DOMESTICACIÓN, CULTIVO Y EVALUACIÓN DE PRINCIPIOS ACTIVOS DE PLANTAS AROMÁTICAS Y MEDICINALES NATIVAS DE ARGENTINA

Estudios etnobotánicos demuestran que varios géneros de plantas de la región central de Argentina pueden ser seleccionados por su uso en la medicina tradicional para resolver problemas de distintas enfermedades, como las oncológicas, gastrointestinales, las provocadas por virus, entre muchas otras. Por otra parte resulta de marcado interés encontrar, a partir de especies vegetales, drogas que como tales o por sus derivados semisintéticos puedan tener aplicación en tratamientos curativos o quimiopreventivos de diferentes patologías incluyendo infecciones microbianas, diversos tipos de cáncer, alteraciones del sistema inmune, como así mismo que presente actividad contra insectos que actúan como reservorios y vectores de patógenos de importancia sanitaria para el hombre y/o animales. Frente a estos descubrimientos aumenta la demanda de grandes volúmenes de plantas fuente de principios activos, lo que se cubre con la recolección directa de plantas silvestres. La práctica extractiva, a veces destructiva, puede llevar a las especies en cuestión a su potencial peligro de extinción. Se vuelve imperioso generar el conocimiento necesario para poner en cultivo a las especies amenazadas. El posterior mejoramiento genético llevará a lograr productos de calidad y productividad, que aseguren su inserción en un mercado competitivo. Además, por ser cultivos alternativos a desarrollarse en pequeñas superficies, es posible asegurar el desarrollo de regiones tradicionalmente postergadas que poseen escasos recursos genuinos para generar ingresos. El presente proyecto se desarrollará estudiando tres especies aromáticas nativas: carqueja (Baccharis crispa), peperina (Mintostachys verticillata) y suico (Tagetes minuta). Se plantea que: 1) Existe variabilidad dentro y entre poblaciones carqueja y estas diferencias están relacionadas al ambiente; 2) Existen genotipos de peperina y de suico con características agronómicas y bioquímicas distinguibles, a partir de los cuales es posible generar variedades selectas por rendimiento y calidad; 3) La puesta a punto de metodologías de multiplicación y de prácticas culturales adecuadas para las especies en estudio permite preservar germoplasma proveniente de poblaciones nativas y llevar a cabo la producción en cultivo de las mismas; 4) Las especies en estudio son fuente de compuestos con bioactividad de interés médico-veterinario, entre los que existe gran variabilidad. Por lo tanto se pretende conservar el germoplasma de especies nativas de importancia por sus bioactividades, buscar variabilidad para caracteres morfológicos y de principios activos, profundizar estudios que avancen en la domesticación de estas especies para generar cultivos sustentables e identificar genotipos superiores por sus principios activos que expresen alta bioactividad. En este contexto se tendrá en cuenta los distintos grados de avance de cada una de las especies en estudio. Se realizarán muestreos in situ y ex situ (cultivo a campo), donde se evaluarán caracteres morfológicos y fenológicos para determinar la variabilidad poblacional y orientar el proceso de selección y domesticación. Se destilará material para la obtención del aceite esencial que será cuantificado y analizado en su composición química por GC/MS. A su vez se realizarán extractos acuosos y orgánicos que, junto con los aceites esenciales, serán utilizados en ensayos de bioactividad sobre larvas de mosquitos, virus y cultivos celulares donde se evaluará si el efecto de cada muestra varía según su composición química. La evaluación del germoplasma disponible de las especies en estudio permitirá avanzar sobre varios problemas relacionados con su conservación, la domesticación y la selección por rendimiento y producción de principios activos. De esta manera se realizarán avances significativos en los estudios de plantas medicinales nativas, generando resultados de gran aplicación y propuestas productivas para regiones que resultan marginales para otros cultivos.

