Caracterización zootécnica y genética de poblaciones primarias de ovinos, caprinos y camélidos productores de fibra

Desde el tiempo de la conquista y colonización en siglo XVI, el territorio argentino fue poblado por especies exóticas entre ellas ovinos y caprinos. El tipo de animal introducido al territorio determinó la formación de poblaciones locales del tipo criollo donde en el caso de los ovinos pertenecían al tipo lanero. En el caso de los caprinos en un principio fueron con escasa cobertura pero existen evidencias de que posteriormente se introdujeron caprinos del tipo productores de cachemira y posteriormente caprina de Angora. En el caso de los Camélidos estos son autóctonos y jugaron un rol preponderante en los pueblos originarios. Actualmente dichas poblaciones se encuentran relegadas y en manos de pequeños productores en su mayoría aborígenes. En base a estudios previos se puede afirmar que constituyen un material genético de importante variabilidad y de un potencial textil importante. El proyecto pretende continuar realinzado relevamientos poblacionales en regiones donde aún se conserva material autóctono o local del tipo criollo con la finalidad de realizar una caracterización zootécnica y genética y así poder evaluar la variabilidad de las poblaciones y proponer estrategias de conservación y/o mejoramiento así como el destino del producto textil producido por dichas poblaciones. El relevamiento comprende un posicionamiento geográfico y breve descripción del sistema de producción, la toma de información biológica, morfológica y zoométrica de al menos el 20% de los animales según el tamaño de la majada o hato y la correspondiente obtención de muestras de fibra. Estas muestras son remitidas al laboratorio de fibras animales de la Red SUPPRAD para su evaluación. Para determinar la variabilidad zootécnica y genérica de las poblaciones se confeccionan Índices de arcaísmo o primariedad basados en marcadores fenotípicos, bioquímicos y moleculares. A ello se propone incorporar estudios sobre desempeño productivo y reproductivo de las poblaciones.

Evaluación genética del bienestar animal y eficiencia reproductiva con el aporte de la determinación de paternidades mediante técnicas de biología molecular en bovinos de carne

Buena parte de la producción bovina de carne de la provincia de Córdoba está incluida en áreas que sufren durante todo o parte del año de condiciones climáticas desfavorables. Las razas bovinas de origen índico y africano muestran mayor adaptación al estrés térmico, que se manifestaría en un mejor de desempeño en el aspecto reproductivo. Sin embargo existen dificultades de manejo de esas razas por su temperamento menos adecuado que las razas británicas. En explotaciones extensivas de nuestra Provincia no existe información genética relacionada con caracteres de comportamiento. En ese sentido una raza sanga de origen africano (Tuli) y sus cruzas se están ensayando en la Universidad Católica de Córdoba como parte de la búsqueda de soluciones a los problemas planteados anteriormente. No se disponen aún de parámetros poblacionales (fenotípicos y genéticos) de esta raza y sus cruzas. En la evaluación genética es indispensable el uso de mediciones con información genealógica, es decir, se debe identificar los padres de los individuos. El análisis de regiones altamente polimórficas del genoma (microsatélites) permite determinar el perfil genético de cada animal, para ser utilizado en la determinación de paternidades, en principio y luego con otras aplicaciones. Sobre el animal las mediciones relacionadas con la fertilidad son vitales y no es posible encontrar predictores de la fertilidad en toros en servicio natural múltiple, ya que no es posible identificarlos terneros en ese sentido. La forma de evaluar la fertilidad real, sería mediante la medición de la producción de terneros, además de la calidad seminal y circunferencia escrotal. Con respecto al nivel de estrés, se usará la evaluación del temperamento mediante ensayos de comportamiento, aunque la medición de hormonas esteroides sería una prueba complementaria

Preservación de la información génica en bacterias; mecanismos y modulación molecular. Preservation of the genetic information in bacteria; mechanisms and molecular modulation.

