Búsqueda de compuestos obtenidos a partir de plantas nativas y naturalizadas del centro de argentina con acción inhibidora de bacterias, enzimas asociadas a patologías y bombas de resistencia a multidrogas (mdr).

Las infecciones bacterianas están en franco aumento por diversas razones, en especial por la aparición de resistencia a los antibióticos comerciales. Por otro lado, los inhibidores de acetilcolinesterasa, los cuales son utilizados para el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer, presentan inconvenientes asociados a su toxicidad. Los inhibidores de tirosinasa son utilizados como agentes terapeúticos, cosméticos y como aditivos alimentarios, por lo que su búsqueda es de alta relevancia. El cáncer es una patología que se cobra numerosas vidas anualmente. Se han caracterizado tres subfamilias de proteínas MAPK en los vertebrados cuya desrregulación implica la aparición de numerosos tipos de cáncer: JNK, el grupo de las quinasas p38 y las proteínas ERK. Una activación y/o inhibición combinada de estas tres vías conduciría a encontrar nuevos agentes terapéuticos para el control de determinados tipos de tumores. En otro aspecto relacionado al cáncer y sus terapias, muchas drogas antitumorales convencionales corren el riesgo de perder protagonismo debido a su deteriorada eficacia. Esto se atribuye fundamentalmente al hecho de que las células cancerígenas han desarrollado resistencia contra ellas debido a la sobre-expresión de bombas de resistencia a multidrogas (MDR). La inhibición de estas bombas se traduce en un aumento de la eficacia de las quimioterapias. Las plantas son capaces de sintetizar compuestos con diferentes bioactividades los cuales pueden ser aprovechados por el hombre para la obtención de nuevos agentes terapeúticos. Es nuestro objetivo encontrar nuevas sustancias obtenidas a partir de plantas nativas y naturalizadas del centro de Argentina efectivas para inhibir bacterias, enzimas asociadas a patologías y MDR. Estos productos pueden llevar a nuevos medicamentos fitoterápicos o a novedosos líderes para la síntesis de análogos.

Estudio y caracterización de compuestos orgánicos volátiles en plantas medicinales y aromáticas.

Se realiza el estudio y caracterización quí­mica de la fracción orgánica volátil (COVs) presente en plantas Medicinales y Aromáticas, mediante la utilización de la Microextracción en Fase Sólida (SPME) y posterior análisis cuali-cuantitativo por Cromatografí­a Gaseosa adosada a un Espectrómetro de Masas (GC-MS). A través del estudio y caracterización de los compuestos orgánicos volátiles presentes, se busca establecer similitudes y diferencias en especí­menes de flora autóctona perteneciente al mismo género pero de diferentes especies. En el caso de plantas aromáticas usadas en tecnologí­a de alimentos, se realizan también estudios sensoriales para investigar posibles correlaciones entre la aceptación por parte de consumidores y la composición de volátiles de las mismas. Además de esto, se trata de establecer las mejores condiciones de conservación y almacenamiento de aquellas plantas aromáticas que poseen importancia económica, evaluando así­ la estabilidad de los COVs responsables de las caracterí­sticas aromáticas, durante el proceso de conservación y almacenamiento

Búsqueda de controladores naturales de insectos, hongos y malezas a partir de plantas nativas de Argentina.

Los productos sintéticos destinados a controlar plagas y enfermedades en los vegetales han tenido un rol muy marcado en el incremento de la producción agrícola, sin embargo el uso continuo e indiscriminado de estas sustancias, ha causado enfermedades, muertes por envenenamiento, ha afectado al medio ambiente acumulándose por bioconcentración en los distintos eslabones de la cadena alimenticia, en el suelo y en el agua, siendo además responsables de la resistencia de distintas plagas y enfermedades. Debido a estos problemas resulta necesario el estudio de nuevas vías de control de plagas. En los últimos años se está retornando al uso de las plantas como fuente de pesticidas más seguros para el medio ambiente y la salud humana en sustitución de los productos sintéticos. Numerosos componentes del reino vegetal han demostrado ser altamente tóxicos contra un amplio espectro de insectos y microorganismos, lo que puede ser aprovechado para el control de los mismos. Con el objeto de descubrir sustancias naturales pesticidas, a partir de plantas autóctonas de la zona Central de Argentina, que tengan alta probabilidad de ser incorporadas a prácticas y usos agronómicos, se propone realizar un estudio de la potencialidad pesticida de plantas de la Provincia de Córdoba, en dos etapas: 1) detección de insecticidas, herbicidas y fungicidas (contra dos especies por bioactividad) naturales en 80 plantas de Argentina; y 2) aislamiento bioguiado e identificación de los principios activos; caracterización de la bioactividad (espectro de acción

