Inactivación reversible de la NR: Aislamiento y caracterización de la proteína inactivante de hojas de avena

La fosforilación reversible de proteínas, catalizadas por protein-kinasas y protein fosfatasas es uno de los principales modos de regulación metabólica en plantas. Entre las enzimas cuya actividad es modulada por procesos de fosforilación reversible está la nitrato reductasa (NR) de plantas superiores. Estos procesos son los responsables de la inactivación reversible de la NR de hojas, observada in vivo, durante la transición luz-oscuridad, correspondiendo la forma fosforilada a la enzima inactiva y la defosforilada a la máxima actividad. Se ha demostrado que la inactivación por fosforilación de la NR sólo es detectada en presencia de cationes divalentes libres y de una proteína inactivante (FI), que ha sido aislada y caracterizada en dictiledóneas. Los datos disponibles permiten suponer que esta proteína existe también en monocotiledóneas, pero hasta el momento esto no ha sido comprobado. El objeto del trabajo es determinar si este FI es de ocurrencia generalizada, por lo que se tratará de aislarlo y caracterizarlo en hojas de avena, donde también fue demostrada la inactivación por fosforilación de la NR.

Identificación del virus causal de diseños cloróticos en ciruelos

En el área frutícola que rodea la ciudad de Córdoba, de Colonia Caroya y Jesús María, se encontraron síntomas foliares cloróticos (líneas, manchas, diseños de hojas de encina) asimilables a los inducidos por tres virus causales de "diseños cloróticos lineares" en ciruelo (plum line pattern ilarvirus), el Danish plum line pattern ilarvirus (un serotipo del prunus necrotic ring spot ilarvirus), el European plum line pattern ilarvirus (un serotipo de apple mosaic ilarvirus) ambos serológicamente relacionados pero no idénticos, y el American plum line pattern ilarvirus, serológicamente no relacionados con los anteriores. Si bien no producen una sintomatología llamativa son causales de pérdidas en las cosechas por disminución del número de frutos producidos. El propósito del proyecto es definir la identidad del virus causal de los síntomas encontrados y ajustar una técnica serológica que permita su detección en plantas con infecciones sistémicas recientes, útil para ser empleada en material bajo cuarentenas (aduanas), en censos, controles sanitarios en viveros y para la elección de plantas madres de sanidad controlada. (...)

Participación del sistema de defensa antioxidante en la tolerancia a estres hidríco en cultivares resistentes y susceptibles de trigo

El trigo es uno de los cultivos más importantes de nuestra provincia que se realizan bajo condiciones de secano y consecuentemente expuesto a sequías temporarias. La deficiencia de agua es la principal causa de caída de los rendimientos reales de nuestra agricultura extensiva, oscilando dichas reducciones en alrededor del 30%. El déficit hídrico genera endógenamente un fuerte incremento en el nivel de especies activas del oxígeno y de oxidaciones de los principales elementos celulares. Consecuentemente, se ha propuesto que la tolerancia frente a dichas condiciones adversas estaría asociada a la capacidad de las plantas, fundamentalmente a nivel foliar, de adecuar el funcionamiento de su sistema de defensa antioxidante de cultivares de trigo con diferentes susceptibilidades frente a condiciones de estrés hídrico, a fin de determinar si dicho sistema antioxidante confiere mayor resistencia a la sequía y, en tal caso, establecer cuáles de sus componentes desempeñan un rol clave. El trabajo abarca las siguientes etapas iniciales: a) estudiar el efecto del estrés oxidativo y las especies activas del oxígeno sobre la actividad, cantidad y estabilidad de SOD y GR en hojas de trigo, cloroplastos y proteína aislada; b) caracterizar los cambios en la actividad del sistema antioxidante, tanto enzimático como no enzimático y correlacionarlos con las variaciones en parámetros hídricos, en variedades de trigo de comportamiento contrastante a la sequía, sometidas a déficit hídrico durante períodos críticos del ciclo de cultivo y c) puesta a punto de las condiciones de regeneración y transformación de trigo con construcciones correspondientes a enzimas antioxidantes. Una vez establecida la relación entre el comportamiento del sistema antioxidante, estrés oxidativo y la tolerancia a estrés hídrico será posible contribuir a la selección y creación, por técnicas de mejoramiento e ingeniería genética, de genotipos de trigo de mejor comportamiento frente a situaciones de sequía.

Distribución de gramíneas C3 y C4 en Argentina y su relación con variables climáticas

