Participación de la familia génica GPC sobre la concentración de proteínas y nutrientes en el grano y su relación con la senescencia foliar en plantas de trigo

La removilización de nutrientes al grano y la senescencia son procesos extremadamente interconectados en trigo que determinan la calidad nutricional y panadera. Mientras que el nitrógeno (N) afecta la concentración de proteínas en grano (CPG), en donde alta CPG generan productos panificables con una calidad superior, los micronutrientes como el hierro (Fe) y el Zinc (Zn) afectan la calidad nutricional. Por lo tanto, el mejoramiento de la calidad en trigo requiere un profundo entendimiento de las redes génicas que regulan y controlan la senescencia y la removilización de nutrientes al grano. El gen GPC-B1, proveniente del trigo silvestre Triticum turgidum var. diccocoides, pertenece a la familia de factores de transcripción NAC y es la primer fuente de variación para CPG y micronutrientes identificada en trigo. Los objetivos de esta tesis fueron: estudiar el efecto de la introgresión de GPC-B1 sobre la CPG, concentración de micro y macronutrientes y diferentes parámetros agronómicos en germoplasma argentino; profundizar, mediante análisis transcriptómicos y el uso de plantas mutantes para los genes GPC el entendimiento de la regulación génica que ocurre durante la senescencia y finalmente identificar nuevos genes de transporte de N, Fe y Zn al grano mediante genómica comparativa con arroz. Cuando GPC-B1 se introdujo en germoplasma de origen argentino la CPG se incrementó entre 3 a 8,11 g kg-1 a través de diferentes cultivares y ambientes. A pesar del efecto negativo del gen sobre el tamaño de granos y una aceleración en la senescencia, no se observaron diferencias significativas en rendimiento. El incremento en la CPG se explicó por una mayor proteólisis y eficiencia en el transporte de aminoácidos al grano. Cuando se analizó la concentración de nutrientes, se observaron incrementos consistentes en Fe. La combinación de análisis transcriptómicos y plantas mutantes permitió identificar 3888 genes diferencialmente expresados durante la senescencia y 340 genes modulados por la familia GPC. A su vez, se han identificado 21 genes relacionados con el transporte de N al grano y se han caracterizado nueve familias génicas relacionadas con el transporte de Fe y Zn al grano que pueden utilizarse en programas de mejoramiento para incrementar la calidad nutricional en trigo.

Crecimiento, rendimiento y calidad de semillas de tres cv de Cenchrus ciliaris bajo condiciones de salinidad

