Estudio de reacciones de reducción y oxidación por transferencia electrónica: Mecanismo y reactividad de especies intermediarias

El objetivo general de este trabajo es aportar nuevos conocimientos en el campo de las reacciones que ocurren por transferencia electrónica (TE) e involucran radicales, radicales aniones y cationes como intermediarios, desde un punto de vista del mecanismo de reacción, reactividad de especies reaccionantes y posibles aplicaciones en síntesis. Se realizará un estudio cuantitativo de las reacciones de reducción de halogenuros alifáticos no activados por TE fotoinducida con aniones. Se determinará el mecanismo de esta reducción (...) y el rendimiento cuántico de la reacción, así como su variación con la longitud de onda. Se realizará el estudio con diferentes haloalcanos (...) y diferentes carbaniones. La oxidación biológica de compuestos organozufrados es muy conocida, sin embargo el mecanismo de estas reacciones sólo en muy pocos casos ha sido estudiado. Las oxidaciones pueden ser de dos electrones o por TE de un electrón formado radical catión centrado en azufre. El estudio de diferentes pasos de reacción de estos radicales cationes, (especialmente alfa-deprotonación o fragmentación del enlace C-S en competencia con S-oxidación), es de utilidad para comprobar su mediación en una dada reacción. De esta manera se continuará con el estudio de reacciones de TE fotoasistida entre sulfuros cíclicos (tiiranos sustituídos) y aceptores de electrones como tetranitrometano, determinando la distribución de productos en función de la estructura del tiirano así como los pasos de reacción de los radicales cationes de azufre así formados. En forma anexa se realizan estudios de sulfenilación de compuestos con metilenos activos. Se conoce que los compuestos carbonílicos sulfenilados en posición alfa son versátiles intermediarios sintéticos. Hemos encontrado un nuevo y fácil método de obtención del alfa-feniltiocetonas en condiciones suaves y con excelentes rendimientos, a partir del enolato de la cetona y la N-feniltiocaprolactama en DMSO a 25º C y en 10 minutos. Se continuará con el estudio del alcance de estas reacciones de sulfenilación determinando: la regioespecificidad de la reacción con cetonas asimétricas; la sulfenilación de cetonas derivadas de productos naturales; la reacción con otros carbaniones derivados de ésteres, lactonas, amidas, lactamas, nitrilos, aldehídos, etc.; así como el empleo de otros agentes sulfenilantes tales como N-alquiltiocaprolactama y N-feniltioftalimida.

Estudio fotoquímico y por impacto electrónico de especies adsorbidas sobre superficies sólidas

La mayoría de la investigación en ciencia de superficie fue y es realizada mediante activación térmica de procesos químicos elementales que ocurren en la superficie como: la quimisorción, migración superficial, reacción en la superficie, desorción y difusión hacia o desde el interior del sólido. Esta área es natural a los químicos quienes a menudo están interesados en procesos térmicamente activados. Otra forma de activación de procesos superficiales implica la excitación electrónica de especies que se encuentran en la superficie mediante el uso de fotones, electrones o bombardeo iónico. En estos casos se tiene la oportunidad de iniciar procesos de alta energía que son inaccesibles térmicamente, de tal manera que como resultado de la excitación electrónica son expulsadas diferentes especies desde la superficie. Éstas, que son a menudo fragmentos de las moléculas originales, pueden ser recapturadas en la superficie, sufrir reacciones secundarias con otras especies superficiales, formar "clusters" que abandonan la superficie, emitir radiación, ionizarse, etc. Todo este conjunto de eventos originados por excitaciones electrónicas es conocido bajo el nombre de Diet (Desorption Induced by electronic transitions). El interés principal del presente proyecto abarca dos áreas de investigación: I) Fotoquímica heterogénea de especies reservorias de interés atmosférico. Estudio fotoquímico del CINO3, adsorbido sobre hielo. II) ESD (Electron stimulated desorption): Estudio de desorción estimulada por impacto electrónico de moléculas inorgánicas sencillas adsorbidas sobre metales de transición. El objetivo general del presente proyecto es el estudio de procesos de desorción inducidos por excitaciones electrónicas. Dentro de este tema se incluyen la fotoquímica superficial, la excitación con electrones de energía controlada, el estudio de reacciones catalíticas y el análisis de superficies en general utilizando ambientes de alto y ultra alto vacío. I) El objetivo específico aquí es el estudio de la fotólisis heterogénea de especies atmosféricas reservorias, como CINO3, adsorbidas sobre hielo. II) En este caso el objetivo es comenzar un estudio de ESD de moléculas sencillas adsorbidas sobre sustratos metálicos de transición monocristalinos y/o policristalinos.