El objetivo general del presente proyecto es contribuir a la caracterización genética y bioquímica molecular de mecanismos involucrados en el mantenimiento de la información génica, a través del estudio de sistemas fisiológicos involucrados en la prevención, reparación y tolerancia de mutaciones. Dichos sistemas se encuentran evolutivamente conservados y ampliamente distribuidos en los seres vivos. La importancia de los mismos se refleja en el hecho que su deficiencia genera en humanos, enfermedades genéticas, apoptosis y cáncer; y en especies procariotas, células denominadas "hipermutadoras". En los últimos años el estudio de la hipermutabilidad en bacterias ha cobrado gran interés ya que se le atribuye importancia en procesos infectivos y en aspectos básicos relacionados a evolución. Nuestro modelo de estudio son las bacterias Pseudomonas aeruginosa y Escherichia coli, siendo esta última especie no solo modelo de estudio sino también especie de referencia. P. aeruginosa es una bacteria ambiental gram negativa, e importante patógeno oportunista de humanos. Específicamente nos proponemos estudiar en P. aeruginosa algunos aspectos particulares del Sistema de Reparación de Bases Apareadas Incorrectamente (Mismatch Repair System, MRS), del Sistema de Prevención/Reparación de Lesiones Oxidativas generadas a través de 8-oxo-7,8-dihidroguanina (8-oxo-dG ó GO) y el papel de las ADN Polimerasas de baja fidelidad en la modulación de la tasa de mutación. Asimismo estamos interesados en estudiar en cepas de E. coli deficientes en el sistema Dam, la existencia de subpoblaciones de alta estabilidad genética debido a la eliminación de posibles mutantes por incremento de la expresión de los otros componentes del MRS. Metodológicamente la caracterización bioquímica de factores proteicos se llevará a cabo utilizando proteínas recombinantes purificadas, análisis de interacción proteína-proteína y proteína-ADN mediante electroforesis en geles y resonancia plasmónica de superficie (Biacore), mutagenésis dirigida in vitro, y estudios de complementación en cepas mutantes específicas. Aspectos fenotípicos y de regulación génica en cultivos de biofilm y células en suspensión serán estudiados mediante la construcción de cepas mutantes, fusiones transcripcionales, PCR en tiempo real, western blot y microscopia de fluorescencia confocal.

Desarrollos estadísticos para el procesamiento de información genómica masiva en agro-biotecnología. Statistical developments for processing massive genomic information in agro-biotechnology.

Nuevas biotecnologías, como los marcadores de la molécula de ADN, permiten caracterizar el genoma vegetal. El uso de la información genómica producida para cientos o miles de posiciones cromosómicas permite identificar genotipos superiores en menos tiempo que el requerido por la selección fenotípica tradicional. La mayoría de los caracteres de las especies vegetales cultivadas de importancia agronómica y económica, son controlados por poli-genes causantes de un fenotipo con variación continua, altamente afectados por el ambiente. Su herencia es compleja ya que resulta de la interacción entre genes, del mismo o distinto cromosoma, y de la interacción del genotipo con el ambiente, dificultando la selección. Estas biotecnologías producen bases de datos con gran cantidad de información y estructuras complejas de correlación que requieren de métodos y modelos biométricos específicos para su procesamiento. Los modelos estadísticos focalizados en explicar el fenotipo a partir de información genómica masiva requieren la estimación de un gran número de parámetros. No existen métodos, dentro de la estadística paramétrica capaces de abordar este problema eficientemente. Además los modelos deben contemplar no-aditividades (interacciones) entre efectos génicos y de éstos con el ambiente que son también dificiles de manejar desde la concepción paramétrica. Se hipotetiza que el análisis de la asociación entre caracteres fenotípicos y genotipos moleculares, caracterizados por abundante información genómica, podría realizarse eficientemente en el contexto de los modelos mixtos semiparamétricos y/o de métodos no-paramétricos basados en técnicas de aprendizaje automático. El objetivo de este proyecto es desarrollar nuevos métodos para análisis de datos que permitan el uso eficiente de información genómica masiva en evaluaciones genéticas de interés agro-biotecnológico. Los objetivos específicos incluyen la comparación, respecto a propiedades estadísticas y computacionales, de estrategias analíticas paramétricas con estrategias semiparamétricas y no-paramétricas. Se trabajará con aproximaciones por regresión del análisis de loci de caracteres cuantitativos bajo distintas estrategias y escenarios (reales y simulados) con distinto volúmenes de datos de marcadores moleculares. En el área paramétrica se pondrá especial énfasis en modelos mixtos, mientras que en el área no paramétrica se evaluarán algoritmos de redes neuronales, máquinas de soporte vectorial, filtros multivariados, suavizados del tipo LOESS y métodos basados en núcleos de reciente aparición. La propuesta semiparamétrica se basará en una estrategia de análisis en dos etapas orientadas a: 1) reducir la dimensionalidad de los datos genómicos y 2) modelar el fenotipo introduciendo sólo las señales moleculares más significativas. Con este trabajo se espera poner a disposición de investigadores de nuestro medio, nuevas herramientas y procedimientos de análisis que permitan maximizar la eficiencia en el uso de los recursos asignados a la masiva captura de datos genómicos y su aplicación en desarrollos agro-biotecnológicos.