Las Gramíneas se caracterizan por la presencia de diferentes mecanismos fotosínteticos. Casi la mitad de sus miembros -unos 5000 - posee la vía fotosintética C4, siendo los restantes C3. Además, dentro de las especies que siguen la vía fotosíntetica C4, pueden reconocerse 3 variantes bioquímicas diferentes (NADP-ME y PCK). En los trópicos y subtrópicos la vía C4 confiere a las Gramíneas ventajes adaptativas que son atribuibles al mecanismo bioquímico de concentración de CO2 que se produce en las hojas. La taxonomía y biología de los pastos indican que la diversificación que experimentaron los mecanismos fotosintéticos fue crucial en la historia evolutiva y radiación adaptativa de la familia; asimismo, puede inferirse que tal diversificación se desencadenó en respuesta a cambios naturales en el pasado, en las mismas variables climáticas que están siendo antropogénicamente alteradas en la actualidad: CO, temperatura y precipitaciones. En el marco aludido, surge la pregunta de cuáles serán las especies capaces de adaptarse -y prosperar- cuando la concentración de CO2 se duplique en la atmósfera y, a la par, cuáles serán aquellas que no sobrevivirán. Mientras que el incremento en los niveles de CO2 puede favorecer el desarrollo de los pastos C3 en un ambiente con "efecto invernadero", el concomitante aumento en la temperatura favorecerá sin duda la implementación de los que exhiban el mecanismo C4; además, los cambios en la cantidad, intensidad y estacionalidad de las precipitaciones también ejercerán su influencia en la distribución relativa de las especies C3 y C4. El análisis empírico de las interrelaciones entre las variables climáticas y la distribución actual de los pastos C3 y C4 -incluidas las 3 variantes conocidas de estos últimos-, junto a modelos de cambio global, permiten predecir la distribución que, en el futuro, pueden llegar a tener los pastos en un escenario que exhiba un cambio climático determinado. Es por ello que, en este proyecto, se propone analizar, en el centro y norte de Argentina, la distribución actual de Gramíneas C3 y C4 y su relación con variables climáticas, con la intención de predecir la posible respuesta de los pastos ante determinados cambios climáticos utilizando modelos globales tales como el GIS o similares.

Estudios genéticos con materiales inéditos de centeno (Secale cereale L.)

El centeno es uno de los más importantes recursos forrajeros en nuestra región. Su adaptabilidad a un amplio rango de condiciones climáticas y edáficas y su tolerancia al frío y a plagas y enfermedades lo hacen indispensable en el sistema de explotación ganadera extensiva como verdeo invernal. El mejoramiento genético se basa en la aplicación de la selección masal o en la obtención de variedades sintéticas para aprovechar los efectos genéticos aditivos que son los que prevalecen en los componentes de la producción de forraje, como número y tamaño de tallos y hojas, altura, etc. Las variedades sintéticas se desarrollan a partir de líneas endocriadas elegidas como progenitoras en base a pruebas previas de aptitud combinatoria general. El proyecto tiene cuatro objetivos específicos que se prueban con sendos ensayos usando material inédito a fin de determinar su valor para el uso comercial. Consiste en dos selectas derivadas del cv. Manfredi Suquía INTA por selección masal y de seis líneas obtenidas por endocría forzada durante más de veinte generaciones. Se determinará el valor de las selectas por su reacción a la heterogeneidad ambiental creada por medio de un experimento para probar tres factores: 2 tamaños de grano, 2 fechas de siembra y 2 tratamientos, con y sin fertilización más riego. En el caso de las líneas, se evaluarán progenies derivadas de policruzamientos y cuatro híbridos de azar con sus diferentes combinaciones de las seis líneas. Por último, cada línea es analizada por su contenido de algunas isozimas para conocer el nivel de homocigosis alcanzado.

Caracterización de variedades y portainjertos de duraznero (Prunus persica (L) Batsch), mediante compuestos bioquímicos

El duraznero (Prunus persica (L) Batsch) presenta un gran número de cultivares y éste se acrecienta constantemente debido al intenso trabajo de mejoramiento genético al que es sometido. La metodología para la caracterización e identificación de los cultivares desde el punto de vista legal, es la basada en el estudio de los caracteres pomológicos (morfológicos y agronómicos). La UPOV ha elaborado una serie de descriptores para la mayoría de los frutales. Dicha metodología a veces presenta problemas debido a la gran similitud de los tipos estudiados por su cercanía genética y a la variación que tales caracteres pueden presentar debido a la influencia de las condiciones del medio. Por ello existe un gran interés en métodos alternativos o complementarios para la caracterización. Entre ellos el estudio de ciertos compuestos bioquímicos (proteínas e isoenzimas), han demostrado ser muy interesante para tal objetivo. Se propone el estudio de distintas isoenzimas en diferentes órganos de la planta, con el fin de lograr su caracterización. Objetivos: El objetivo general del presente trabajo es la caracterización bioquímica de las variedades y portainjertos del duraznero. Los objetivos específicos son: Objetivo 1. Caracterización de cultivares de duraznero mediante extracto de tallos. Subobjetivo 1.A. Distintas fechas de muestreo. 1.B. Distintas isoenzimas. 1.C. Elaboración de datos. Objetivo 2. Caracterización de cultivares de duraznero mediante extractos de hojas. Subobjetivo 2.A. Distintas fechas de muestreo. 2.B. Distintas isoenzimas. 2.C. Elaboración de datos. Objetivo 3. Caracterización de portainjertos para el duraznero mediante extractos de tallos y hojas. Subobjetivo 3.A. Distintas fechas de muestreo. 3.B. Distintas isoenzimas. 3.C. Elaboración de datos. El presente proyecto se inserta dentro de las investigaciones más avanzadas en la búsqueda de métodos alternativos a la caracterización morfológica para la taxonomía de las distintas especies vegetales por parte de numerosos laboratorios internacionales. La importancia práctica de un método de identificación bioquímica es la posibilidad de disponer de una metodología sencilla y al mismo tiempo fiable que nos permite certificar el material viverístico.

