Citogenética y filogenia en especies silvestres y cultivadas de ajíes (Capsicum - Solanaceae)

En Capsicum se han realizado análisis citogenéticos mediante diversas técnicas que han contribuido a caracterizar un número importante de especies y a establecer relaciones entre las mismas. No obstante los progresos realizados a la fecha en este aspecto, todavía quedan grupos con límites aún discutidos y otros poco conocidos. A través de este proyecto se propone ampliar los estudios de citogenética y biología molecular en el género con diversos objetivos. En forma general, acrecentar el conocimiento de la organización genómica, las relaciones filogenéticas y la evolución cromosómica en Capsicum. Respecto a los taxones cultivados, se intentará esclarecer si los tres miembros del complejo C. annuum (C. annuum, C. chinense, C. frutescens) constituyen especies diferentes o se trata de taxones co-específicos. En cuanto a las especies silvestres, se obtendrá información citogenética de C. geminifolium, C. lanceolatum y C. lycianthoides, a fin de caracterizarlas y determinar su validez taxonómica. Así mismo, considerando estas especies y otras menos conocidas como C. coccineum, C. cornutum, C. dimorphum y C. mirabile, se intentará definir relaciones interespecíficas y clados infragenéricos. Este estudio comprenderá aspectos tales como análisis cromosómico con métodos de bandeos (de fluorescencia y AgNOR), mapeo de secuencias del DNA (genes ribosómicos) mediante hibridación in situ fluorescente (FISH), análisis estructural de la heterocromatina, evaluación de la variabilidad intra - e interespecífica usando marcadores moleculares “microsatélites”, análisis filogenético utilizando marcadores nucleares y cloroplastidiales. La información obtenida puede, además, ser una herramienta básica aplicable al mejoramiento genético de las especies cultivadas (variedades de ajíes y pimientos comerciales) y a la conservación de los recursos genéticos silvestres.

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.

Avances en el desarrollo tecnológico de especies ornamentales nativas: los casos de Glandularia y Solidago

La incorporación de especies nativas al mercado ornamental es importante para aumentar la competitividad del mismo. Un número importante de éstas provienen de germoplasma de nuestro país, sin mayores beneficios para el mismo, dada su escasa explotación. El sector de plantas ornamentales depende de variedades desarrolladas en el exterior, lo que implica el pago de regalías inclusive para el caso de variedades derivadas de especies nativas argentinas. Las poblaciones naturales de Glandularia y Solidago poseen amplia variabilidad, la cual permite seleccionar individuos con caracteres de alto valor ornamental. Se ha avanzado en la puesta en marcha de un plan de mejoramiento, que permita disponer de clones adaptados a las distintas condiciones de nuestro país, y que posean las cualidades estéticas acordes al mercado consumidor. Los objetivos del presente proyecto serán lograr avances en la obtención de variedades ornamentales a partir de especies nativas a través de la selección de genotipos superiores, hibridaciones interpespecíficas y poliploidización en Glandularia y la caracterización y selección de clones superiores y/o noveles en Solidago. La metodología para lograr dichos objetivos será: recolección de germoplasma en zonas de distribución, identificación taxonómica, domesticación, caracterización y uso de técnicas de mejoramiento genético clásico. Los resultados obtenidos permitirán determinar la aptitud combinatoria de las especies del género Glandularia, como así también se podrá identificar las barreras a la hibridación interespecífica (pre o post cigóticas). Estos conocimientos resultan básicos e indispensables en el momento de establecer estrategias racionales para la superación de las barreras a la hibridación. En el género Solidago, los resultados obtenidos permitirán avanzar sobre la base genética existente como para establecer los lineamientos necesarios para el logro de nuevas variedades ornamentales.A partir de este proyecto se podrá disponer de material con distintos grados de desarrollo: colecciones de los géneros Glandularia y Solidago caracterizadas, domesticadas y materiales avanzados en el mejoramiento. Estos productos contribuirán al mayor conocimiento de la flora nativa ornamental, colaborarán con la sustentabilidad del sistema agroecológico, permitirán la formación de recursos humanos, y su vinculación e integración con el sector productivo.