Caracterización zootécnica y genética de poblaciones primarias de ovinos productores de lana. Zoothechnical and genetic characterization of primary populations of producing wool ovines.

Desde el tiempo de la conquista y colonización en siglo XVI, el territorio argentino fue poblado por especies exóticas entre ellas ovinos. El tipo de animal introducido al territorio determinó la formación poblaciones locales del tipo criollo donde en el caso de los ovinos pertenecían al tipo lanero. Actualmente dichas poblaciones se encuentran relegadas y la mayoría en manos de pequeños productores. En base a estudios previos se puede afirmar que constituirían un material genético de importante variabilidad y de un potencial textil importante. El proyecto pretende realizar una caracterización zootécnica y genética mediante relevamientos poblacionales en regiones donde aún se conserva material autóctono o local del tipo criollo. El relevamiento comprende un posicionamiento geográfico y breve descripción del sistema de producción, la toma de información biológica, morfológica y zoométrica de los animales de la majada y la correspondiente obtención de muestras de lana. Estas muestras son remitidas al Laboratorio de Fibras Animales de la Red SUPPRAD para su evaluación. Para determinar la variabilidad zootécnica y genérica de las poblaciones se confeccionan Índices de arcaísmo o primariedad basados en marcadores fenotípicos, bioquímicos y moleculares. A ello se propone incorporar estudios sobre desempeño productivo y reproductivo de las poblaciones para poner analizar los factores que afectan la producción de lana y diseñar estrategias de manejo que la optimicen. Ello posibilitará evaluar la variabilidad de las poblaciones y proponer estrategias de conservación y/o mejoramiento. Paralelamente se podrá establecer el destino del producto textil producido por dichas poblaciones ovinas.

Caracterización zootécnica y genética de poblaciones primarias de ovinos, caprinos y camélidos productores de fibra (Programa: sustentabilidad productiva de pequeños rumiantes en áreas desfavorables - supprad).

Desde el tiempo de la conquista y colonización en siglo XVI, el territorio argentino fue poblado por especies exóticas entre ellas ovinos y caprinos. El tipo de animal introducido al territorio determinó la formación de poblaciones locales del tipo criollo donde en el caso de los ovinos pertenecían al tipo lanero. En el caso de los caprinos en un principio fueron con escasa cobertura pero existen evidencias de que posteriormente se introdujeron caprinos del tipo productores de cashmere y posteriormente caprinos de Angora. En el caso de los Camélidos estos son autóctonos y jugaron un rol preponderante en los pueblos originarios. Actualmente dichas poblaciones se encuentran relegadas y en manos de pequeños productores en su mayoría aborígenes. En base a estudios previos se puede afirmar que constituyen un material genético de importante variabilidad y de un potencial textil importante. El proyecto pretende continuar realizando relevamientos poblacionales en regiones donde aún se conserva material autóctono o local del tipo criollo con la finalidad de realizar una caracterización zootécnica y genética y así poder evaluar la variabilidad de las poblaciones y proponer estrategias de conservación y/o mejoramiento así como el destino del producto textil producido por dichas poblaciones. El relevamiento comprende un posicionamiento geográfico y breve descripción del sistema de producción, la toma de información biológica, morfológica y zoométrica de al menos el 20% de los animales según el tamaño de la majada o hato y la correspondiente obtención de muestras de fibra. Estas muestras son remitidas al laboratorio de fibras animales de la Red SUPPRAD para su evaluación. Para determinar la variabilidad zootécnica y genética de las poblaciones se confeccionan Índices de arcaísmo o primariedad basados en marcadores fenotípicos, bioquímicos y moleculares. A ello se propone incorporar estudios sobre desempeño productivo y reproductivo de las poblaciones.