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.

Selección de genotipos del olivar de la provincia de Córdoba de comportamiento promisorio en suelos infestados con Verticillium dahliae

La verticilosis es una de las enfermedades de mayor impacto en el cultivo del olivo debido a las pérdidas económicas que ocasiona y a las dificultades para su control. La importancia de los daños depende de la susceptibilidad del cultivar y de la virulencia del patotipo, defoliante (T1) o no defoliante (SS4). El uso de genotipos de mejor comportamiento ante la presencia del hongo en el suelo es una de las estrategias para enfrentar esta problemática. Si bien en nuestro país existe la cepa no defoliante, se desconoce si la cepa defoliante ha ingresado recientemente con el material importado desde la cuenca del Mediterraneo donde la misma está difundida. A fin de contribuir a la sustentabilidad del cultivo del olivo en la provincia de Córdoba, el objetivo del proyecto consiste en seleccionar genotipos de olivo de comportamiento promisorio frente V. dahliae. Plantas asintómaticas de huertos infectados serán analizadas y evaluadas en su respuesta frente a inoculaciones con cepas detectadas a campo. Cebadores específicos se usarán para la detección de los patotipos presentes en las áreas del estudio. Marcadores moleculares microsatélites serán utilizados para la caracterización de los genotipos de olivo promisorios..

PRODUCCIÓN DE BIOMASA FORESTAL, FORRAJERA Y CAPACIDAD SUSTENDORA ANIMAL EN SISTEMAS SILVOPASTORILES DE LA LLANURA ONDULADA Y SIERRA DE COMECHINGONES EN EL CENTRO DE ARGENTINA.