Caracterización de un geminivirus que afecta al cultivo de soja

El cultivo de soja es uno de los más importantes en nuestro país y las exportaciones de soja han llegado a aportar un monto superior al 50% de los ingresos por exportaciones que genera el sector agrícola, lo que se traduce en una entrada de divisas al país superior a los 2.500 millones de dólares anuales. Entre el 8 y 10% de la producción de este cultivo puede llegar a perderse debido a distintas enfermedades, entre las que se incluyen los virus. Durante las últimas campañas agrícolas, se detectaron en lotes de producción de soja de plantas con síntomas de enanismo, mosaico, severo ampollado y deformación de hojas. Se pudo comprobar que los mismos eran producidos por un virus transmitido por moscas blancas y pertenecientes al grupo de Geminivirus. Objetivos generales: * Aislamiento y caracterización biológica y molecular del geminivirus que afecta la soja. * Evaluación de la incidencia del virus en cultivos de soja y de su efecto sobre el rendimiento, estudios de la epidemiología y evaluación del comportamiento de cultivares y líneas precomerciales de interés frente a infecciones naturales. Objetivos específicos: * Evaluación de la incidencia del virus en cultivos de soja. * Caracterización biológica a través de Rango de hospedantes. * Caracterización de la partícula viral: purificación del virus, determinación de la forma y tamaño de la partícula, del peso molecular de la cápside proteica, aislamiento y caracterización del ácido nucleico. * Identificación de malezas y especies cultivadas o silvestres que puedan actuar como reservorios del mismo. * Evaluar el comportamiento de cultivares y líneas precomerciales de interés frente a las infecciones virales.

Eficiencia de controladores biológicos (Hymenoptera) de Liriomyza huidobrensis (Diptera: Agromyzidae) en función del ambiente

El presente proyecto propone el estudio de la eficiencia de los controladores biológicos de minadores de hojas de la familia Agromyzidae en Córdoba, desde esta nueva perspectiva de análisis. Esta familia de fitófagos reúne especies que han sido mencionadas como importantes plagas primarias, causando pérdidas varias veces millonarias en diversos países del mundo y también como plagas secundarias, que surgen por la aplicación de insecticidas contra otras plagas. El estudio de Agromyzidae minadores de hojas, sus parasitoides y sus plantas hospedadoras, iniciado en Córdoba por el grupo de la Dra. G. Valladares en 1992, ha permitido recabar información básica sobre el sistema. Actualmente se conoce con bastante detalle, la dinámica y estructura de las comunidades de minadores y sus parasitoides en distintos ambientes de la Provincia de Córdoba. En agroecosistemas de la región, una especie de agromícido ( Liriomyza huidobrensis ) ha pasado de representar una plaga secundaria a constituirse en plaga real de varios cultivos fundamentalmente hortícolas. Dada la densidad elevadísima observada en los cultivos de haba y acelga, se ha concentrado la atención desde 1995 en esta especie, al considerar importante la aplicación de los conocimientos obtenidos en el sistema. Teniendo en cuenta que las nuevas tendencias destinados a encontrar controladores biológicos más eficientes se ha sugerido que una de las especies parasíticas: O. Scabriventris ( Hymenoptera : Brancoide ), constituye un promisorio agente regulador de las poblaciones de Liriomyza huidobrensis en cultivos de Córdoba. Objetivo general: * Estudiar la eficiencia de controladores biológicos en relación a características del ambiente en que se desarrollan (hospedador/planta/hábitat) con énfasis en aspectos relevantes al manejo de plagas. Objetivos específicos: * Estudiar el rendimiento de O. Scabriventris y de otros parasitoides de L. huidobrensis dependiendo de la planta en que el minador se desarrolla. * Reunir evidencia experimental a campo, en cuanto a la eficiencia de Opius scabriventris y otros controladores biológicos dominantes, en función de las características ambientales (planta/hábitat)

Estudio del patosistema geminivirus-moscas blancas, Bemisia tabaci (Hemiptera Aleyrodidae) en cultivos de soja. Study of the geminivirus-whiteflies Bemisia tabaci (Hemiptera Aleyrodidae) pathosystem in soybean crops.