Programa de evaluación genética de caracteres productivos, adaptativos y de comportamiento, en bovinos de carne para áreas desfavorecidas.

La producción de carne bovina en áreas subtropical y templadas cálidas se ve afectada en cantidad y calidad debido a las condiciones de calor y humedad a lo largo del año o en determinados meses del año. Las razas tradicionales son las que más sufren esa condición climática y por otra parte, las razas y/o cruzas más adaptadas muestran problemas de calidad de carne, menor precocidad reproductiva y de temperamento. Buena parte de la producción bovina de carne de la provincia de Córdoba está incluida en áreas que sufren durante todo o parte del año de condiciones climáticas desfavorables. Además el fenómeno creciente del calentamiento global incrementará la extensión de esas áreas y agravará el problema en las actuales. Las razas bovinas de origén índico y africano muestran mayor adaptación al estrés térmico y las razas británicas son más susceptibles aunque existe variación individual. Los indicadores climáticos de estrés térmico son variados, aunque humedad relativa del ambiente y temperatura son los más importantes. Ambas variables se combinan en un índice de humedad y temperatura (THI) que es un indicador válido para predecir dicho estrés. En el animal se pueden realizar diversos ensayos que incluyen toma de información de temperatura corporal profunda y frecuencia respiratoria. Dichos ensayos permiten clasificar a los animales como resistentes o susceptibles al estrés térmico. Los trabajos que se han realizado en genética animal en otros países demuestran un importante componente genético aditivo en este comportamiento frente al calor y humedad, esto permitiría pensar en incluir en programas de mejoramiento de producción de carne variables de adaptación al estrés térmico. En general se argumenta que las razas más adaptadas son simultáneamente de menor productividad en las áreas subtropicales, pero esto no queda claro a qué es debido; una menor producitividad primaria de esas áreas o al menor desempeño animal. Una hipótesis similar se puede formular para la calidad de la carne y las dificultades de manejo de esas razas por su temperamento más agresivo. Si la respuesta incluye el desempeño, ésto estaría dado en buena parte por componentes genéticos. Se conocen relaciones positivas entre variables de productividad, adaptabilidad, calidad de carne y temperamento, aunque aún no se han estudiado en nuestra provincia. Una raza sanga de orígen africano (Tuli) y sus cruzas se están ensayando en la UCC como parte de la búsqueda de soluciones a los problemas planteados anteriormente. Se desconocen los mecanismos fisiológicos de adaptación al estrés térmico que son utilizados por estos animales y también se ignoran las consecuencias genéticas de las cruzas con otras razas sobre estos mecanismos. Tampoco se disponen de parámetros poblacionales (fenotípicos y genéticos) de esta raza y sus cruzas.Los animales a utilizar en este trabajo pertenecen a las razas Tuli puros, Aberdeen Angus, Hereford, cruzas F1, cruzas inter sé de las F1 (San Ignacio) y Bradford. De los resultados esperados se podrán extraer sugerencias y desarrollar estrategias para mejorar la producción de carne en el área subtropical de nuestra provincia.

Estudios evolutivos en especies de plantas nativas.