La salinidad es uno de los mayores factores limitantes para la expansión de la frontera agrícola, afecta a más de 30 millones de hectáreas principalmente en las regiones áridas y semiáridas, donde es una de las principales limitaciones edáficas para la producción de plantas forrajeras. Cenchrus ciliaris (Poaceae), es una especie perenne, nativa de África y de la mitad este de Asia de conocida tolerancia a condiciones de sequía y elevadas temperaturas. Sin embargo la información sobre la tolerancia a condiciones de salinidad es escasa por lo que el objetivo general de este trabajo fue aportar conocimientos sobre los efectos de la salinidad en el rendimiento de forraje y semilla de Cenchrus ciliaris y algunos de los mecanismos fisiológicos subyacentes. Para esto se utilizaron tres cv Americana, Biloela y Texas, que se cultivaron en containers de 1000 litros sobre arena lavada durante dos temporadas. Este sistema de cultivo permitió controlar los niveles de salinidad en el sustrato, similar a una hidroponía, pero mantener a las plantas en condiciones de campo en cuanto a temperatura, radiación, humedad, vientos etc. Haciendo así que los resultados sean mucho más próximos y extrapolables a una condición real de cultivo. Los tratamientos consistieron en riegos con soluciones de NaCl de 8, 13 y 18 dS/m, sobre una base de solución nutritiva. El control consistió solamente en la mencionada solución nutritiva (3 dS/m). Para evitar la acumulación de sales en el perfil se diseñó un sistema de drenaje que permitió monitorear diariamente el lixiviado de riego y mantener el sistema estable. Los efectos de los tratamientos se evaluaron sobre variables de crecimiento y de rendimiento reproductivo. También se realizaron mediciones de potencial hídrico, osmótico, contenido relativo de agua (RWC) y acumulación de iones en lámina foliar. Para determinar si la semillas obtenidas de plantas estresadas toleran mejor condiciones de estrés durante la germinación, estas se incubaron en soluciones de NaCl de -0.5, -1, -1.5, -2, -2.5 y -3 MPa. Los resultados mostraron que los tres cv responden de manera similar frente al estrés, disminuyendo el crecimiento vegetativo y el rendimiento conforme aumenta la salinidad. Como respuesta general a los tratamientos salinos el crecimiento disminuyó al igual que lo observado para condiciones de estrés hídrico. De todas las etapas del ciclo ontogénico estudiadas la más susceptible fue la inicial que comprendió plantas que estaban iniciando la etapa reproductiva, siendo el cv Biloela el más susceptible. Luego hacia el final de la temporada de crecimiento las diferencias entre el control y el tratamiento menos salino (8 dS/m) desaparecieron. Esto indica que el cultivo es más sensible a la salinidad en la etapa vegetativa y el inicio de la etapa reproductiva. De las componentes del rendimiento reproductivo sólo el número de espigas por planta y el peso de 100 cariopses se vieron afectados. Con respecto a las variables hídricas los tres cv modificaron tanto el potencial hídrico como el osmótico y mantuvieron su RWC constante. Los iones adicionados con los tratamientos Na+ y Cl- se acumularon en hoja conforme aumentó la conductividad de las soluciones de riego. El análisis de K+ para cada cv mostró que en todos los casos los niveles de este ion fueron significativamente mayores en el control que en los tratamientos. En los tres cv estudiados se observó que semillas provenientes de plantas que crecieron en condiciones de salinidad germinaron en mayor cantidad y más rápido que las provenientes del control. En el cv Texas estas diferencias son especialmente marcadas, así semillas provenientes del tratamiento con mayor nivel de salinidad (18 S/m) germinaron casi un 50 por ciento más que las provenientes del control. El efecto de la salinidad durante el desarrollo de las semillas incrementó los niveles de germinación en los controles (0 Mpa) y en condiciones moderadas de salinidad (-0,5 a -1,5 MPa)

Clonado posicional del gen VRN-D4 en trigo hexaploide (Triticum aestivum)

Las variedades de trigo con hábito de crecimiento invernal requieren una prolongada exposición a bajas temperaturas para acelerar la floración. Este requerimiento se denomina 'vernalización' y la variación natural en los genes que controlan este proceso ha favorecido la adaptación del trigo a diferentes ambientes. Los principales loci que controlan el requerimiento de vernalización en trigo se denominan VRN1, VRN2, VRN3 y VRN-D4. Los primeros tres genes han sido aislados y caracterizados pero VRN-D4 no ha sido identificado aún a nivel molecular. El objetivo de esta tesis es la identificación de VRN-D4 mediante clonado posicional, lo que incluyó la construcción de un mapa genético de alta densidad, un mapa físico, el estudio de los genes candidatos y su validación. Usando esta estrategia se encontró que VRN-D4 está localizado en la región centromérica del brazo corto del cromosoma 5D. En esta región se identificó la inserción un fragmento cromosómico de ~290Kb del cromosoma 5A incluyendo una copia del gen de floración VRN-A1. Usando mutantes inducidos por EMS este estudio demuestra que esta segunda copia de VRN-A1 es VRN-D4. VRN-D4 fue encontrado en muy alta frecuencia en la sub-especie T. aestivum ssp. sphaerococcum predominante en el sur del continente Asiático. Esta sub-especie carece de otros genes para hábito de crecimiento primaveral, lo que sugiere que VRN-D4 jugó un rol importante en la adaptación del trigo a esta región. Este estudio también identificó mutaciones en una región regulatoria de VRN-D4 asociadas a su expresión temprana. Mutaciones similares identificadas en alelos de VRN-A1 también estuvieron asociadas con un reducido requerimiento de vernalización. Los alelos de VRN-A1 y VRN-D4 identificados en este estudio representan una herramienta útil para regular la fecha de floración de trigo. Este estudio contribuye también al conocimiento básico de los mecanismos moleculares involucrados en la respuesta a la vernalización.