Regeneración de especies leñosas del bosque en el Chaco Occidental: El efecto de la fragmentación del hábitat

Cuando un área del hábitat natural tal como un bosque se aísla de una gran extensión de la que hasta entonces fue parte, se produce una serie de cambios de los cuales sólo algunos son conocidos. Este reemplazo de áreas extensas de bosque por un ecosistema dividido en parches de bosque se denomina fragmentación. Este proceso es una de las causas de pérdida del hábitat y la destrucción de éste, y se relaciona estrechamente al uso de la tierra (expansión de las actividades agropecuarias, tala y uso indiscriminado de las especies que lo integran). La fragmentación del hábitat está ocurriendo en ecosistemas templados y tropicales con consecuencias negativas sobre la biodiversidad. Sin embargo, no se conocen aún los efectos de la fragmentación en los procesos regenerativos de los bosques de esta región, en particular los derivados de la explotación de nuevas áreas del bosque semiárido en las últimas décadas, como consecuencia de la búsqueda de nuevas tierras para la ganadería y la agricultura. Objetivo General El objetivo general de este proyecto es determinar el "efecto borde" sobre los procesos regenerativos en áreas fragmentadas del Bosque Chaqueño Occidental del NO de Córdoba en la predación de semillas y densidad de plántulas y juveniles. Objetivos específicos a) Realizar una clasificación de las matrices que rodean a los fragmentos de vegetación. b) Cuantificar la predación de semillas dentro, en el borde y fuera del fragmento de bosque. c) Determinar la densidad de plántulas y juveniles a lo largo del gradiente desde el interior del fragmento a la matriz.

Evaluación del potencial ornamental de especies autóctonas del valle de Paravachasca para su introducción como cultivos regionales. Evaluation of the potential uses of native plants from the Paravachasca valley to be use for regional cultivation purposes

Numerosas áreas de las sierras chicas han experimentado una gran pérdida de vegetación natural y de germoplasma nativo como consecuencia del crecimiento urbano y de la extracción de plantas sin criterios conservacionistas. El valle de Paravachasca presenta una riqueza florística con muchas especies autóctonas de un valioso potencial ornamental. Para poder proteger la vegetación nativa es necesario conocerla y evaluarla en todos los aspectos incluyendo sus posibles usos. Esta propuesta de trabajo se fundamenta en que las especies nativas constituyen un valioso recurso natural. Por lo tanto, nuestro objetivo principal es evaluar especies autóctonas herbáceas promisorias como ornamentales para establecer parámetros de reproducción y favorecer la innovación productiva, la conservación del paisaje natural y la protección del patrimonio germoplásmico. Para cumplir con dicho objetivo se realizarán viajes en distintas estaciones del año para evaluar in situ, las especies que resulten atractivas por su follaje o floración. Se recolectará material vegetal para determinarlo, caracterizarlo y formar un banco de germoplasma. Se elaborarán fichas técnicas con las cuales evaluar la viabilidad de las semillas y se realizarán pruebas de multiplicación vegetativa. Finalmente, se seleccionarán cuatro especies para su domesticación a campo o cultivo en macetas. Todos los trabajos serán documentados con ilustraciones, fotos y gráficos. Como resultado se espera generar y proveer información sobre plantas nativas, estrategias de conservación, reproducción y cultivo de especies autóctonas; además, transferir la tecnología para estimular una producción regional. Alcanzados los niveles de conocimiento necesarios se intentará establecer vínculos de intercambio de información con otros proyectos nacionales o extranjeros. Por su parte, la transferencia, validación y difusión de los resultados obtenidos se realizará mediante cursos, seminarios, talleres -en el marco educativo- de capacitación laboral, recreativo y productivo, siendo los destinatarios directos las comunas en general y los viveristas, diseñadores de parques, inversores de turismo y aficionados a las plantas, en particular. El impacto del proyecto en el ámbito científico se reflejará en publicaciones que presenten información innovadora en relación con las ciencias agropecuarias; y, en lo social, mediante la generación de posibles fuentes de trabajo.

Desarrollo de interfases con transferencia controlada de especies moviles. Síntesis, caracterizacion y aplicaciones. Development of Interphases with Controlled Transference of Mobile Species. Synthesis, Characterization and Applications.