Identificación y caracterización del problema: En Córdoba la llanura ondulada y la sierra de comechingones los problemas ambientales y productivos han comenzado manifestarse. En la llanura ondulada, 700.000 has de tierras se encuentran sujetas a severos procesos de erosión hídrica, generando perdida de suelos y disminución de la producción en los sistemas agrícolo-ganaderos. En la Sierra de Comechingones (300.000 ha), las plantaciones de pinos sobre pastizales naturales presentan escaso o nulo manejo silvicultural con lo que se obtiene madera de baja calidad y baja capacidad sustentadora animal cuando el pastoreo se practica en estas plantaciones. Objetivos generales: Validar funciones de crecimiento para la especie forestal Pinus elliottii y especies forrajeras en sistemas silvopastoriles con diferentes tratamientos siviculturales ((densidad de plantación, podas y raleos) destinados a obtener alta calidad de madera y capacidad sustentadora animal en la llanura ondulada y sierra de comechingones del centro de Argentina. Materiales y métodos: Para el desarrollo del trabajo se utilizaran dos módulos, uno situado en la llanura ondulada y otro en la sierra de Comechingones. El módulo silvopastoril de la llanura ondulada se encuentra en el campo de docencia y experimentación Pozo del Carril, ubicado a los 32° 58’ LS y 64° 40’ LO, a 550 m.s.n.m, Las situaciones que se evaluaran en este modulo serán: Pastoreo en callejones de 21 m, Pastoreo en callejones de 12m y un testigo sin árboles. Se aplicaran tratamientos de poda y raleo con la intensidad que corresponda a cada caso. El modulo silvopastoril en el ambiente sierra de comechingones se encuentra en el campo de experimentación y docencia “Las Guindas” ubicado a los 32° 35´ 9.64” S y 64° 43´ 66” O, a 1063 msnm. Las situaciones que se evaluaran en este modulo serán: Pastoreo en plantaciones (3x3 m), Pastoreo en plantaciones (3x4 m) y un testigo de pastizal serrano sin árboles. Se aplicaran tratamientos de poda y raleo con la intensidad que corresponda a cada caso. Para el cumplimiento de los objetivos propuestos un conjunto de determinaciones se realizaran en cada uno de los módulos propuestos: a)Determinación de volumen anual (m3/ha) de la especie leñosa Pinus elliottii . b) Parametrización y validación de una función de crecimiento de la biomasa forestal (m3/ha).. C) Estimación de la dinámica de crecimiento de copa de Pinus elliottii d) Determinación del grado de sombreamiento de Pinus elliottii para cada año del crecimiento e) Determinación de la producción de biomasa forrajera para diferentes posiciones del sistema silvopastoril g) Parametrización y validación de una función de producción de biomasa forrajera según grado de sombreamiento. h)Estimación de la capacidad sustentadora animal para los sistemas silvopastoriles bajo estudio. Resultados esperados: Sobre la base información secundaria y de los datos que se obtengan durante los dos años del estudio permitiran modelar la dinamica de la produccion de madera de calidad, cantidad y calidad de forraje y la capacidad sustentadora animal en silvopastoriles adaptados a la región de llanura ondulada y sierras de Córdoba, los que podrán ser utilizados para la definición de la tecnología de implantación y manejo silvícola de sistemas silvopastoriles para las condiciones ambientales semejantes a las del ensayo. Importancia del proyecto: Los resultados del proyecto permitirán enriquecer el conocimiento de los profesionales dedicados al asesoramiento tecnico y productores que buscan alternativas técnicas amigables con el ambiente como asi tambien el enriquecimiento de las bases teoricas que reciben alumnosde de grado y posgrado en asignaturas que abordan esta temática.

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.

Antioxidantes de matrices vegetales regionales concentrados con tecnologías de alto vacío

El objetivo general de este proyecto es el de estudiar la recuperación de nutracéuticos y antioxidantes a partir de orégano y romero, tanto evitando su perdida durante el procesamiento como mediante su extracción y concentración utilizando tecnologías eficientes y no contaminantes. Se fraccionarán los aceites esenciales y oleoresinas, por destilación molecular para obtener productos de alto contenido en nutracéuticos. Se estudiará la extracción-separación de nutracéuticos de un modo teórico-experimental. Se realizarán determinaciones experimentales de cada una de las operaciones, para distintos valores de las variables operativas más relevantes a efectos de estudiar su influencia y lograr la optimización de las operaciones. Se utilizarán los modelos de Redes Neuronales Artificiales para el modelado y optimizacion de las operaciones implementadas.

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.

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.

Evaluación de características biológicas, productivas y ambientales que condicionan el establecimiento y el rendimiento de marcela y poleo en condiciones silvestres y de cultivo