Riego por goteo con efluentes urbanos, uso de biosolidos y cobertura del suelo en la produción de ajo

En el mercado mundial del ajo, China participa con 78%, mientras que Argentina se ubica en segundo lugar, con 7 %. El agua dulce es un recurso cada vez más escaso. El riego por goteo tiene una eficiencia del 85 - 95 %. Los efluentes urbanos ofrecen agua para riego, son fuente de nutrientes y de materia orgánica para los cultivos. Los biosólidos son materiales orgánicos ricos en nutrimentos derivados del tratamiento de las aguas negras y pueden ser reutilizados en agricultura. El uso de coberturas del suelo, mejoran la infiltración, aumentan la retención de humedad y evitan la acción directa del sol sobre el mismo. Los ensayos se realizarán en el campo de la Planta Piloto de tratamiento de efluentes urbanos, ubicada en la Universidad Nacional de Río Cuarto durante dos ciclos. El ajo se plantará a principios de Abril, en plano, distanciados 0.30 m entre hileras y 0.10 m sobre la hilera, a una densidad de 33 plantas m-2 y será regado por goteo con efluentes tratados. El diseño experimental será en bloques completos al azar con cinco tratamientos y cuatro repeticiones: 1) Biosólidos (7 tha-1) + herbicida; 2) Biosólido (14 tha-1) + herbicida; 3) Suelo con cobertura de 2 Kgm2 de paja de trigo + herbicida, 4) Suelo con cobertura de 2 Kgm2 de paja de trigo, sin herbicida y 5) Testigo (suelo desnudo + herbicida). A cosecha se evaluará materia seca acumulada y presencia-ausencia de Escherichia coli y Salmonella sp. Posterior a los 60 días de almacenamiento se procesarán los bulbos para evaluar rendimiento y calidad comercial. Los datos se analizarán estadísticamente aplicando ANAVA y test Duncan ( = 0,05) si existen diferencia entre medias. El presente trabajo tiene por objetivo evaluar el efecto sobre el rendimiento, la calidad comercial y sanitaria del cultivo de ajo regado con efluentes y verificar el comportamiento de la cobertura del suelo. Se pretende una utilización racional del recurso hídrico y una producción aceptable de ajo atendiendo parámetros agronómicos y calidad alimentaria.

EVALUACIÓN DE FITOREMEDIACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS CON PLOMO POR ACTIVIDAD INDUSTRIAL UTILIZANDO RYE GRASS EN DIVERSOS MEDIOS DE CULTIVO.

El desarrollo de actividades industriales, contribuye cada vez más a la generación de residuos con elementos potencialmente tóxicos que en concentraciones altas (fijadas por ley nacional 24051) pueden tener efectos nocivos a la salud de la población y afectaciones al equilibrio ecológico y el ambiente. Hoy existen estudios tendientes a resolver la contaminación originada por metales pesados en suelos, mediante estrategias basadas en el uso de plantas que tienen la propiedad de acumular metales pesados; proceso denominado “fitoremediación” que consiste en la remoción, transferencia, estabilización y/o degradación y neutralización de compuestos orgánicos, inorgánicos y radioactivos que resultan tóxicos en suelos y agua. Esta novedosa tecnología tiene como objetivo degradar y/o asimilar, los metales pesados, presentes en el suelo, lo cual tiene