Variabilidad genética de poblaciones de Melampsora spp. agente causal de la roya del álamo, en la zona del Delta Inferior del río Paraná

En la zona del Delta del Paraná, Argentina, el cultivo de álamo constituye el principal recurso productivo y económico. La roya del álamo, producida por especies de Melampsora spp., es la enfermedad fúngica de mayor importancia económica por su carácter epidemiológico. El cultivo de un limitado número de clones, altamente especializados y ecológicamente inestables, provocan la evolución de distintos patosistemas generando el reemplazo de ciertos clones por otros más resistentes. El objetivo de este trabajo fue estudiar la variabilidad genética molecular de la especie Melampsora, sobre 32 aislamientos de ejemplares pertenecientes a clones de Populus spp. durante los años 2007, 2008 y 2009, utilizando las técnicas de AFLPs y SSRs. La utilización de AFLPs permitió diferenciar 32 fenotipos moleculares, mostrando variabilidad genética en la población, mientras que a partir de la utilización de SSRs se confirmó la presencia de M. medusae y M. larici-populina en la zona de estudio. El análisis de agrupamientos (UPGMA) a partir de AFLPs permitió distinguir la cepa de Populus nigra del resto quedando como unidad aislada, a su vez se pudieron identificaron tres clusters de aislamientos provenientes de Populus deltoides, con tendencia a agruparse por origen genético y origen geográfico. El análisis de AMOVA confirmó las diferencias significativas para dichos agrupamientos. Los resultados del presente estudio confirman la existencia de variabilidad genética para los marcadores

Evolution of soybean diseases in Argentina : past and present : contributions of FAUBA to the integrated management of plant diseases

p.37-52

Eficiencia in vitro de antagonistas de Rhizoctonia solani y Sclerotium rolfsii y análisis camparativo de distintos modelos de crecimiento

p.59-65

Clonado posicional del gen VRN-D4 en trigo hexaploide (Triticum aestivum)

Las variedades de trigo con hábito de crecimiento invernal requieren una prolongada exposición a bajas temperaturas para acelerar la floración. Este requerimiento se denomina 'vernalización' y la variación natural en los genes que controlan este proceso ha favorecido la adaptación del trigo a diferentes ambientes. Los principales loci que controlan el requerimiento de vernalización en trigo se denominan VRN1, VRN2, VRN3 y VRN-D4. Los primeros tres genes han sido aislados y caracterizados pero VRN-D4 no ha sido identificado aún a nivel molecular. El objetivo de esta tesis es la identificación de VRN-D4 mediante clonado posicional, lo que incluyó la construcción de un mapa genético de alta densidad, un mapa físico, el estudio de los genes candidatos y su validación. Usando esta estrategia se encontró que VRN-D4 está localizado en la región centromérica del brazo corto del cromosoma 5D. En esta región se identificó la inserción un fragmento cromosómico de ~290Kb del cromosoma 5A incluyendo una copia del gen de floración VRN-A1. Usando mutantes inducidos por EMS este estudio demuestra que esta segunda copia de VRN-A1 es VRN-D4. VRN-D4 fue encontrado en muy alta frecuencia en la sub-especie T. aestivum ssp. sphaerococcum predominante en el sur del continente Asiático. Esta sub-especie carece de otros genes para hábito de crecimiento primaveral, lo que sugiere que VRN-D4 jugó un rol importante en la adaptación del trigo a esta región. Este estudio también identificó mutaciones en una región regulatoria de VRN-D4 asociadas a su expresión temprana. Mutaciones similares identificadas en alelos de VRN-A1 también estuvieron asociadas con un reducido requerimiento de vernalización. Los alelos de VRN-A1 y VRN-D4 identificados en este estudio representan una herramienta útil para regular la fecha de floración de trigo. Este estudio contribuye también al conocimiento básico de los mecanismos moleculares involucrados en la respuesta a la vernalización.