EVALUACIÓN DE LA VARIABILIDAD DE LOS COMPONENTES NUTRICIONALES DE TRIGO SEGÚN EL GENOTIPO Y LA REGIÓN DE PROCEDENCIA. EFECTO DEL PROCESAMIENTO EN LA CALIDAD NUTRICIONAL DE PANIFICADOS

La Red de Ensayos Comparativos de Cultivares de Trigo (RET) dependiente del Instituto Nacional de Semillas (INASE), analiza anualmente los parámetros productivos y de calidad panadera de las variedades de trigo que participan de dicho ensayo, por cada sub-región trigueray por localidad que integra cada subregión. Al evaluar la calidad de los trigos se tienen en cuenta el contenido y la calidad proteica del trigo que determina el uso final de una harina, sin embargo los componentes no proteicos como el almidón, los pentosanos, la fibra soluble e insoluble y los micronutrientes como los minerales y los compuestos fenólicos con capacidad antioxidante no son tenidos en cuenta en la evaluación anual de los cultivares. Es ampliamente conocido el rol de la alimentación en la salud humana. No solo la ingesta de la cantidad necesaria de alimentos sino también la calidad de la alimentación influyen en el estado nutricional de las personas. Deficiencias en micronutrientes son causas comunes de malnutrición aún en individuos con valores antropométricos normales. Una buena alimentación, con la incorporación de fibra dietética y compuestos con actividad antioxidante ayuda a la prevención de enfermedades crónicas. El trigo y otros cereales son ricos en antioxidantes y minerales. Debido a que en nuestro país el consumo de pan y otros productos farináceos es elevado resulta de fundamental importancia estudiar las características de los hidratos de carbono, el perfil de micronutrientes y la actividad antioxidante de la harina blanca e integral obtenida a partir de variedades de trigo cultivadas en las dos subregiones trigueras en las que está incluida la provincia de Córdoba a fin de conocer cómo influyen el genotipo y el ambiente en estos componentes. Paralelamente se analizará la actividad antioxidante y la biodisponibilidad de minerales in vitro en harinas, masas y productos elaborados a partir de harinas integrales y blancas a fin de evaluar el efecto del procesamiento en las mismas. Estos parámetros de calidad nutricional podrán ser tenidos en cuenta junto con los parámetros productivos o de calidad tecnológica para decidir las variedades de trigo a sembrar en cada zona o localidad, así como para evaluar la necesidad de modificar el proceso de elaboración a fin de preservar las propiedades nutricionales de los trigos en el producto.

Obtención de genotipos de maní resistentes/ tolerantes a factores bióticos y abióticos.

Argentina, en la última década, se ha consolidado como el primer exportador mundial de maní (Arachis hypogaea L.) para consumo directo o “maní confitería”. Córdoba es la primera provincia productora con un aporte de más del 96% al total nacional. Entre los problemas comerciales más importantes que el maní de origen argentino enfrenta en el mercado internacional se destaca la amplia variación en los volúmenes ofertados anualmente, debido a las oscilaciones en la producción, lo cual dificulta satisfacer plenamente la creciente demanda internacional. Una de las causas relevantes son los cambios en la superficie que se destina al cultivo los que están fuertemente influenciados por los precios del mercado internacional. Además deben tenerse en cuenta las oscilaciones en los rendimientos obtenidos localmente debido a factores abióticos como la calidad de los suelos y el estrés hídrico, y bióticos como las enfermedades fúngicas, foliares y de suelo. Por lo tanto se propone como solución al tema-problema el desarrollo de nuevos genotipos resistentes/tolerantes a estos factores causantes de las limitaciones en la oferta argentina de maní confitería, innovando en el área de la Biotecnología. Se plantea como objetivo general para este proyecto “Caracterizar y evaluar fuentes de resistencia/tolerancia a factores bióticos y abióticos, particularmente de enfermedades fúngicas con énfasis en carbón y viruelas, y sequía, en genotipos cultivados y silvestres, para desarrollar un sistema de marcadores moleculares que asistan a la selección y transferencia de genes de interés mediante técnicas de mejoramiento convencional; y ajustar las condiciones para la regeneración in vitro de variedades elite de maní cultivadas en Argentina”.

Mejoramiento de germoplasma nativo y su introducción al paisaje.

La escasa disponibilidad y diversidad de variedades ornamentales adaptadas a las condiciones ambientales locales genera grandes problemas de sustentabilidad a nivel productivo. Estos problemas de sustentabilidad se expresan en la dependencia de la compra de variedades extranjeras con el pago de regalías, aún en los casos que deriven de germoplasma argentino, y en el cultivo de variedades poco adaptadas a las condiciones ambientales locales. Se agregan, los cambios de los ambientes humanos asociados a la vida en espacios más reducidos, grandes conglomerados urbanos, situaciones paisajísticas donde los recursos son escasos, lo que impulsa a programas de mejoramiento genético que utilicen nuevas fuentes de variabilidad, en especial, la que proviene de plantas nativas adaptadas tras miles de años de evolución. Las poblaciones naturales presentan una considerable variabilidad en distintos caracteres, lo que les permite a las especies nativas, sobrevivir en ambientes con distintas condiciones edáficas, climáticas o bióticas. Esta variabilidad es fundamental para seleccionar individuos con caracteres de alto valor ornamental. Con este proyecto, se propone asumir el desarrollo de nuevos cultivos y la creación de variedades locales con alto valor ornamental. Esto incluye la combinación de múltiples aspectos tales como el mejoramiento genético, la tecnología de producción y las estrategias de difusión y comercialización. El proceso sustantivo que encara el proyecto, que son los programas de mejoramiento genético en diferentes especies, implica la aplicación de técnicas y procedimientos propios del mejoramiento como así también aspectos vinculados a la prospección y colecta de germoplasma, caracterización de la aptitud ornamental, propagación, manejo del cultivo, estudios de comercialización y mercado, difusión y transferencia de paquetes tecnológicos al sector productivo. La sincronización adecuada entre estos factores es requisito indispensable para lograr que una variedad ingrese al mercado o que un producto pueda ser adoptado. Estos desarrollos permitirán mejorar la competitividad y sustentabilidad del sector considerando que se diversifica la oferta de variedades novedosas, nativas y mejor adaptadas.