La soja es la especie oleaginosa de mayor importancia y consumo en el mundo. Su cultivo se efectúa en aproximadamente 50 países, aunque el 90 por ciento de la producción está concentrada en: Estados Unidos (40 por ciento), Brasil (24 por ciento), Argentina (18 por ciento) y China (8 por ciento). En nuestro país durante la campaña agrícola 2006/07 se alcanzaron 15.981.264 ha y 47.482.784 t. Actualmente, ocupa una amplia zona ecológica, desde los 23º a los 39º de latitud sur y la región pampeana, con cerca del 90 por ciento de la superficie sembrada en las provincias de Santa Fe (28.5 por ciento), Córdoba (28 por ciento) y Buenos Aires (23 por ciento) es la principal productora. Entre los factores que limitan la producción de este cultivo se encuentra el patosistema begomovirus - mosca blanca (Bemisia tabaci Gennadius), que causa pérdidas económicas, al reducir los rendimientos y calidad de los productos obtenidos y aumentar los costos de producción por el uso intensivo de insecticidas. La continua aplicación de agroquímicos para el control del insecto conlleva la selección de individuos resistentes en la población, que puede verse acelerada si se tiene en cuenta que, durante el ciclo de cultivo, se desarrollan varias generaciones. Además, formas inmaduras y adultos se alojan en el envés de las hojas y la acción de los insecticidas es menos eficaz. Ante esto, los agricultores aumentan el número y frecuencia de las aplicaciones, con lo que se incrementa la presión de selección en las poblaciones, favoreciendo el surgimiento de estirpes resistentes. El control químico resulta antieconómico y genera un severo peligro ambiental, con perjuicios para la salud humana y animal. Por lo tanto, resulta imprescindible la búsqueda de formas alternativas de control de la plaga y de los virus que transmite, a través del manejo integrado sustentable, dentro del cual se destacan la resistencia de la planta hospedante (HPR) y el empleo de métodos culturales. Con respecto a los geminivirus, como primer paso en la búsqueda de resistencia, es de gran importancia identificar las especies y/o razas que se encuentran infectando al cultivo de soja. Además, se presupone la existencia de fuentes de resistencia a moscas blancas en germoplasma de soja y, por ende, a los begomovirus que transmiten y que es posible la caracterización de los mecanismos que confieren dicha resistencia. En base a la problemática expuesta se proponen los siguientes objetivos de trabajo:- Aislar y caracterizar molecularmente a las nuevas especies y/o razas de begomovirus detectadas en cultivos de soja y ajustar las técnicas que permitan su identificación.- Detectar y caracterizar los mecanismos de resistencia, antixenosis, antibiosis o ambas, frente a la mosca blanca B. tabaci en distintos cultivares de soja. Para cumplimentar tales objetivos se efectuará el clonado y secuenciación del genoma completo de los diferentes begomovirus detectados; serán ajustadas técnicas de hibridación molecular con marcado no radioactivo y producidos clones infecciosos que, posteriormente, se emplearán para inocular distintas especies (rango de hospedantes). Por otro lado, se tratará de detectar y caracterizar fuentes de resistencia a B. tabaci en germoplasma de soja (cultivares comerciales y líneas en proceso avanzado de mejoramiento). Como primer paso se efectuará la cría de la mosca blanca bajo condiciones controladas.Se medirán variables indicadoras de antibiosis (en condiciones de no elección o alimentación forzada): número de huevos, ninfas y adultos, tasa de mortalidad, duración del ciclo biológico, longevidad y peso de insectos adultos. Complementariamente se determinará antixenosis (en condiciones de libre elección): índice de atracción y preferencia para la oviposición y su correlación con el número de tricomas foliares. Los resultados del proyecto serán de inmediata transferencia a fitotecnistas, semilleros y sector productivo en general, permitiendo la reducción de pérdidas significativas ocasionadas por begomovirus y por su vector.

Determinación química del aceite esencial de Schinus areira L. (Aguaribay) y su actividad antioxidante.

INTRODUCCIÓN: Durante su evolución, las plantas han desarrollado un sistema químico de defensa con el fin de combatir el estrés del medio ambiente utilizando sus metabolitos secundarios. De todos los productos químicos secundarios sintetizados por las plantas, los terpenos han contribuido significativamente al desarrollo de nuevos compuestos y son producidos por una gran variedad de plantas, algunos animales (insectos y organismos marinos) y microorganismos. Son abundantes en frutas, cereales, verduras y flores, en musgos, algas y líquenes y son un componente importante de las resinas de las plantas, constituyendo uno de los grupos más amplios de fitonutrientes. Los terpenos son los principales componentes de los aceites esenciales de las plantas aromáticas y tienen gran actividad biológica y actúan como antioxidantes protegiendo los lípidos del ataque de radicales libres de especies del oxígeno, como oxígeno singlete, y radicales hidroxilo, peróxido y superóxido. OBJETIVO GENERAL. Determinar la composición química del aceite esencial de S. areira y la actividad anti-oxidante de la fracción rica en terpenos hidrocarburos y sus componentes mayoritarios, en un modelo experimental de pulmón de ratón. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: a) Obtener el aceite esencial a partir de hojas de S. areira; b) Identificar y cuantificar los terpenos presentes en el aceite esencial de S. areira; c) Separar la fracción mayoritaria del aceite esencial (AE) (terpenos hidrocarburos); d)Detectar a nivel pulmonar los posibles efectos anti-oxidante de la administración intraperitoneal (i.p.) de la fracción de hidrocarburos obtenidas del aceite esencial de S. areira y de sus componentes mayoritarios, en un modelo inflamatorio. MATERIALES Y METODOS: 1) Obtención de las muestras de S. areira: Serán recolectada en la localidad de Mendiolaza, Córdoba. Un ejemplar de la misma será depositado en el Museo Botánico de la Fac. Cs. Ex. Fís. y Nat., UNC.2) Obtención del AE: El material vegetal será obtenido por destilación por arrastre por vapor de agua en un equipo tipo Clevenger modificado. 3) Fraccionamiento AE: Se separará la fracción mayoritaria del aceite que corresponde a la de los terpenos hidrocarburos con el fin de determinar su actividad biológica. Dicha separación se llevará a cabo por cromatografía en placa delgada (CCD) utilizando n-hexano o cloroformo como sistema de solvente para la fase móvil. También se determinará la actividad de los compuestos mayoritarios, los cuales serán obtenidos de muestras comerciales (ICN Pharmaceuticals) y para el caso de los que no estén disponibles en el comercio, serán aislados por técnicas cromatográficas. 4) Identificación y cuantificación de los terpenos del AE:Para la cuantificación de los terpenos, se realizará un análisis por cromatografía gas-liquido-espectrometría de masas (GC-MS) empleando un equipo Perkin Elmer Q600 equipado con detector de ionización de llama, con una columna capilar Elite-wax (Crossband-PEG) (60m x 0. 25 mm ID x 0. 25 µm df). La interpretación de los espectros de masas se realizará utilizando una biblioteca Adamns, NIST y por comparación con espectros similares tomados de bibliografía. 5) Inducción de inflamación con LPS y tratamiento con una fracción del AE de S. areira: Se procederá a la instilación nasal de LPS (1,67µg/Kg de peso corporal) y a las 2hs, la administración intraperitoneal de la fracción hidrocarbonada de AE (300 mg/Kg) y se determinará a las 3hs: TNF-α; infiltrado celular y dienos conjugados en muestras obtenidas en lavado bronqueo-alveolar en pulmón de ratón. 6) Genotoxidad: Se utilizará Allium cepa L. para evaluar aberraciones cromosómicas. Estadística : Se analizarán los datos con ANAVA: no paramétrico con Kruskal Wallis y Dunn a posterior (InfoStat, 2010). De los resultados se espera obtener un perfil químico de los terpenos hidrocarbonados de S. areira y evaluar su posible acción antioxidante.