Evolution of soybean diseases in Argentina : past and present : contributions of FAUBA to the integrated management of plant diseases

p.37-52

Funcionalidad biodemográfica del pulgón Nasonovia Ribisnigri (Mosley) (Hemiptera : Aphididae) en cultivares de lechuga Lactuca sativa (l.) tipo mantecoso en condiciones controladas

p.5-9

Crecimiento, rendimiento y calidad de semillas de tres cv de Cenchrus ciliaris bajo condiciones de salinidad

La salinidad es uno de los mayores factores limitantes para la expansión de la frontera agrícola, afecta a más de 30 millones de hectáreas principalmente en las regiones áridas y semiáridas, donde es una de las principales limitaciones edáficas para la producción de plantas forrajeras. Cenchrus ciliaris (Poaceae), es una especie perenne, nativa de África y de la mitad este de Asia de conocida tolerancia a condiciones de sequía y elevadas temperaturas. Sin embargo la información sobre la tolerancia a condiciones de salinidad es escasa por lo que el objetivo general de este trabajo fue aportar conocimientos sobre los efectos de la salinidad en el rendimiento de forraje y semilla de Cenchrus ciliaris y algunos de los mecanismos fisiológicos subyacentes. Para esto se utilizaron tres cv Americana, Biloela y Texas, que se cultivaron en containers de 1000 litros sobre arena lavada durante dos temporadas. Este sistema de cultivo permitió controlar los niveles de salinidad en el sustrato, similar a una hidroponía, pero mantener a las plantas en condiciones de campo en cuanto a temperatura, radiación, humedad, vientos etc. Haciendo así que los resultados sean mucho más próximos y extrapolables a una condición real de cultivo. Los tratamientos consistieron en riegos con soluciones de NaCl de 8, 13 y 18 dS/m, sobre una base de solución nutritiva. El control consistió solamente en la mencionada solución nutritiva (3 dS/m). Para evitar la acumulación de sales en el perfil se diseñó un sistema de drenaje que permitió monitorear diariamente el lixiviado de riego y mantener el sistema estable. Los efectos de los tratamientos se evaluaron sobre variables de crecimiento y de rendimiento reproductivo. También se realizaron mediciones de potencial hídrico, osmótico, contenido relativo de agua (RWC)y acumulación de iones en lámina foliar. Para determinar si la semillas obtenidas de plantas estresadas toleran mejor condiciones de estrés durante la germinación, estas se incubaron en soluciones de NaCl de -0.5, -1, -1.5, -2, -2.5 y -3 MPa. Los resultados mostraron que los tres cv responden de manera similar frente al estrés, disminuyendo el crecimiento vegetativo y el rendimiento conforme aumenta la salinidad. Como respuesta general a los tratamientos salinos el crecimiento disminuyó al igual que lo observado para condiciones de estrés hídrico. De todas las etapas del ciclo ontogénico estudiadas la más susceptible fue la inicial que comprendió plantas que estaban iniciando la etapa reproductiva, siendo el cv Biloela el más susceptible. Luego hacia el final de la temporada de crecimiento las diferencias entre el control y el tratamiento menos salino (8 dS/m)desaparecieron. Esto indica que el cultivo es más sensible a la salinidad en la etapa vegetativa y el inicio de la etapa reproductiva. De las componentes del rendimiento reproductivo sólo el número de espigas por planta y el peso de 100 cariopses se vieron afectados. Con respecto a las variables hídricas los tres cv modificaron tanto el potencial hídrico como el osmótico y mantuvieron su RWC constante. Los iones adicionados con los tratamientos Na+ y Cl- se acumularon en hoja conforme aumentó la conductividad de las soluciones de riego. El análisis de K+ para cada cv mostró que en todos los casos los niveles de este ion fueron significativamente mayores en el control que en los tratamientos. En los tres cv estudiados se observó que semillas provenientes de plantas que crecieron en condiciones de salinidad germinaron en mayor cantidad y más rápido que las provenientes del control. En el cv Texas estas diferencias son especialmente marcadas, así semillas provenientes del tratamiento con mayor nivel de salinidad (18 S/m)germinaron casi un 50 por ciento más que las provenientes del control. El efecto de la salinidad durante el desarrollo de las semillas incrementó los niveles de germinación en los controles (0 Mpa)y en condiciones moderadas de salinidad (-0,5 a -1,5 MPa)