Se indagará principalmente acerca del rol de los procesos neutrales, como la deriva génica, de procesos selectivos, como la selección natural mediada por polinizadores y de procesos históricos (geológicos y climáticos del pasado) en la diversificación floral tanto a escala microevolutiva como macroevolutiva. La heterogeneidad ambiental que se presenta en amplios rangos geográficos puede promover la diferenciación entre poblaciones debido a las diferencias en condiciones físicas y biológicas. De esta manera, especies ampliamente distribuidas ofrecen la oportunidad de explorar la dinámica de los procesos evolutivos que tienen lugar a nivel interpoblacional (Dobzhansky 1970, Thompson 1999). El estudio comparativo entre especies hermanas permite comprender cómo la selección natural (adaptación) y la inercia filogenética (herencia ancestral) han modelado los rasgos de las especies que observamos en la actualidad (Díaz 2002, Schluter 2000, Futuyma 2005). Uno de los usos más importantes de la información filogenética es el de reconstruir la historia del cambio evolutivo en caracteres adaptativos mediante su mapeo en la filogenia y la reconstrucción del estado de estos caracteres en el ancestro. Así, la asociación entre transición de caracteres y transiciones en grupos funcionales es una evidencia directa de la hipótesis adaptativa de que los rasgos son seleccionados por grupos funcionales de polinizadores. Una aproximación filogenética puede permitir identificar la dirección y el tiempo de evolución. Todos estos aspectos señalan la necesidad de adoptar una perspectiva conceptualmente integrada (morfológica, genética, filogenética, filogeográfica y ecológica) en el estudio de la biología evolutiva de las flores. Estudiar como actúan los procesos micro- y macroevolutivos en las interacciones planta-polinizador, en una dimensión espacial y temporal, arrojará resultados importantes tanto en el campo teórico como en el de la conservación. Por una parte, permitirá poner a prueba hipótesis relevantes sobre la adaptación de caracteres, mientras que explorará los procesos evolutivos que subyacen a las tramas de las interacciones planta-polinizador; por otro lado, comprender el rol de los cambios climáticos pasados en la diversificación biológica es interesante tanto desde una aproximación evolutiva como desde la biología de la conservación (Avise 2000; Moritz et al. 2000; Petit et al. 2003; Hewitt 2004). Géneros a ser estudiados en este proyecto: 1- Anarthrophyllum (Fabaceae,15 spp), 2- Monttea (Plantaginaceae, 3 spp), 3- Caleolaria (Calceolariaceae 3 spp), 4- Centris (Apidae, 1 spp), 5- Jaborosa (Solanaceae, 23 spp). Metodología: Mapeado de las poblaciones. Elenco de polinizadores, frecuencia. Obtención y medición de caracteres fenotípicos florales. Néctar: concentración y vol. Aceites (peso); Morfometría geométrica (Zelditch et al. 2005). Éxito reproductivo (Dafni & Kevan 2003). Caracteres genéticos: extracción, amplificación y secuenciación: en Calceolaria se utilizarán 2 genes de cloroplasto trnH-psbA y trnS-trnG y genes anónimos nucleares de copia única (scnADN), para Jaborosa se utilizarán 3 genes de cloroplasto (trnH-psbA, TrnD-trnT y ndhF-rp32) y el gen nuclear GBSSI waxy. Finalmente para Centris cineraria se usaría el tRNA ILE y NADH Deshidrogenada subunidad 2. Análisis filogenéticos de parsimonia (Goloboff et al. 2000, Kitching et al. 1998, Nixon 2002, Farris et al. 1996, Sorenson 1999); Filogeografía: reconstrucción de redes por parsimonia (Clement et al. 2000; Posada et al. 2000), análisis de clados anidados (NCPA). Se usarán las claves de inferencia (Templeton 2004). Para todos estos análisis se utilizarán los siguientes programas: DnaSP, Network, Arlequin, MrBayes, Paup, ModelTest, Beast, TNT, WinClada TCS y GeoDis. Estadística multivariada: Los diferentes rasgos florales mencionados se analizarán utilizando distancias de Gower (datos cualitativos) y euclídeas (datos cuantitativos) mediante la técnica multivariada ACoP.