Genetic diversity and population structure in Vicia faba L. landraces and wild related species assessed by nuclear SSRs

Research Article

Evolución de la Estructura en el Universo. Evolution of structure in the universe.

Se analizará la evolución de la estructura en el Universo desde los puntos de vista numérico, estadístico y observacional dando una caracterización de las propiedades globales del Universo en Gran Escala. Para ello se analizarán los mayores catálogos de Galaxias existentes, nuevas observaciones y simulaciones numéricas Cosmológicas de alta resolución. Mediante la aplicación de diferentes métodos capaces de proporcionar información útil acerca de las propiedades del Universo, se pretende aportar significativamente a la comprensión de la dinámica y la características generales de Galaxias y sistemas de Galaxias.

Patrones dinámicos de abundancia y dispersión de una plaga en un paisaje heterogéneo. Dynamic patterns of abundance and dispersion of a pest in a heterogeneous landscape.

El desarrollo de conocimiento empírico sobre cómo la heterogeneidad espacial de un paisaje afecta los patrones de movimiento de una especie animal es considerado una prioridad para el manejo y la conservación de las especies y sus hábitats. En el caso de los insectos plaga, estos estudios resultan importantes ya que aportan las bases teóricas y empíricas fundamentales para su manejo. La persistencia de éstas especies en un paisaje modificado depende de la interrelación entre procesos ecológicos y la estructura del paisaje, tales como la interacción entre especies, la disponibilidad de parches hábitat y la influencia de las prácticas de manejo. El análisis de éstos procesos en un agroecosistema permite simplificar los modelos de heterogeneidad espacial, debido a que los lotes de cultivo son internamente homogéneos y los disturbios antropogénicos generalmente ocurren a la escala de parche, permitiendo determinar las respuestas de los insectos a dicha escala. La alfalfa (Medicago sativa) es un recurso fundamental para la producción agropecuaria y en Argentina, es el recurso forrajero más importante, constituyendo la base de la producción ganadera del país. Actualmente se cultivan alrededor de 5 millones de hectáreas, de las cuales un millón se siembran en la provincia de Córdoba. Además, cumple un rol importante en la sustentabilidad de los sistemas de producción por su función de recuperación de la fertilidad y estabilidad edáfica. La isoca de la alfalfa (Colias lesbia) es la plaga principal del cultivo, produciendo en promedio la pérdida de un corte por año. La hipótesis principal de nuestro trabajo es que los patrones de abundancia y movilidad de la isoca de la alfalfa son afectados por la estructura del paisaje y las prácticas de manejo. Los objetivos específicos del proyecto son: (a) Establecer el efecto de la estructura del paisaje y y el manejo del cultivo en la abundancia de los distintos estadios de Colias lesbia. (b) Determinar los patrones de dispersión de Colias lesbia en relación a la heterogeneidad espacial del paisaje (c) Generar un modelo predictivo de la abundancia de Colias lesbia según la estructura espacial del paisaje, el clima y el manejo del cultivo. (d) Desarrollar un conjunto de recomendaciones de manejo a escala regional para el control de la isoca de la alfalfa. Para ello se elegirán lotes de alfalfa en la región este de la provincia de Córdoba, en el departamento de San Justo, donde se realizará un relevamiento inicial del área de estudio y se dialogará con los productores. Paralelamente, se realizará una clasificación supervisada del área de estudio a partir de escenas de imágenes Landsat TM. En los parches seleccionados, durante 3 años y durante los meses de verano, se muestrearán quincenalmente los distintos estadios de Colias lesbia. Se realizarán análisis de correlación y regresión entre las variables independientes (métricas de la configuración y dinámica del paisaje) y las variables dependientes, (abundancia media de los diferentes estadios de las poblaciones). Asimismo, se realizarán experimentos de marcado-liberación-recaptura para determinar cómo el movimiento de la especie depende de la estructura del paisaje. Para modelar el movimiento inherente de la especie se combinará la información obtenida en el campo con un modelo de difusión utilizando métodos bayesianos. Se espera obtener modelos que permitan comprender los mecanismos que generan los patrones observados. Con esta información se propondrán lineamientos generales y específicos para un manejo de la isoca de la alfalfa a escala regional. En tal sentido, se espera aportar información para restringir la dispersión de la plaga, y reducir los costos y perjuicios del control químico que podrían evitarse con la aplicación de prácticas de manejo integrado y de "manejo de área" que minimicen el impacto de la plaga como también contribuir al conocimiento general de la ecología de insectos.

Regulación transcripcional y relación entre estructura y función de proteínas relacionadas con el metabolismo de colina en Pseudomonas aeruginosa. Transcriptional regulation and relationship between structure and function of proteins related with the choline metabolism in Pseudomonas aeruginosa.