Se propone sintetizar nuevos materiales como bloques de construcción de estructuras en escala nanometrica o micrométrica: nanotubos de carbono funcionalizados; nanopartículas metálicas; hidrogeles inteligentes; carbones mesoporosos. Con ellos se construiran interfaces solido/liquido estructuradas: multicapas autoensambladas, patrones micrométricos con heterogeneidad tridimensional y estructuras jerárquicas. Se estudiara el intercambio de especies móviles en las interfaces usando técnicas electroquímicas, espectroelectroquimicas, ópticas y de microscopia. De esta manera se podran controlar el intercambio en esa interface. En base a este conocimientos se desarrollaran aplicaciones tecnológicas tales como sensores de oligonucletidos, microceldas de combustible, arreglos de microelectrodos y supercapacitores.

Ganadería de precisión 1. Desarrollo de un sistema electrónico para construir matrices genealógicas aplicables al mejoramiento animal en diversas especies (Programa: sustentabilidad productiva de pequeños rumiantes en áreas desfavorables - supprad).

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 (padre-madre, hermanos, progenie). El uso de los marcadores genéticos para determinar la genealogía está en desarrollo actualmente pero resulta extremadamente costoso para ciertos niveles de producción. Por otra parte, 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 par 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 a través de collares en los animales tomados como objeto de estudio y mediante el continuo intercambio de informacion entre ellos se generará 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 cercanías relativas.

Manejo de enfermedades y mejora de la salud de las plantas mediante la utilización de microorganismos. Caso 2: relevamiento de las especies de hongos micorrícicos presentes en el suelo y asociadas a raíces de cebollas en diferentes rotaciones de cultivos y su efecto como agentes de bioprotección frente a enfermedades.

La diversidad de los microorganismos del suelo es esencial para la sustentabilidad de los sistemas productivos además de ser un indicador integral de la condición de los ecosistemas.Entre estos microorganismos los hongos micorrícicos(HMA)cumplen un papel fundamental, al incrementar la tolerancia de las plantas a estrés bióticos y abióticos. Los sistemas de labranza tradicionales y el monocultivo tienden a disminuir su diversidad y su población, mientras que las rotaciones de cultivos y el establecimiento de praderas hacen incrementar esta diversidad. Phoma terrestris es un hongo patógeno de suelo, agente causal de la “raíz rosada de la cebolla”, enfermedad limitante para dicho cultivo. Su control es muy difícil, dado que el patógeno sobrevive en el suelo varias campañas agrícolas, tiene un amplio rango de hospedantes y no existen variedades con buen comportamiento frente a los aislamientos argentinos. El presente proyecto propone la determinación biomolecular de los HMA presentes en el suelo y en asociación a las raíces de la cebolla, el estudio de la variaciones producidas en la flora micorríca bajo diferentes rotaciones, la determinación en la sanidad de la cebolla en las diferentes secuencias de cultivo y la evaluación de la capacidad de los mismos para atenuar los efectos deletéreos de P. terrestris

Avances en el desarrollo tecnológico de especies ornamentales nativas: los casos de glandularia y solidago.

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

Mejoramiento genético de especies forrajeras para ambientes diversos.

La ganadería argentina tiene como uno de sus principales componentes de la alimentación a las pasturas cultivadas, tanto anuales como perennes. La expansión agrícola determinó el desplazamiento de parte de la ganadería nacional hacia zonas con restricciones edáficas y/o climáticas, necesitadas de nuevas tecnologías en pasturas. La genética permite abordar estos desafíos a través del desarrollo de cultivares de especies forrajeras adaptados a diversos ambientes. Instituciones nacionales han desarrollado y difundido los cultivares mas exitosos de las principales especies templadas existentes en el mercado nacional. En el caso de las especies megatérmicas, existe un cultivar y las demandas de la región son abastecidas por introducciones foráneas a veces no seleccionadas en ambientes restrictivos. Esto pone en evidencia que el mejoramiento genético de especies megatérmicas es una clara vacancia de instituciones nacionales y privadas del país. En este contexto, el Proyecto del INTA AEFP 261821 PE Mejoramiento genético de especies forrajeras para ambientes diversos tiene como objetivo general incrementar la productividad, la calidad y/o la persistencia de las pasturas cultivadas a través del desarrollo de cultivares forrajeros adaptados a los distintos ambientes y sistemas de producción. En particular, a su vez, tiene como objetivo generar poblaciones o clones de Chloris gayana Kunt y Cenchrus ciliaris L., mejorados por su tolerancia al estrés abiótico, mayor productividad y digestibilidad de la materia seca. Debido a la escasa disponibilidad de muestra, tipo de forrajeras (megatérmicas) y a la necesidad de realizar un screening comparativo se utilizará la técnica in situ (desaparición ruminal de la materia seca). En este proyecto el Laboratorio de Forrajes de la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la UCC actuará como contraparte de la Institución Cooperante asumiendo la ejecución del objetivo de evaluar caracteres de calidad de las forrajeras estudiadas.

