Resistencia a los antihelminticos. La necesidad de desarrollar tecnologías innovativas y sustentables para limitar su expansión y mantener la productividad, la salud y el bienestar animal.

Durante las últimas cuatro décadas la disponibilidad de drogas económicas y muy eficientes llevaron a un uso exclusivo de alternativas químicas para el control de los parásitos en los animales domésticos. En los rumiantes, los antihelmínticos por ejemplo, se constituyeron en insumos de producción indispensables para mantener los altos niveles de eficiencia en la productividad animal. Sin embargo, actualmente la presencia y desarrollo en aumento de poblaciones parasitarias resistentes esta comprometiendo seriamente la sustentabilidad de estas alternativas de control. La resistencia a los antiparasitarios es ahora reconocida globalmente como una de las mayores amenazas para la salud de los animales domésticos basados en sistemas pastoriles. Debido a que actualmente el control químico permanece irremplazable en términos de eficacia y practicidad, el presente proyecto montará un sistema de investigación diagnóstica temprana de estos fenómenos de resistencia para limitar el impacto negativo sobre la productividad, salud y bienestar animal. Así mismo nosotros esperamos cambiar las actuales prácticas de tratamientos masivos por tratamientos selectivos que reduzcan (al menos en un 50 %) el uso de drogas antiparasitarias manteniendo la eficacia de las mismas y la sustentabilidad del control sin afectar la performance animal.

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.

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

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

Electroquímica de sustancias de interés en los sistemas agroalimentario y de sanidad animal. Desarrollo de biosensores electroquímicos. Aplicaciones analíticas.Electrochemistry of substances of interest in agroalimentary and animal health systems. Development of electrochemical biosensors. Analytical applications.

Se estudiarán los mecanismos de reacción electroquímica de las micotoxinas (metabolitos tóxicos generados por hongos) citrinina (CIT), patulina (PAT) y moniliformina (MON), de los antioxidantes naturales alfa, beta, gama y delta tocoferoles, de los flavonoides fisetina (FIS), morina (MOR), luteolina (LUT), rutina (RUT), buteina (BUT), naringenina (NAR) y miricetina (MIR) y de las hormonas esteroides estradiol (EDIOL), estrona (EONA) y estriol (ETRIOL). Por otra parte, se implementarán técnicas electroanalíticas para la detección y cuantificación de estos sustratos en muestras de matrices naturales que los contengan. Se realizará el diseño y caracterización de biosensores enzimáticos a partir de peroxidasas y/o fosfatasa alcalina para la determinación de la micotoxina CIT y de los flavonoides y, por otro, de inmunosensores para las micotoxinas ocratoxina A (OTA) y PAT y hormonas. Para el anclaje de enzimas y/o anticuerpos, se estudiarán las propiedades de electrodos modificados por monocapas autoensambladas, nanotubos de carbono y partículas magnéticas. Se usarán las técnicas de voltamperometría cíclica, de onda cuadrada y de redisolución con acumulación adsortiva, espectroscopías de impedancia electroquímica, electrólisis a potencial controlado, uv-vis e IR, microbalanza de cristal de cuarzo y microscopías de alta resolución (SEM, TEM, AFM). La importancia de este proyecto apunta a la obtención de nuevos datos electroquímicos de los sustratos indicados y conocimientos relacionados con la aplicación de electrodos modificados en la preparación de biosensores y en el desarrollo de técnicas alternativas para la determinación de los analitos mencionados precedentemente. Electrochemical reaction mechanisms of mycotoxins (toxic metabolites generated by fungi) citrinin (CIT), Patulin (PAT) and moniliformin (MON), natural antioxidants alpha, beta, gamma and delta tocopherols, flavonoids fisetin (FIS), morin (MOR), luteolin (LUT), rutin (RUT), butein (BUT), naringenin (NAR), miricetin (MIR) and steroid hormones estradiol (EDIOL), estrone (EONA) and estriole (ETRIOL) will be explored. On the other hand, electroanalytical techniques for the detection and quantification of these substrates in samples of natural matrices will be implemented. The design and characterization of enzymatic biosensors from peroxidases and/or from alkaline phosphatase for the determination of CIT and flavonoids, and also of inmunosensors for ochratoxin A (OTA) and PAT and hormones will be performed. For the anchor of enzymes and/or antibody, properties of electrodes modified by self assembled monolayers, carbon nanotubes and magnetic particles will be explored. Cyclic, square wave and adsorptive stripping voltammetries, electrochemical impedance spectroscopy, controlled potential electrolysis, uv-vis and IR, quartz crystal microbalance and high-resolution microcopies (SEM, TEM, AFM) will be used. The importance of this project is aimed at obtaining new electrochemical data for the indicated substrates and knowledge on the application of modified electrodes in preparation of biosensors and in the development of alternative techniques for the determination of the above-mentioned analytes.