muchas ventajas con respecto a los métodos convencionales de tratamientos de lugares contaminados; en 1º lugar es una tecnología económica, de bajo costo, en 2º lugar posee un impacto regenerativo en lugares en donde se aplica y en 3º lugar su capacidad extractiva se mantiene debido al crecimiento vegetal (Harvey et al., 2002). La fitoremediación no es un remedio para todos los suelos contaminados y antes que esta tecnología pueda volverse técnicamente eficiente y económicamente viable, hay algunas limitaciones que necesitan ser superadas como por ejemplo la falta de pruebas a escala industrial (Freitas et al., 2004). Para la realización del trabajo se utilizarán las instalaciones de la empresa FACSA S.A ubicada en Avda. De las Quintas y De los Hornos de barrio villa Esquiú de Córdoba, empresa operadora de residuos de plomo autorizada por la Secretaría de Ambiente de la Provincia de Córdoba. Se utilizarán dos hectáreas de terreno de la empresa en la que se acumulará un máximo 1 metro cúbico por cada metro cuadrado de superficie. Previamente al deposito de suelo contaminado, el terreno será impermeabilizado con suelo cemento y cal para evitar lixiviaciones de plomo y luego se cercará para evitar ingreso de personal no autorizado. En las hectáreas preparadas se aplicarán capas sucesivas de suelo contaminado con suelo natural en la mitad del terreno y en la otra mitad capaz sucesivas de suelo contaminado y suelo fertilizado con lombricompuesto, ambos sectores serán sembrados con pasto Rye Grass. Durante el proceso se medirá la concentración de Pb por FRX cada tres meses, en tres profundidades para cada preparados de campo. Las muestras serán compuestas y se corresponderán a un mínimo de 5 puntos para cada profundidad. Lo mismo se realizará para medir la concentración de Pb en el pasto. Las cosechas o cortes de pasto serán trimestrales y el pasto cortado se recogerá, secará e incinerará en el propio horno de FACSA S.A. Se evaluarán las siguientes variables. Salinidad: Se realizará antes y al final del año, tomando muestras compuestas de 100g de suelo c/u a las cuales se le agregarán 100 ml de agua destilada, se deja reposar y luego se toma la lectura con la ayuda de un conductímetro calibrado. Acumulación de Pb en tejido vegetal: Se considerará como variable principal la acumulación de Pb en tejido vegetal, ya que integra tanto el grado de absorción del metal por las plantas, así como el efecto negativo que las concentraciones excesivas del metal sobre la producción de materia seca. Para el estudio de esta variable, se captarán y prepararán muestras trimestrales. Secado y protocolo para el análisis de Pb por FRX. Pb en Suelo:Esta variable se examinará trimestralmente, mediante mezcla compuesta de cada sector tomada como mínimo en cinco puntos. Se tomarán muestras a tres profundidades distintas. Ph en Suelo:Se tomarán partes de las muestras para análsis de ph. El experimento culminará a los dos años con análisis de las 9 tandas de mediciones (La 1º corresponde a la determinación de la línea de base). Se realizará la prospección para determinar el momento de perfecta recuperación del suelo.