El objetivo general de este proyecto es dilucidar los mecanismos de acción a nivel molecular de enzimas y proteínas involucradas en el metabolismo de colina en Pseudomonas aeruginosa, con énfasis en la identificación de residuos aminoacídicos críticos y regulación de la expresión de los genes en estudio. Los objetivos específicos que se palntean involucran abordajes bioquímicos y moleculares y serán llevados a cabo mediante técnicas de biología molecular y bioquímica (mutación sitio-dirigida, deleción génica, expresión y purificación de proteínas, fusión transcripcional a genes reporteros, etc). Planteo de hipótesis: las proteínas que se inducen por colina (fosforilcolina fosfatasa (PchP), fosfolipasa C (PlcH), acetilcolinestera (AchE), proteínas periplásmicas unidoras de colina (PUch) podrían compartir: a) una organización génica y responder a la regulación por proteínas regulatorias o a factores ambientales de manera similar; b) residuos aminoacídicos conservados que intervengan en la unión o interacción con diferentes ligandos, principalmente, colina. Para ello, se plantean los siguientes Objetivos Específicos: 1) identificar las zonas promotoras de los genes que codifican para PchP, PlcH, AchE y PUch, a fin de localizar posibles sitios de unión a proteínas reguladoras y los factores ambientales que afectan la actividad promotora. 2) determinar en las proteínas mencionadas los residuos aminoacídicos de importancia involucrados en la catálisis y en la interacción con ligandos, principalmente en la unión a compuestos de alquilamonio; 3) Se iniciarán estudios que demuestren la relación entre la inducción por colina de varios factores de patogenicidad la virulencia del microorganismo, empleando mutantes simples o múltiples en estos factores y como modelo de patogenicidad el nematodo C. elegans. A partir de los resultados obtenidos se pretende tener un conocimiento profundo sobre la regulación molecular y bioquímica de varias enzimas comprometidas en la patología que produce P. aeruginosa. Esto más el conocimiento de la fisiología de este microorganismo abre el camino para la búsqueda de posibles blancos de acción de drogas. Por otro lado, se espera tener un conocimiento integral sobre la regulación de la expresión de las actividades enzimáticas relacionadas con el metabolismo de colina y la respuesta de P. aeruginosa ante la presencia de compuestos de alquilamonio utilizados como nutrientes. Se espera conocer el papel que desempeña cada uno de los sitios de unión a los diferentes ligandos para el funcionamiento y control de las enzimas mencionadas y explicar el comportamiento diferencial de las enzimas frente a distintos sustratos y otros ligandos. El conocimiento de los sitios de unión a compuestos de alquilamonio permitirá encontrar esos dominios en diferentes proteínas del género Pseudomonas y otras bacterias Gram negativas. Desde el punto de vista evolutivo, se podrá comparar la similitud de los sitios de unión a colina entre proteínas de organismos eucariotas con procariotas (ej. PUch de bacterias Gram positivas, transportadores de colina, proteína C reactiva, AchE de eucariotas contra las encontradas en bacterias del género Pseudomonas, fosfolipasas A, C o D, etc.). Este proyecto permitirá concretar al menos dos tesis doctorales (Sanchez, Otero) más varios trabajos finales de grado (tesinas) que son y serán realizados por alumnos de la carrera de Microbiología en la UNRC. Les permitirá a los doctorandos y a los alumnos de grado adquirir una formación bastante integral ya que utilizarán herramientas de la fisiología general bacteriana, de la bioquímica clásica, de la biología molecular y de la bioinformática.

Estructura, representaciones y cohomología de álgebras de Lie nilpotents. Structure, represntations and cohomology of nilpotent Lie algebras.

El objetivo de este proyecto es obtener resultados de calidad en el área de las representaciones y cohomología de álgebras de Lie complejas nilpotentes de dimensión finita. Los objetivos específicos son (1) Demostrar que la familia de nilradicales parabólicos de las subálgebras de Lie semisimples satisfacen la conjetura del rango toral. (2) Calcular explícitamente la cohomología, aunque sea en grados bajos, de las álgebras de Lie 3-pasos nilpotentes libres y las álgebras $\mathfrak{gl}(2,A_{k})$ donde $A_{k}$ es el álgebra de quiver truncada en $k$ asociada a un quiver cíclico de $k$ flechas (y $k$ vértices). (3) Determinar explícitamente qué diagramas de Young aparecen en la cohomología, calculada por Kostant, de los nilradicales parabólicos de las subálgebras de Lie semisimples. (4) Mejorar las actuales cotas para las representaciones fieles de dimensión mínima de álgebras de Lie 3-pasos nilpotentes.

Estudio de los modos de vida e historia biológica de las poblaciones humanas de la región central de argentina desde el registro bioarqueológico. Lifestyles and biological history of human populations of the central region of argentina from bioarchaeological record.