La vegetación silvestre de la provincia de Córdoba incluye plantas medicinales y aromáticas con valor ecológico, económico, social y cultural de donde surge la importancia de su uso sustentable. La demanda de las empresas es cubierta exclusivamente por la recolección silvestre, en su mayor parte proveniente de zonas marginales para la producción agrícola-ganadera. “marcela” [Achyrocline satureioides (Lam.) DC.] y “poleo” (Lippia turbinata Griseb.) son especies nativas y crecen en sierras y llanura de Córdoba con valor medicinal y aromatizante. Hoy en día la droga cruda de marcela y poleo que se comercializa es heterogénea, condicionando la calidad y cantidad del material con uso farmacológico e industrial. Ello depende en parte del genoma de la especie, de su interacción con el ambiente, y también de las prácticas de recolección. Es por ello que la industria demanda material cultivado, genéticamente homogéneo y de establecimientos donde se apliquen buenas practicas de manejo. Nuestra hipótesis es que el resultado de la interacción del genoma de marcela y de poleo con el ambiente, el disturbio y las practicas de manejo condiciona su establecimiento y rendimiento. Ello nos permite predecir que: las variables dependientes del genoma se expresarán al crecer distintas poblaciones en un mismo ambiente, y practicas de manejo que semegen condiciones ambientales de las poblaciones silvestres de mejor rendimiento permitirán obtener mayor rendimiento en cultivo. Nuestro objetivo general es evaluar en marcela y poleo las características biológicas, productivas y ambientales que condicionan su establecimiento y rendimiento en condiciones silvestres y de cultivo. Y los específicos para marcela y poleo son: Identificar las principales variables ambientales y de disturbio asociadas a su establecimiento y rendimiento en condiciones silvestres. Establecer buenas prácticas de recolección y rendimientos de referencia en condiciones silvestres. Identificar y evaluar de poblaciones silvestres con mayor establecimiento y sobrevivencia, y menor variabilidad de rendimento en condiciones de cultivo. Caracterizar el desarrollo y la arquitectura de las poblaciones en condiciones de cultivo. Se realizarán de censos de vegetación y la caracterización del ambiente abiótico, régimen de disturbio en sierras de Comechingones y Las Peñas (Córdoba). Caracterización de poblaciones de marcela y poleo: recuento de individuos, y registro del estado fenológico, altura y cobertura, y evaluación de biomasa y fitoquímica. Mantenimiento e instalación de experimentos factoriales (origen y densidad), y caracterización del desarrollo y arquitectura de marcela y poleo. Elaboración de protocolo de recolección y propagación. Los datos serán analizados mediante técnicas uni y multivariadas. En áreas de vegetación silvestre de la serranía se espera obtener: la distribución y abundancia de estas poblaciones; rendimientos de referencia para al menos 7 poblaciones de marcela y poleo; condiciones ambientales y de disturbio relacionados con la distribución, crecimiento y rendimiento; un protocolo de buenas prácticas de recolección; y un listado, distribución y abundancia de otras especies con uso medicinal y aromático. En cultivo se espera obtener: condiciones ambientales y de manejo asociadas al establecimiento y rendimiento de referencia de al menos 5 poblaciones de marcela y 3 poblaciones de poleo; y características del desarrollo y arquitectura de las poblaciones. Los organismos públicos y privados contaran con información sobre la distribución de marcela y poleo, y de las principales variables ambientales, de disturbio, recolección y manejo que condicionan su establecimiento y rendimiento en condiciones silvestres y en cultivo. Tanto recolectores como profesionales relacionados con la domesticación, comercialización o industrialización, dispondrán de criterios biológicos y productivos de referencia para evaluar la calidad y cantidad del material y así mejorar su valor comercial.

Evaluación de la interacción virus-hospedante-vector- endosimbiontes y su influencia en la transmisión del Mal de Río Cuarto en infecciones simples y mixtas con el Cereal Rhabdovirus.