Respuesta de los sistemas planta-fitófago-parasitoide a condiciones microambientales en hábitats naturales y urbanos

Uno de los mayores desafíos de la ecología será predecir las posibles consecuencias del cambio climático sobre los organismos biológicos y proponer medidas que las suavicen. Es de esperar que los cambios climáticos provoquen la extinción de especies sensibles, a través de la disminución de su éxito reproductivo, la reducción de la cantidad y accesibilidad a hábitats adecuados, y también indirectamente por la eliminación de los recursos esenciales para su supervivencia. En un contexto de cambio climático global, el objetivo general de este proyecto es comprender los efectos de las condiciones microambientales sobre sistemas planta-herbívoro-parasitoide, en ambientes naturales y urbanos. Para ello estudiaremos las relaciones entre plantas, minadores de hojas y sus parasitoides considerando las diversas condiciones microambientales en donde el sistema se desarrolla. En ambientes nativos se prevé el estudio de dichos sistemas en tres ubicaciones del bosque (interior, bordes con orientación norte y bordes con orientación sur), analizando la identidad y abundancia de las especies, y los niveles de herbivoría y parasitismo. También se realizarán experimentos de laboratorio para analizar los niveles de herbivoría que sufran hojas obtenidas en cada una de las ubicaciones, a fin de conocer si poseen diferencias que puedan ser detectadas por los insectos, y se analizarán también posibles diferencias en la dureza de las hojas y su contenido de nitrógeno y carbono. En ambientes urbanos se estudiará la ocurrencia y grado de herbivoría de un minador de hojas asociado al “jacarandá”, árbol común en veredas de la ciudad de Córdoba, asi como la incidencia de sus parasitoides. Se relacionarán las variables biológicas con variables ambientales a nivel de sitio, tales como temperatura, tráfico vehicular, distancia al centro geográfico e “índice verde”, tomado a partir de imágenes satelitales. Los datos obtenidos a partir de los muestreos de campo en ambientes nativos serán analizados mediante modelos lineales generalizados que contemplen la dependencia de los microhábitats por localidad. Las variables obtenidas en experimentos en laboratorio serán analizadas mediante ANOVA con medidas repetidas o Test de Kruskall-Wallis. Los datos provenientes de ambientes urbanos serán analizados mediante regresiones logísticas para determinar la probabilidad de ocurrencia del minador, asi como los niveles de herbivoría y parasitismo en los diversos árboles estudiados. Se incluirán en el modelo todas las variables de urbanización anteriormente mencionadas así como la densidad de árboles en el sitio.