Introducción y evaluación de especies y cultivares forrajeros para áreas agro-ecológicamente desfavorecidas de la provincia de Córdoba (Programa: sustentabilidad productiva de pequeños rumiantes en áreas desfavorables - supprad).

El desplazamiento de la ganadería bovina a áreas agroecológicamente desfavorecidas como consecuencia del avance de la agricultura, y por otra parte, la existencia de ganadería regional (ovina, caprina) ha provocado una demanda de recursos forrajeros adaptados a las zonas con restricciones edáficas y climáticas de la provincia de Córdoba. Esto exige disponer de especies forrajeras que cumplan con los requisitos de adaptación y a su vez sean lo suficientemente productivas como para lograr el mejoramiento sustentable de los sistemas ganaderos de dichas zonas. Si bien existen antecedentes de introducción de especies forrajeras en varios sitios del país, incluida la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Católica de Córdoba, éstos manifiestan falta de continuidad en el seguimiento de dichas introducciones y evaluaciones. La introducción de forrajeras evaluadas y/o mejoradas a los sistemas de producción de áreas desfavorecidas permitirá mejorar e incrementar la productividad de las mismas. Para esto, el presente proyecto plantea el objetivo general de generar conocimientos sobre adaptación, caracterización morfológica, productividad y calidad de germoplasma forrajero introducido en áreas ecológicamente desfavorecidas para incrementar la oferta forrajera, la producción y la estabilidad de los sistemas ganaderos. Éste se articulará de manera organizada con otros proyectos similares conformando redes de evaluación incluyéndose instituciones y organizaciones de productores. El proyecto trabajará con un jardín de introducción local y otros jardines relacionados en red en donde se realizarán introducciones y evaluaciones sistemáticas de especies forrajeras prometedoras (herbáceas y arbustivas). Se realizarán evaluaciones comparativas de rendimientos bajo corte de materiales promisorios o cultivares alternativos con el objetivo de la valoración de la producción forrajera, la calidad y la respuesta a distintos esquemas de defoliación. Se confeccionarán claves dicotómicas a los fines de identificar especies por medio de los caracteres vegetativos. Este proyecto generará conocimientos aplicables a la solución de problemas productivos en general y brindará como aporte específico conocimientos sobre forrajeras evaluadas para los distintos sistemas de producción implicados y un método de identificación rápida de especies a nivel de productor, pares técnicos y educación. También aportará refuerzo a las redes de evaluación de forrajeras y la sistematización de la información generada en ellas, para aportar a los modelos ganaderos regionales.

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.

Estrategias de historias de vida, cuidado parental y tasas de desarrollo de pichones: su variación y determinantes ecológicos en especies paseriformes de bosques serranos de Córdoba

La biología reproductiva de aves del hemisferio sur es menos conocida que la de las del hemisferio norte. Dado que las aves del hemisferio sur comprenden gran parte de la diversidad de especies de aves, su conocimiento es indispensable para entender mejor la diversidad geográfica en biología reproductiva y estrategias de historias de vida. Este proyecto contribuirá conocimientos referidos a la variabilidad de caracteres de historias de vida –fecundidad y mortalidad especificas por edades–, cuidado parental y tasas de desarrollo de pichones como así también a procesos ecológicos y evolutivos asociados en aves paseriformes de zonas templadas del nuestro país cuyo estudio hasta el momento, salvo pequeñas excepciones, ha sido prácticamente ignorado. Por medio de observación y experimentos manipulativos a campo se medirán caracteres de la biología reproductiva, comportamientos de cuidado parental, tasas de desarrollo de pichones y tasas de supervivencia de adultos en especies paseriformes de Córdoba. Se examinará la importancia relativa de la tasa específica de predación de nidos, disponibilidad de alimentos, y mortalidad de adultos como determinantes de variabilidad en estrategias reproductivas y se explorará de qué manera dichos factores ecológicos inducen variaciones demográficas en las especies de aves seleccionadas para el estudio.

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.

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.