¿Pueden los cultivos de cobertura, que presentan características alelopáticas, ser una herramienta para el control de malezas y disminuir el uso de herbicidas, en la zona semiárida del centro de Argentina?

El incremento poblacional a nivel mundial y los intereses económicos, provoco en el sector agropecuario un aumento en la superficie destinada a la agricultura, principalmente en el cultivo de soja, desencadenando la incorporación de prácticas tecnológicas para mejorar la producción con mayor eficiencia. La herramienta que presento un fuerte impacto fue la adquisición de sojas con tecnología resistente a Glifosato, que por su uso desmedido surgieron las malezas resistentes; conjuntamente con la escasez de las precipitaciones y la falta de cultivos de invierno, provoco dificultades en el control de aquellas, y por consiguiente un aumento en los costos productivos. Se plantea de este modo la incógnita de pensar si los cultivos de cobertura que presentan características alelopáticas ¿Pueden ser una herramienta para el control de malezas y disminuir el uso de herbicidas, en la zona semiárida del centro de Argentina? Como respuesta presentamos en el presente proyecto, el análisis de los beneficios de la incorporación de prácticas agropecuarias, como el desarrollo de cultivos de cobertura con propiedades alelopáticas, con el fin de mejorar el control y manejo de malezas y lograr de este modo menores costos y contaminación ambiental. Este desafío comprende dos etapas, la primera consiste en la siembra de tres cultivos de invierno Cebada, Centeno y Avena (15 variedades) y la consiguiente selección de aquellos que presenten mejores propiedades alelopáticas para el control de malezas. En una segunda etapa, del cultivo seleccionado se estudian variedades comerciales y la posterior elección de aquel con mejor competitividad, evaluando las características optimas de densidad de siembra, a la cual se alcanzan la mayor captación de agua de lluvia y menor consumo de agua y además la fecha optima en la que debemos interferir en el desarrollo del cultivo (secado o destrucción). La investigación nos ayudara a contar con mayor información, para lograr mejores niveles productivos, preservando el suelo, ambiente y cuidado de todo el sistema productivo.

Obtención de genotipos de maní resistentes/ tolerantes a factores bióticos y abióticos.

Argentina, en la última década, se ha consolidado como el primer exportador mundial de maní (Arachis hypogaea L.) para consumo directo o “maní confitería”. Córdoba es la primera provincia productora con un aporte de más del 96% al total nacional. Entre los problemas comerciales más importantes que el maní de origen argentino enfrenta en el mercado internacional se destaca la amplia variación en los volúmenes ofertados anualmente, debido a las oscilaciones en la producción, lo cual dificulta satisfacer plenamente la creciente demanda internacional. Una de las causas relevantes son los cambios en la superficie que se destina al cultivo los que están fuertemente influenciados por los precios del mercado internacional. Además deben tenerse en cuenta las oscilaciones en los rendimientos obtenidos localmente debido a factores abióticos como la calidad de los suelos y el estrés hídrico, y bióticos como las enfermedades fúngicas, foliares y de suelo. Por lo tanto se propone como solución al tema-problema el desarrollo de nuevos genotipos resistentes/tolerantes a estos factores causantes de las limitaciones en la oferta argentina de maní confitería, innovando en el área de la Biotecnología. Se plantea como objetivo general para este proyecto “Caracterizar y evaluar fuentes de resistencia/tolerancia a factores bióticos y abióticos, particularmente de enfermedades fúngicas con énfasis en carbón y viruelas, y sequía, en genotipos cultivados y silvestres, para desarrollar un sistema de marcadores moleculares que asistan a la selección y transferencia de genes de interés mediante técnicas de mejoramiento convencional; y ajustar las condiciones para la regeneración in vitro de variedades elite de maní cultivadas en Argentina”.