Especies nativas del Centro de Argentina: potencial agroindustrial y perspectivas para la producción de energía y biocombustibles

La región centro de Argentina posee una elevada riqueza de especies nativas y endémicas, con potencial valor agroindustrial. Flourensia campestris y F. oolepis (Asteraceae), conforman comunidades denominadas "chilcales". Son reconocidas por sus usos tradicionales como aromática, tintórea, medicinal y para leña -en especial raíz- y presentan potencial aplicación en la agroindustria como insecticida, antimicrobiana, antifúngica y aleloquímica. Trabajos realizados en nuestro laboratorio con extractos acuosos de hojas secas de F. campestris demostraron un potente efecto herbicida sobre semillas de Lactuca sativa. Mediante el fraccionamiento biodirigido por CC y técnicas espectrales (GC-MS, IR, 1H-RMN, 13C-RMN, 2D-RMN) se pudo identificar la estructura molecular del ácido hamanásico ((4S, 8S)–7–carboxi–8–hidroxi- 1(2), 12(13)-dien-bisaboleno). Su presencia en F. campestris, y su actividad biológica, no habían sido descriptos con anterioridad y sugieren un potencial herbicida natural. En ambas especies se puede apreciar a simple vista su alto contenido en resinas, compuestos propuestos para reemplazar a los hidrocarburos en la fabricación de pinturas, pegamentos y adhesivos. Estudios preliminares en nuestro laboratorio señalan un contenido de entre un 20-40 % de resinas en la biomasa aérea de Flourensia, sin embargo, no existen al presente estudios sobre su composición química ni sobre su potencial aplicación industrial. Por otro lado, el desarrollo de cultivos energéticos, para la generación de electricidad por combustión de biomasa, constituye uno de los objetivos principales dentro de las políticas de energías renovables a nivel nacional (programa GENREN) y mundial. Las especies con mayor aptitud deben poseer altas tasas de crecimiento y un alto grado de tolerancia de adversidades bióticas y abióticas, lo que permitiría cultivarlos en áreas marginales para la agricultura tradicional, hechos que coinciden con las especies de Flourensia en estudio. Asimismo, el tratamiento térmico o pirólisis de biomasa proveniente de la agricultura es una de las alternativas de reutilización de la misma con distintos fines. Este pasivo ecológico puede ser transformado en productos de alto valor agregado. En base a lo expuesto, el objetivo general de este proyecto es investigar en las dos especies vegetales endémicas de Argentina y abundantes en la provincia de Córdoba, las características de los metabolitos secundarios en relación a su potencial aplicación agroquímica (herbicidas naturales), la composición de sus resinas para uso industrial y su rendimiento como materia prima de alta densidad energética para la cogeneración de electricidad y producción de biocombustible, en función del desarrollo de una agricultura sustentable. Para ello, el proyecto propone incrementar el rendimiento de la purificación de ácido hamanásico e identificar y cuantificar su presencia en otros órganos de F. campestris y en F.oolepis, con el objetivo de evaluar su efecto herbicida, mediante bioensayos en cápsulas de Petri, en especies cultivables y malezas. Los usos potenciales de las resinas se estudiarán en base a la identificación de sus compuestos químicos mediante su extracción y análisis espectrales (CG-MS). A través de la determinación del poder calorífico, contenido de cenizas y de nitrógeno de la biomasa aérea de las especies, se evaluará su rendimiento energético para emplear como biocombustible sólido en la cogeneración eléctrica, mientras que con la aplicación del método fast pyrolysis y análisis por CG-MS, se determinará su aplicación o su posterior modificación de acuerdo a las características del bio-oil deseado. El destino energético de las especies propuestas permitiría iniciar de manera rápida la etapa de domesticación y puesta en cultivo, y avanzar en el desarrollo de aplicaciones industriales más sofisticadas, como el aprovechamiento de sus propiedades bioactivas o el desarrollo de productos industriales basados en sus metabolitos secundarios.

Especies nativas del Centro de Argentina: potencial agroindustrial y perspectivas para la producción de energía y biocombustibles