GANADERÍA DE PRECISIÓN. DESARROLLO DE UN SISTEMA ELECTRÓNICO PARA CONSTRUIR MATRICES GENEALÓGICAS APLICABLES AL MEJORAMIENTO ANIMAL EN DIVERSAS ESPECIES.

El mejoramiento animal tiene como función modificar genéticamente una población animal con un fin económico determinado. Las herramientas que se utilizan son: evaluación genética, selección y/o esquemas de apareamiento. La evaluación genética se realiza obteniendo información (marcadores) que predice el genotipo del animal que no es registrable directamente. Estos marcadores son el fenotipo o información física del animal y algún predictor del genotipo que puede ser un marcador químico o la relación de parentesco con otro animal. El uso de los marcadores genéticos para determinar la genealogía está en desarrollo actualmente pero resulta extremadamente costoso para ciertos niveles de producción. Los dispositivos electrónicos ensayados hasta el momento no han resultado muy eficientes, por lo tanto se propone para este proyecto desarrollar un sistema electrónico de identificación animal que permita construir matrices de genealogía para la evaluación genética de reproductores de las diferentes especies en condiciones de producción extensivas. El proyecto se desarrollará entre especialistas en mejoramiento animal e ingenieros electrónicos, en un aporte multidisciplinario a la solución del problema de establecer la filiación a través del armado del para macho-hembra durante el servicio natural de las distintas especies y el par madre-cría en algún momento luego del parto. La solución propuesta consiste en la implementación de dispositivos electrónicos activos (microcontrolador y tranceptor de radiofrecuencia alimentados a batería) dispuestos como nodos de una red de sensores inalambricos. Estos dispositivos serán colocados en los animales tomados como objeto de estudio, y mediante el continuo intercambio de informacion entre ellos se genera una matriz de datos que permita a posterior establecer la relación que existe entre ellos a traves de la determinacion de la periodicidad de sus cercanias relativas.

Resistencia a los antihelminticos. La necesidad de desarrollar tecnologías innovativas y sustentables para limitar su expansión y mantener la productividad, la salud y el bienestar animal.

Durante las últimas cuatro décadas la disponibilidad de drogas económicas y muy eficientes llevaron a un uso exclusivo de alternativas químicas para el control de los parásitos en los animales domésticos. La incuestionable ventajosa relación costo/beneficio en el uso de drogas antiparasitarias en los animales domésticos ha resultado en el uso masivo de las mismas. En los rumiantes, los antihelmínticos por ejemplo, se constituyeron en insumos de producción indispensables para mantener altos niveles de eficiencia en la productividad animal. Sin embargo, actualmente la presencia y desarrollo en aumento de poblaciones parasitarias resistentes a estas drogas está comprometiendo seriamente la sustentabilidad de estas alternativas de control. La resistencia a los antiparasitarios es ahora reconocida globalmente como una de las mayores amenazas para la salud y productividad de los animales domésticos basados en sistemas pastoriles. Debido a que actualmente el control químico permanece irremplazable en términos de eficacia y practicidad, el presente proyecto montará un sistema de investigación diagnóstica temprana de estos fenómenos de resistencia para limitar el impacto negativo sobre la productividad, salud y bienestar animal y para mejorar la eficiencia de los antiparasitarios actualmente disponibles. Así mismo, nosotros esperamos cambiar las actuales prácticas de tratamientos masivos por tratamientos selectivos que reduzcan (al menos en un 50 %) el uso de drogas antiparasitarias manteniendo la eficacia de las mismas y la sustentabilidad del control sin afectar la performance animal. La mayoría de las actividades del proyecto se focalizan en los herbívoros pero en forma adicional el mismo contempla actividades eventuales de investigación diagnóstica y determinaciones de susceptibilidad o resistencia a los antihelmínticos en pequeños animales.