Biorremediación de cromo y fenol mediante la aplicación de microorganismos nativos de la Provincia de Córdoba Bioremediation of chromium and phenol by the application of native microorganisms from Córdoba Province

La contaminación ambiental por metales pesados como el cromo y por compuestos orgánicos como los fenoles es un grave problema a nivel mundial debido a su toxicidad y a sus efectos adversos sobre los seres humanos, la flora y la fauna, tanto por su acumulación en la cadena alimentaria como por su continua persistencia en el medio ambiente. En un estudio preliminar, efectuado por nuestro laboratorio, se han detectado elevados niveles de estos contaminantes en sedimentos y efluentes en zonas industriales del sur de la provincia de Córdoba, lo cual plantea la necesidad de removerlos. Entre las tecnologías disponibles, la biorremediación, que se basa en el uso de sistemas biológicos, como los microorganismos, para la detoxificación y la degradación de contaminantes, se presenta como una alternativa probablemente más efectiva y de menor costo que las técnicas convencionales. Sin embargo, la aplicación de esta tecnología depende en gran parte de la influencia de las características particulares y específicas de la zona a remediar. En consecuencia, en primer lugar se caracterizará la zona de muestreo y se aislarán e identificarán microorganismos nativos de la región, tolerantes a cromo y fenol, a partir de muestras de suelo, agua y sedimentos, ya que podrían constituir una adecuada herramienta biotecnológica, mejor adaptada al sitio a tratar. Posteriormente se estudiará la biorremediación de Cr y fenol utilizando dichos microorganismos, analizando su capacidad para biotransformar, bioacumular o bioadsorber a estos contaminantes, y se determinarán las condiciones óptimas para el tratamiento. Se analizarán los posibles mecanismos fisiológicos, bioquímicos y moleculares involucrados en la remediación, que constituye una etapa crucial para el diseño de una estrategia adecuada y eficiente. Finalmente, se aplicará esta tecnología a escala reactor, como una primera aproximación al tratamiento a mayor escala. De esta manera se espera reducir los niveles de estos contaminantes y así minimizar el impacto ambiental que ellos producen en suelos y acuíferos. A futuro, la utilización de los microorganismos seleccionados, de manera individual o formando consorcios, para el tratamiento de efluentes industriales previa liberación al medio ambiente, o su uso en bioaumento, constituirían posibles alternativas de aplicación. Los principales impactos científico-tecnológicos del proyecto serán: (a) la generación de una nueva tecnología biológica de decontaminación de cromo y fenol, intentando presentar soluciones frente a una problemática ambiental que afecta a nuestra región, pero que además es común a la mayoría de los países, (b) la formación de nuevos recursos humanos en el área y (c) el trabajo en colaboración con otros grupos de investigación que se destacan en el área de biotecnología ambiental. Environmental pollution produced by heavy metals, such as chromium and organic compounds like phenolics is a serious global problem due to their toxicity, their adverse effects on human life, plants and animals, their accumulation in the food chains and also by their persistance in the environment. In a previous study performed in our laboratory, high levels of these pollutants were detected in sediments and effluents from industrial zones of the south of Cordoba Province, which determine the need to remove them. Among various technologies, bioremediation which is based on the use of biological systems, such as microorganisms, to detoxify and to degrade contaminants, is probably the most effective alternative, and it is less expensive than other conventional technologies. However, the application of this technology depends on the influence of the particular and specific characteristics of the zone to be remediate. As a consecuence, at the first time, the zone of sampling will be characterized and then, native microorganisms, tolerant to chromium and phenol, will be isolated from soils, water and sediments and identificated. These microorganisms would be an adequate biotechnological tool, more adapted to the conditions of the site to be remediate than other ones. Then, the ability of these selected microorganisms to biotransform, bioaccumulate or biosorbe chromium and phenol will be studied and the optimal conditions for the treatment will be determined. The possible physiological, biochemical and molecular mechanisms involved in bioremediation will be also analized, because this is a crucial step in the design of an adequate and efficient remediation strategy. Finally, this technology will be applied in a reactor, as an approximation to the treatment at a major scale. A reduction in the levels of these pollutants will be expected, to minimize their environmental impact on soils and aquifers.

Los objetos técnicos y los organismos tecnificados. Reflexiones filosóficas, estéticas y políticas sobre la técnica. Technical objects and technified organisms. Philosophical, aesthetical and political approaches on technique