La región centro de Argentina posee una elevada riqueza de especies nativas y endémicas, con potencial valor agroindustrial. Flourensia campestris y F. oolepis (Asteraceae), conforman comunidades denominadas "chilcales". Son reconocidas por sus usos tradicionales como aromática, tintórea, medicinal y para leña -en especial raíz- y presentan potencial aplicación en la agroindustria como insecticida, antimicrobiana, antifúngica y aleloquímica. Trabajos realizados en nuestro laboratorio con extractos acuosos de hojas secas de F. campestris demostraron un potente efecto herbicida sobre semillas de Lactuca sativa. Mediante el fraccionamiento biodirigido por CC y técnicas espectrales (GC-MS, IR, 1H-RMN, 13C-RMN, 2D-RMN) se pudo identificar la estructura molecular del ácido hamanásico ((4S, 8S)–7–carboxi–8–hidroxi- 1(2), 12(13)-dien-bisaboleno). Su presencia en F. campestris, y su actividad biológica, no habían sido descriptos con anterioridad y sugieren un potencial herbicida natural. En ambas especies se puede apreciar a simple vista su alto contenido en resinas, compuestos propuestos para reemplazar a los hidrocarburos en la fabricación de pinturas, pegamentos y adhesivos. Estudios preliminares en nuestro laboratorio señalan un contenido de entre un 20-40 % de resinas en la biomasa aérea de Flourensia, sin embargo, no existen al presente estudios sobre su composición química ni sobre su potencial aplicación industrial. Por otro lado, el desarrollo de cultivos energéticos, para la generación de electricidad por combustión de biomasa, constituye uno de los objetivos principales dentro de las políticas de energías renovables a nivel nacional (programa GENREN) y mundial. Las especies con mayor aptitud deben poseer altas tasas de crecimiento y un alto grado de tolerancia de adversidades bióticas y abióticas, lo que permitiría cultivarlos en áreas marginales para la agricultura tradicional, hechos que coinciden con las especies de Flourensia en estudio. Asimismo, el tratamiento térmico o pirólisis de biomasa proveniente de la agricultura es una de las alternativas de reutilización de la misma con distintos fines. Este pasivo ecológico puede ser transformado en productos de alto valor agregado. En base a lo expuesto, el objetivo general de este proyecto es investigar en las dos especies vegetales endémicas de Argentina y abundantes en la provincia de Córdoba, las características de los metabolitos secundarios en relación a su potencial aplicación agroquímica (herbicidas naturales), la composición de sus resinas para uso industrial y su rendimiento como materia prima de alta densidad energética para la cogeneración de electricidad y producción de biocombustible, en función del desarrollo de una agricultura sustentable. Para ello, el proyecto propone incrementar el rendimiento de la purificación de ácido hamanásico e identificar y cuantificar su presencia en otros órganos de F. campestris y en F.oolepis, con el objetivo de evaluar su efecto herbicida, mediante bioensayos en cápsulas de Petri, en especies cultivables y malezas. Los usos potenciales de las resinas se estudiarán en base a la identificación de sus compuestos químicos mediante su extracción y análisis espectrales (CG-MS). A través de la determinación del poder calorífico, contenido de cenizas y de nitrógeno de la biomasa aérea de las especies, se evaluará su rendimiento energético para emplear como biocombustible sólido en la cogeneración eléctrica, mientras que con la aplicación del método fast pyrolysis y análisis por CG-MS, se determinará su aplicación o su posterior modificación de acuerdo a las características del bio-oil deseado. El destino energético de las especies propuestas permitiría iniciar de manera rápida la etapa de domesticación y puesta en cultivo, y avanzar en el desarrollo de aplicaciones industriales más sofisticadas, como el aprovechamiento de sus propiedades bioactivas o el desarrollo de productos industriales basados en sus metabolitos secundarios.

Inducción sistémica de la biosintesis de metabolitos secundarios en plantas aromáticas mediada por rizobacterias. Systemic induction of secondary metablolites biosynthesis in aromatic plants by rhizobacteria.

El uso de microorganismos como inoculantes para incrementar la disponibilidad y toma de nutrientes por parte de los cultivos, es una nueva tecnología que ha dado buenos resultados, observándose un incremento en la emergencia, vigor, mayor desarrollo en la parte aérea y de raíces, registrándose aumentos considerables de los rendimientos en cultivos de interés comercial. Esto es debido a que los microorganismos PGPR (Plant Growth promoting rhizobacteria) sintetizan ciertas sustancias reguladoras del crecimiento como giberelinas, citoquininas y auxinas; las cuales estimulan la densidad y longitud de los pelos radicales, aumentando así la cantidad y longitud de las raíces de los vegetales. Así, se incrementa la capacidad de absorción de agua y nutrientes, haciendo que las plantas sean más vigorosas, productivas y tolerantes a condiciones climáticas adversas, como sequías o heladas. Otro factor benéfico es que ciertos microorganismos solubilizan nutrientes poco móviles en el suelo como el caso del fósforo, segundo nutriente, después del nitrógeno en importancia para el crecimiento de los cultivos. Estos microorganismos también tienen una función muy importante en el control natural de agentes patógenos, a través de la inducción del sistema de defensa en las plantas, aumentando su resistencia a enfermedades, a través de la producción de compuestos bacterianos como antibióticos y sideróforos. Los variados mecanismos mediante los cuales la acción PGPR se lleva a cabo no son plenamente conocidos y, por lo tanto, es necesario determinar con precisión su efecto particular en la biología de la planta beneficiada. Las plantas aromáticas y medicinales inoculadas con microorganismos (rizobacterias) registran un incremento en varios parámetros de crecimiento vegetal (peso fresco parte aérea, peso seco de raíz, número de hojas, etc) y en el rendimiento de aceite esencial (AE). El aumento de la síntesis, y la variación de los porcentajes relativos de los componentes principales de AE en plantas aromáticas, como efecto de la inoculación, podría considerarse como una respuesta defensiva de la planta frente a la colonización de microorganismos dado que varios AE poseen propiedades antimicrobianas. El incremento de estos metabolitos también se ha registrado como respuesta frente a la herbivoría. En el presente proyecto se propone dilucidar la existencia de una relación entre las defensas inducidas por rizobacterias con la producción de metabolitos secundarios en plantas aromaticas y medicinales. The use of microorganisms as inoculants to increase the availability and nutrient uptake by crops, is a new technology that has been successfully applied, with an increase in the emergence, vigor, greater development in the shoot and roots, recording significant increases in yields of crop with commercial interest. This is because microorganisms PGPR (Plant Growth Promoting rhizobacteria) synthesize certain growth regulating substances such as gibberellins, cytokinins and auxins, which stimulate the density and length of root hairs, increasing the number and length of roots. Thus, increase the capacity of absorbing water and nutrients, make the plants more vigorous, productive and tolerant to adverse climatic conditions such as drought or frost.Another beneficial factor is that some microorganisms solubilize nutrients mobile in the soil as the case of phosphorus, second nutrient after nitrogen important for plant growth. These organisms also have an important role in the natural control of pathogens through the induction of the plants defense system, increasing their resistance to disease through the production of compounds such as antibiotics and bacterial siderophores. The various mechanisms by which PGPR action takes place are not fully known and therefore it is necessary to accurately determine its particular effect on the biology of the specific plant benefit. Aromatic and medicinal plants inoculated with microorganisms (rhizobacteria) recorded an increase in several parameters of plant growth (shoot fresh weight, root dry weight, leaf number, etc) and essential oil yield (AE). The increase in the biosynthesis, and changes in the relative percentages of the main components of AE in aromatic plants inoculated with rizobacterias, could be regarded as a plant defense response against microbial colonization, since several AE have antimicrobial properties. The increase of these metabolites have also been recorded as a response to herbivory.