Fitting host-parasitoid models with CV² > 1 using hierarchical generalized linear models

The powerful general Pacala-Hassell host-parasitoid model for a patchy environment, which allows host density–dependent heterogeneity (HDD) to be distinguished from between-patch, host density–independent heterogeneity (HDI), is reformulated within the class of the generalized linear model (GLM) family. This improves accessibility through the provision of general software within well–known statistical systems, and allows a rich variety of models to be formulated. Covariates such as age class, host density and abiotic factors may be included easily. For the case where there is no HDI, the formulation is a simple GLM. When there is HDI in addition to HDD, the formulation is a hierarchical generalized linear model. Two forms of HDI model are considered, both with between-patch variability: one has binomial variation within patches and one has extra-binomial, overdispersed variation within patches. Examples are given demonstrating parameter estimation with standard errors, and hypothesis testing. For one example given, the extra-binomial component of the HDI heterogeneity in parasitism is itself shown to be strongly density dependent.

Ecological Status Report: results from the CPR Survey 2004/2005.

Using a number of ecological indices, this report summarises unusual species found, large phytoplankton blooms, changes in community structure and trends in hydrobiological indicators from regions in the North Atlantic (with an emphasis on the North Sea). In the majority of cases the term unuasual or large in referring to phytoplankton blooms refers to population increases greater than four standard deviations above the species recorded baseline mean (baseline mean: 1980-2003). Notable blooms that are geographically lareg refer to patch sizes greater then 100 km in diameter. The primary regional assessment area used to monitor changes in community structure, biomass and phenological changes is the central North Sea. Most data analysis has been performed to highlight the year 2004 in relation to the long-term dataset. 2005 sample data is presented but has not yet undergone quality checks. Annual abundance estimates were calculated for each CPR box when eight or more months were sampled, no annual estimate of abundance was calculated. Sea surface temperature was used as an indicator of ocean climate and climate change.

Scale-dependent response diversity of seabirds to prey in the North Sea

Functional response diversity is defined as the diversity of responses to environmental change among species that contribute to the same ecosystem function. Because different ecological processes dominate on different spatial and temporal scales, response diversity is likely to be scale dependent. Using three extensive data sets on seabirds, pelagic fish, and zooplankton, we investigate the strength and diversity in the response of seabirds to prey in the North Sea over three scales of ecological organization. Two-stage analyses were used to partition the variance in the abundance of predators and prey among the different scales of investigation: variation from year to year, variation among habitats, and variation on the local patch scale. On the year-to-year scale, we found a strong and synchronous response of seabirds to the abundance of prey, resulting in low response diversity. Conversely, as different seabird species were found in habitats dominated by different prey species, we found a high diversity in the response of seabirds to prey on the habitat scale. Finally, on the local patch scale, seabirds were organized in multispecies patches. These patches were weakly associated with patches of prey, resulting in a weak response strength and a low response diversity. We suggest that ecological similarities among seabird species resulted in low response diversity on the year-to-year scale. On the habitat scale, we suggest that high response diversity was due to interspecific competition and niche segregation among seabird species. On the local patch scale, we suggest that facilitation with respect to the detection and accessibility of prey patches resulted in overlapping distribution of seabirds but weak associations with prey. The observed scale dependencies in response strength and diversity have implications for how the seabird community will respond to different environmental disturbances.

Low molecular weight halocarbons in the Humber and Rhine estuaries determined using a new purge-and-trap gas chromatographic method

A number of chlorinated and brominated low molecular weight hydrocarbons (halocarbons) have been measured in and adjacent to the North Sea estuaries of the Humber and the Rhine. The measurements have been carried out using a newly constructed purge-and-trap sample work-up system coupled to megabore gas chromatography with electron capture detection. The results show that whereas the Humber is a pronounced source of the anthropogenic halocarbons carbon tetrachloride and perchloroethylene, the input from the Rhine into the North Sea of these compounds is more modest. Some halocarbons normally considered as mainly or even exclusively of natural origin are released from the two investigated estuaries into the North Sea. A distinct patch of high concentrations of the naturally produced compound bromoform was observed in the southwestern North Sea. The results have also been used to examine some of the halocarbons for common sources.