El presente proyecto se propone como parte inicial de una investigación sobre la relación entre naturaleza/cultura/técnica. Tradicionalmente la naturaleza y la cultura se han considerado como ámbitos diferenciados y opuestos. Y es en esta distinción donde la técnica adquiere un lugar central. El pensamiento occidental sobre la técnica ha recibido diversas interpretaciones: desde una subordinación con respecto al conocimiento verdadero (episteme) en la filosofía clásica, un optimismo sobre la técnica como posibilidad de dominación de la naturaleza en el Renacimiento y la Ilustración, y la ambigüedad y desasosiego romántico (Mitcham, 1979). Durante el siglo XX se distinguen dos posiciones antagónicas sobre la técnica. Por un lado, una actitud “crítica” donde pueden identificarse los trabajos de filósofs de diferentes tradiciones como Ortega y Gasset (1939), Heidegger (1954), Mumford (1971) Ellul (1960) y la Escuela de Frankfurt. Por otro lado, una filosofía de la técnica “ingenieril” que consiste en el análisis de la tecnología como un paradigma de pensamiento y acción humana. Esta dicotomía ha sido interpretada por Eco como “apocalípticos e integrados”. Más allá de las mencionadas diferencias, lo que tienen en común ambas posiciones es que parten de una dicotomía entre cultura y naturaleza. Nuestra perspectiva rechaza esta dicotomía, por el contrario, evidenciamos una creciente imbricación entre ambas donde las fronteras entre una y otra se hacen difusas. La noción de “objeto técnico” propuesta por Simondon (2007) hace referencia a la inserción del objeto técnico en la cultura, donde debe reconocerse la “realidad humana” presente en el mismo. Ahora bien, esto no significa “humanizar el objeto técnico”, sino más bien indagar sobre el lugar que este ocupa en la cultura como también establecer su relación con la naturaleza. En el siglo XVII el hombre mismo es reinterpretado como máquina (La Mettrie, 2000). En la actualidad pueden identificarse dos tendencias en la concepción de la técnica: los «humanos-máquinas» y las «máquinas-humanas», en otras palabras, la disposición del humano hacia la máquina y la tendencia de la máquina hacia lo humano. No obstante, ambas posiciones siguen manteniendo una distinción taxonómica entre el cuerpo –o lo orgánico- y lo maquínico, lo que implica una consideración de esta relación de manera extrínseca. Frente a esta tensión Haraway propone el concepto de cyborg: «un organismo cibernético» (1995). Los desarrollos tecnológicos han producido una modificación tal en la vida de los seres orgánicos en los cuales ya no puede concebirse su cuerpo independientemente de la tecnología. Esto conduce a replantear la distinción entre “animales/hombres/máquinas”, entendiendo a los mismos como expresiones de naturaleza, cultura y tecnología respectivamente. Nuestra investigación parte de la hipótesis que la técnica diluye diferencias de orden natural y cultural a través de los objetos técnicos que son productos culturales. La estética se ocupa de la percepción sensible del mundo no puede eludir su dimensión técnica. Al margen de la crítica a la “Industria cultural” consideramos relevante la aproximación de Benjamin al problema de la técnica porque aborda la imbricación antes mencionada en el campo de la percepción. Según Benjamin la irrupción de la técnica al mismo tiempo que posibilita una estetización de la política que confluye en el fascismo como punto extremo también abre la posibilidad de desmontar la ideología del progreso infinito (1967). Una integración entre aproximaciones estéticas y políticas a la técnica Flusser (1983) propone la “caja negra” como metáfora de la técnica contemporánea. Su propuesta es la “apertura de la caja negra” que consiste en tomar conocimiento del funcionamiento del dispositivo. Nuestra propuesta de investigación aborda la técnica desde una consideración filosófica/estética/política, donde redefiniremos la técnica partiendo de la imbricación entre cultura y naturaleza. This project will set the basis for a sustained research on the relation nature/culture/technique. They have been traditionally considered as separate and even opposite fields. And it is on the brink of this distinction where technique plays a central role. In Western thought technique has received many interpretations since the beginnings of philosophy: from a subordination to true knowledge (episteme) in classic philosophy, or the optimism which sees in technique the possibility of dominating nature in the Renaissance and in the Enlightenment, to the Romantic ambiguity and uneasiness towards technological change (Mitcham, 1979). During the twentieth century two opposed approach on technique prevail. On one hand, a “critical” attitude such defines the work of philosophers of different traditions such as Ortega y Gasset (1939), Heidegger (1954), Mumford (1971) Ellul (1960) and the Frankfurt School. On the other hand there is an “engineering” philosophy of technique that consists in the analisis of technology as a paradigm to understand human action and thought. Besides their differences, both positions have in common a dichotomy between nature and culture. We reject such dichotomy. On the contrary we consider there is a growing intertwinement between both which blurs the borders of the concepts. Simondon’s notion of “technical object” refers to the insertion of the technique in culture where the “human reality” in it must be recognised. This does not imply “humanising the technical object”, but investigate on the role it plays on culture and establishing its relation to nature. To articulate this relation we will work with unorthodox approaches on technique such as Benjamin (1967), Flusser (1983) and others. The hypothesis of our project is that the traditional distinction of “animal/man/machine” must be re-thought, therefore raising the question on the blurring line between nature, culture and technique and its effects in philosophy, politics and aesthetics.

Aproximación al diseño de sistemas de bio-reactores para la delignificación de materiales lignocelulósicos y para la decontaminación de suelos y efluentes. Approximation to the design of bio-reactors systems for the delignificación of lignocellulosic materials and for the decontamination of soil and effluents