Producción de factores de virulencia por fitopatógenos bacterianos de soja. Utilización de productos naturales como biocontrol. Production of virulence factors by soybean bacterial phytopathogens. The use of natural products as biocontrolers.

En Argentina el cultivo de soja ocupa el primer lugar en superficie sembrada. El 90% de la producción se obtiene en la zona central del pais. La siembra directa favorece la multiplicación y supervivencia de fitopatógenos causantes de tizón y pústula bacterianos. El tizón es producido por Pseudomonas syringae pv. glycinea observándose manchas marrones en las hojas. Produce gran variedad de toxinas: coronatina, faseolotoxina, siringomicina, tabtoxina, proteínas “nucleation ice”, entre otras, las cuales contribuyen a la clorosis y necrosis. En la infección, además, están involucrados exopolisacáridos (levano y alginato). La celulosa ha sido relacionada en la adhesión bacteriana y en la formación de biofilm. La pústula es causada por Xanthomonas axonopodis pv. glycines. Produce manchas pequeñas con una pequeña pústula de color claro. Libera enzimas como α-amilasa, proteasa, endo β-mannanasa, actividad peptolítica, que degradan componentes vegetales. Xantan, producido por X. axonopodis es uno de los componentes necesarios para la formación de biofilm. Este último es considerado un importante factor de virulencia porque proporciona una estrategia de colonización que otorga mayor resistencia a ambientes desfavorables, tolerancia a antimicrobianos, producción de metabolitos y exoenzimas, etc. Actualmente el control de bacterias fitopatógenas se realiza mediante pesticidas con alta toxicidad para los consumidores y el ambiente. Para evitar las bacteriosis en la práctica se sugiere la rotación de cultivos y utilizar semillas certificadas. Se están probando compuestos naturales derivados de plantas medicinales como pesticidas; estos se pueden dividir en varias categorías fitoquímicas. Varios estudios confirman la actividad antibacteriana, antifúngica y antiviral de estos productos. Extractos vegetales con alto contenido de flavonoides y aceite esenciales poseen una importante actividad antibacteriana. Además, algunos aceites esenciales podrían estar incidiendo en la liberación y/o producción de biofilm, exopolisacáridos y exoproteínas. La gran incidencia de las infecciones por fitopatógenos y las pérdidas económicas que estas acarrean hacen que su control presente grandes dificultades para la agricultura sustentable en soja de nuestro país. En este trabajo se propone estudiar los diferentes factores de virulencia de cepas bacterianas fitopatógenas y evaluar el rol que cumplen en el proceso de la enfermedad en cultivos de soja y desarrollar estrategias para el control de bacteriosis vegetales aplicando productos naturales aislados de plantas aromáticas. La correcta utilización de productos antimicrobianos de origen natural aplicados sobre el cultivo y/o sobre las semillas evitaría la dispersión de la enfermedad y la eliminación al medio ambiente de productos contaminantes no deseados. In Argentina, soybean cultivation occupies the first place; 90% of this cereal is produced in the central region of the country. Intensive tillage practices favour multiplication and survival of bacterial phytopathogens causing blight and pustule diseases. Pseudomonas syringae pv. glycinea produce several toxins like coronatine, faseolotoxine, siringomicine, tabtoxine and proteins of nucleation ice that contribute to the develop of chlorosis and necrosis, characteristic of bacterial blight. It also produces levan and alginate, cellulose and biofilm. Pustule disease is caused by Xanthomonas axonopodis pv glycines, which produce enzymes like α-amilase, protease, endo β-mannanase, peptolitic activity, xanthan and biofilm. Nowadays the control of phytopathogenic bacteria consists in the application of pesticides that are toxic for the environment and man. Natural products from medicinal plants are a new alternative for the treatment of phytopathogens. Researches made with phytochemical compounds (flavonoids, phenols, quinones, cummarines, essential oils, terpenes) support the antimicrobial activity of these natural products. What is more, these substances could suppress the biofilm, exoproteins and exopolisaccharides formation and release of them. The infections caused by phytopathogens provoke economical loses and its control presents big difficulties in our country. The proposal of this work is the characterization of phytopatoghenic strains, its virulence factors and the role they play in the disease process. The development of a new alternative for the control of vegetable bacteriosis using natural products obtained from aromatic plants and the correct application of them on sown fields or on seeds is also an objective in this work.