fisiología del fruto de kiwi (Actinidia deliciosa) durante su desarrollo y ablandamiento : expresión de genes asociados y su modulación por etileno y 1-metilciclopropeno

A fin de investigar el efecto fisiológico del etileno y del 1-metilciclopropeno en el progreso del ablandamiento del kiwi, se trató los frutos con esos reguladores inmediatamente después de la cosecha, o con 1-metilciclopropeno en diferentes estadios de la maduración después de 40, 80 o 120 d de almacenamiento refrigerado (0ºC). El tratamiento con etileno inmediatamente después de la cosecha estimuló el ablandamiento de la pulpa, incrementó y adelantó el pico de producción de etileno y la expresión de los genes KWACS1 y KWACO1 involucrados en la biosíntesis del etileno. En cambio, el tratamiento con 1-metilciclopropeno en el mismo estadio retrasó marcadamente el ablandamiento e inhibió la producción de etileno. Los incrementos en la abundancia de transcriptos de KWACS1 y KWACO1 fueron bloqueados por el tratamiento con 1-metilciclopropeno, indicando que estos genes son regulados positivamente por el etileno. Los kiwis almacenados en frío (0 ºC) por 40, 80 o 120 d y luego tratados con 1-metilciclopropeno antes de su retorno a 20 ºC para su maduración ulterior mostraron una tasa reducida de ablandamiento de la pulpa y un estadio de madurez de consumo extendido. Estos resultados indican claramente que la aplicación de 1-metilciclopropeno puede jugar un papel significativo en el inicio y en el progreso del ablandamiento del kiwi. El 1-metilciclopropeno inhibió o restringió severamente la producción autocatalítica de etileno en cualquier estado de maduración. La transcripción de los genes KWACS1 y KWACO1 resulto inhibida por el tratamiento con 1-metilciclopropeno después de 40 y 80 d de almacenamiento en frío, sugiriendo que existe una regulación por retroalimentación positiva para la producción de etileno, incluso después del almacenamiento refrigerado. Para investigar los niveles de expresión de genes relacionados con la pared celular durante la ontogenia del kiwi y en respuesta a la aplicación de etileno y de 1-metilciclopropeno, se obtuvo una secuencia completa de cDNA a la cual se denominó AdGAL1, determinándose por análisis bioinformático que es un homólogo de ß-D-galactosidasa de kiwi. El producto deducido de la traducción de AdGAL1 consta de 728 aminoacidos de longitud mientras que laproteina madura posee una masa molecular predicha de 81,12 kDa y un pI teorico de 7,5. Se efectuaron reacciones de RT-PCR semicuantitativas para evaluar la expresión de AdGAL1 y de una serie de secuencias de ADN. Los transcriptos que hibridizan con AdGAL1 resultaron apenas detectables durante el crecimiento del fruto pero se observaron tanto en mesocarpo externo como en columela al comienzo del ablandamiento del fruto (Fase IV, Estadio 1), y durante el ablandamiento tardío (Estadio 3) sugiriendo su injerencia en las grandes pérdidas de galactosa de la pared celular durante el ablandamiento del kiwi. La abundancia de transcriptos que hibridizan con AdARF1 y AdARF/XYL (codificantes de alfa-L-arabinofuranosidasa y de alfa-L-arabinofuranosidasa/ß-D-xilosidasa putativas) permaneció relativamente constante a traves de todo el crecimiento y la maduración(...)

Taninos condensados en leguminosas del género Lotus : estudio de sus funciones biológicas y evaluación de su utilidad en el mejoramiento de la calidad forrajera de especies de importancia agronómica

Algunas especies del género Lotus son utilizadas como forrajeras en ambientes de menor aptitud agrícola, las cuales presentan contenidos variables de taninos condensados (TC). La optimización del contenido de TC constituye un objetivo tecnológico de mejora en la calidad forrajera de las leguminosas. L. tenuis es considerada relativamente tolerante a diferentes estreses ambientales, pero no existen reportes relacionados a la optimización de sus niveles de TC. Debido a ello y utilizando el protocolo DMACA-HCl, se cuantificaron los niveles de TC en numerosas poblaciones de L. tenuis, observándose niveles inferiores a los recomendados para leguminosas forrajeras y quedando en evidencia simultáneamente, que no es posible su optimización por selección recurrente. Ello motivó el interés en evaluar la hibridización interespecífica entre L. tenuis y una población seleccionada de L. corniculatus como alternativa tecnológica de mejora. De esta manera, se obtuvo un material con mejores características forrajeras y mayor tolerancia al estrés salino. A su vez, estos materiales resultaron de interés para el estudio de la regulación transcripcional de los genes relacionados a la biosíntesis de TC, observándose que no dependen únicamente de los factores de transcripción y genes que presentan un papel central en otras especies. Por último, en ensayos de inoculación con rizobios, se determinó que los niveles de TC en raíces de Lotus no se encuentran relacionados a la especificidad de la simbiosis y que la formación de nódulos inefectivos determina un incremento en los niveles de estos metabolitos secundarios

El cambio climático global

p.275-289