Los materiales lignocelulósicos residuales de las actividades agroindustriales pueden ser aprovechados como fuente de lignina, hemicelulosa y celulosa. El tratamiento químico del material lignocelulósico se debe enfrentar al hecho de que dicho material es bastante recalcitrante a tal ataque, fundamentalmente debido a la presencia del polímero lignina. Esto se puede lograr también utilizando hongos de la podredumbre blanca de la madera. Estos producen enzimas lignolíticas extracelulares fundamentalmente Lacasa, que oxida la lignina a CO2. Tambien oxida un amplio rango de sustratos ( fenoles, polifenoles, anilinas, aril-diaminas, fenoles metoxi-sustituídos, y otros), lo cual es una buena razón de su atracción para aplicaciones biotecnológicas. La enzima tiene potencial aplicación en procesos tales como en la delignificación de materiales lignocelulósicos y en el bioblanqueado de pulpas para papel, en el tratamiento de aguas residuales de plantas industriales, en la modificación de fibras y decoloración en industrias textiles y de colorantes, en el mejoramiento de alimentos para animales, en la detoxificación de polutantes y en bioremediación de suelos contaminados. También se la ha utilizado en Q.Orgánica para la oxidación de grupos funcionales, en la formación de enlaces carbono- nitrógeno y en la síntesis de productos naturales complejos. HIPOTESIS: Los hongos de podredumbre blanca, y en condiciones óptimas de cultivo producen distintos tipos de enzimas oxidasas, siendo las lacasas las más adecuadas para explorarlas como catalizadores en los siguientes procesos:  Delignificación de residuos de la industria forestal con el fin de aprovechar tales desechos en la alimentación animal.  Decontaminación/remediación de suelos y/o efluentes industriales. Se realizarán los estudios para el diseño de bio-reactores que permitan responder a las dos cuestiones planteadas en la hipótesis. Para el proceso de delignificación de material lignocelulósico se proponen dos estrategias: 1- tratar el material con el micelio del hongo adecuando la provisión de nutrientes para un desarrollo sostenido y favorecer la liberación de la enzima. 2- Utilizar la enzima lacasa parcialmente purificada acoplada a un sistema mediador para oxidar los compuestos polifenólicos. Para el proceso de decontaminación/remediación de suelos y/o efluentes industriales se trabajará también en dos frentes: 3) por un lado, se ha descripto que existe una correlación positiva entre la actividad de algunas enzimas presentes en el suelo y la fertilidad. En este sentido se conoce que un sistema enzimático, tentativamente identificado como una lacasa de origen microbiano es responsable de la transformación de compuestos orgánicos en el suelo. La enzima protege al suelo de la acumulación de compuestos orgánicos peligrosos catalizando reacciones que involucran degradación, polimerización e incorporación a complejos del ácido húmico. Se utilizarán suelos incorporados con distintos polutantes(por ej. policlorofenoles ó cloroanilinas.) 4) Se trabajará con efluentes industriales contaminantes (alpechínes y/o el efluente líquido del proceso de desamargado de las aceitunas). The lignocellulosic raw materials of the agroindustrial activities can be taken advantage as source of lignin, hemicellulose and cellulose. The chemical treatment of this material is not easy because the above mentioned material is recalcitrant enough to such an assault, due to the presence of the lignin. This can be achieved also using the white-rot fungi of the wood. It produces extracellular ligninolitic enzymes, fundamentally Laccase, which oxidizes the lignin to CO2. The enzyme has application in such processes as in the delignification of lignocellulosic materials and in the biobleaching of fibers for paper industry, in the treatment of waste water of industrial plants, in the discoloration in textile industries, in the improvement of food for ruminants, in the detoxification of polutants and in bioremediation of contaminated soils. HYPOTHESIS: The white-rot fungi produce different types of enzymes, being the laccases the most adapted to explore them as catalysts in the following processes:  Delignification of residues of the forest industry in order to take advantage of such waste in the animal feed.  Decontamination of soils and / or waste waters. The studies will be conducted for the design of bio reactors that allow to answer to both questions raised in the hypothesis. For the delignification process of lignocellulosic material they propose two strategies: 1- to treat the material with the fungi 2-to use the partially purified enzyme to oxidize the polyphenolic compounds. For the soil and/or waste water decontamination process, we have: 3- Is know that the enzyme protects to the soil of the accumulation of organic dangerous compounds catalyzing reactions that involve degradation, polymerization and incorporation to complexes of the humic acid. There will be use soils incorporated into different pollutants. 4- We will work with waste waters (alpechins or the green olive debittering effluents.