El “Mal de Río Cuarto” es la enfermedad más importante del maíz en la Argentina. El agente causal es un fijivirus denominado Mal de Río Cuarto virus (MRCV). Se transmite únicamente a través de delfácidos (Hemiptera-Delphacidae) de forma persistente propagativa. Se han descripto diversas especies con demostrada capacidad vectora, entre ellos Delphacodes kuscheli Fennah y Toya propinqua Fieber. La primera es de gran importancia tanto por su abundancia en las zonas maiceras de nuestro país como por su eficiencia de transmisión mientras que T. propinqua es una especie cosmopolita que se encuentra ampliamente distribuida en toda el área productiva. Ambas especies poseen una demostrada capacidad de transmisión a cereales de grano fino, importantes epidemiológicamente por su rol como reservorios del virus y el vector en época invernal. Un aspecto que requiere especial atención es la aparición de una nueva virosis, un Cytorhabdovirus, en infecciones mixtas con MRCV en cereales de invierno en el sur de la provincia de Córdoba (región endémica del Mal de Río Cuarto). Al igual que este último el rhabdovirus se transmite por insectos delfácidos, por lo que sería relevante estudiar las posibles interacciones entre la coinfección por ambos patógenos y sus consecuencias en la transmisión del MRCV. La capacidad vectora puede estar afectada por diversos aspectos biológicos, entre los que se pueden mencionar el estadío del insecto al momento de la adquisición del virus, los niveles de concentración viral alcanzados en el organismo del vector, la existencia de barreras morfofisiológicas (como las membranas basales del intestino medio y glándulas salivales, y mecanismos de inmunidad innata) y la presencia de endosimbiontes. Se conoce que existen diferencias en la transmisión según el MRCV se adquiera como ninfa de primer o tercer estadío, por lo que se propone realizar estudios comparativos entre ambos grupos. Se plantea además evaluar el efecto de diferencias de concentración del MRCV en el organismo del insecto en la transmisión mediante RT-qPCR, en infecciones simples y mixtas. Se analizará la posible existencia de barreras morfofisiológicas observando el tropismo de las partículas virales en los tejidos del vector a través de inmunomicroscopía confocal y la activación diferencial de genes de inmunidad innata con RT-qPCR. Dado que existen antecedentes de la presencia de endosimbiontes, como Wolbachia pipientis en este grupo de insectos, se propone además estudiar la prevalencia de esta bacteria y analizar las cepas existentes en poblaciones de delfácidos del área maicera. Este objetivo es importante por dos razones. En primer lugar, W pipientis es ampliamente estudiada como potencial biocontrolador de vectores debido al fenómeno de incompatibilidad citoplasmática que expresa en sus hospedantes. En segundo lugar, esta bacteria influye en la eficiencia de transmisión de enfermedades ya que se conoce que los endosimbiontes producen proteínas denominadas simbioninas que protegen las partículas virales de la degradación enzimática durante su circulación por la hemolinfa. De este modo, la presencia de Wolbachia podría condicionar la replicación, estabilidad y persistencia de las partículas virales en insectos vectores, fenómenos comprobados para otros patosistemas. Este proyecto tiene como objetivo final profundizar los conocimientos acerca del fenómeno de la transmisión viral y establecer bases para el manejo integrado del vector y la enfermedad.

Efectos de los cambios ambientales sobre las comunidades de hongos micorrícicos en bosques nativos de la Provincia de Córdoba

Los hongos micorrícicos arbusculares (HMA) constituyen unos de los grupos de organismos del suelo más importantes en la mayoría de los ecosistemas terrestres. Estos hongos son simbiontes esenciales en las raíces de plantas ya que proveen nutrientes necesarios para el crecimiento y protección frente a patógenos. Está ampliamente documentado que tienen una importancia superlativa en la estructuración de las comunidades vegetales y los procesos ecosistémicos. Los cambios funcionales en las comunidades de HMA tendrían por lo tanto, grandes impactos en las comunidades de plantas y los ecosistemas. En el centro de Argentina, las comunidades vegetales están dominadas por especies que albergan estos simbiontes fúngicos en sus raíces. A pesar de esto, la evidencia relacionada con los efectos de los cambios ambientales sobre las comunidades micorrícicas es aun escasa. En el presente proyecto, proponemos evaluar cómo los cambios ambientales más extendidos en los bosques nativos de la Provincia de Córdoba afectan la composición funcional de los HMA. En particular, nos proponemos examinar los efectos de cambios en la vegetación, de la fragmentación del bosque y de los incendios forestales sobre la estructura de las comunidades de esporas y su composición funcional. Para esto, llevaremos a cabo tres aproximaciones y diseños experimentales. Además, analizaremos los efectos de los cambios ambientales mencionados sobre las características químicas del suelo y examinaremos las posibles relaciones entre dichas características y la estructura de las comunidades de HMA. Los resultados obtenidos del presente proyecto serán de suma relevancia en el marco de la Ley Nacional N° 26.331 que establece los presupuestos mínimos de protección ambiental para el enriquecimiento, la restauración, la conservación, el aprovechamiento y manejo sostenible de los bosques nativos.