Se pretende aportar al estudio de la estructura, historia biológica y estilos de vida de las poblaciones que habitaron la región central de Argentina durante el Holoceno, desde una perspectiva que combina los aportes teóricos y metodológicos de la Genética del paisaje y la Bioarqueología. Interesa a) identificar barreras de diferenciación morfológica entre poblaciones, b) poner a prueba modelos poblacionales para explicar la variación observada e identificar las variables que contribuyan a dicha diferenciación, c) evaluar la congruencia de los resultados obtenidos, d) reconstruir los patrones de movilidad residencial de las poblaciones, e) estudiar sus patrones dietarios considerando diferencias temporales y espaciales, f) identificar indicadores de diversos tipos de estrés (nutricional, funcional), así como traumas, g) estudiar las historias tafonómicas del registro bioarqueológico regional, y h) proponer un modelo para explicar el poblamiento y la evolución local de las poblaciones que habitaron esta región, a partir de la información arqueológica y bioantropológica. Para el análisis de los patrones espaciales de variación biológica se trabajará a partir del registro de rasgos epigenéticos craneales, medidas lineales y datos obtenidos a partir de morfometría geométrica sobre fotografías en 2D sobre muestras arqueológicas procedentes de esta región y de otras regiones geográficas de la Argentina. Para el análisis de la estructura de la población se trabajará a partir del cálculo de la matriz R para datos morfológicos y sus estimaciones derivadas (distancia D², Fst, coordenadas principales) y la aplicación del modelo de Harpending y Ward. Desde la genética del paisaje, se realizarán análisis de autocorrelación espacial, barreras genéticas y análisis geoestadísticos (kriging). Para el estudio de los modos de vida a partir del registro bioarqueológico se relevarán patologías dento-alveolares y alteraciones vinculadas con la salud bucal tales como desgaste dental –a nivel micro y macroscópico- caries, abscesos, pérdidas dentales antemortem, cálculos, hipoplasias, marcadores esqueletales de salud y lesiones traumáticas. Se analizarán isótopos estables (δ13C, δ15N, 86Sr y 87Sr) en restos óseos humanos de diversos sitios arqueológicos con el objetivo de reconstruir patrones dietarios y analizar la movilidad residencial y migración de las poblaciones. Paralelamente, se establecerán procedimientos de control tafonómico de los restos óseos, y se harán análisis específicos para estudiar las historias tafonómicas y evaluar el grado de integridad de los contextos de depositación y de las colecciones en general. Estimamos que el análisis de los patrones espaciales y temporales de variabilidad morfológica craneofacial, así como el estudio de las dietas a partir de información isotópica y bioarqueológica, de las migraciones y la movilidad residencial de las poblaciones a partir de isótopos de estroncio, la reconstrucción de comportamientos y actividades cotidianas a partir de marcadores de estrés músculo-esqueletal, en un marco cronológico y espacial constituye un aporte novedoso y eficaz que permitirá incrementar de manera substancial la información sobre la evolución de las poblaciones originarias del centro del territorio argentino. The aim of this project is to study the structure, biological history and lifestyles of the people that inhabitated the central region of Argentina during the Holocene, from a perspective that combines theoretical and methodological contributions of Landscape Genetics and Bioarchaeology. To analyze the spatial patterns of biological variation we consider epigenetic cranial traits, linear measurements and data obtained from geometric morphometric on 2D photographs. Morphological variation will be focused on landscape genetics (autocorrelation, genetic barriers and geostatistical analysis –kriging-) and population structure (matrix R, D², Fst, principal coordinates, Harpendig and Ward model). For the study of lifestyles from bioarchaeological record we consider alveolar pathologies and disorders related to oral health such as tooth wear, micro and macroscopic level, caries, abscesses, antemortem tooth loss, hypoplasia, markers skeletal health and traumatic injuries, as well as taphonomic processes. Stable isotopes will be analyzed (δ13C, d15N, 86Sr and 87Sr) in human skeletal remains from various archaeological sites in order to reconstruct and analyze dietary patterns of residential mobility and migration of populations. It will be established procedures of taphonomic control on skeletal remains, analysis to study taphonomic histories and assess the degree of completeness of depositional context and collection, in general terms. We consider that analysis of spatial and temporal patterns of variability in craniofacial morphology and the study of health and diets from isotopic and bioarchaeological data, migration and residential mobility patterns from strontium isotopes, as well as activity patterns from stress markers is a novel and effective contribution that will substantially increase the information about the local evolution of populations that inhabitated the center of Argentina.

Population genetic structure of brown crab (Cancer pagurus) in Irish waters

The brown crab (Cancer pagurus) fishery in Ireland is one of the most important financially and socio-economically, with the species worth approximately €15m per year in the first half of the decade. Only mackerel (Scomber scombrus) and Dublin Bay prawn (Nephrops norvegicus) are of greater value. Despite this, very little research has been conducted to describe the stock structure of brown crab on a national scale. In this study a country-wide assessment of genetic population structure was carried out. Sampling was conducted from commercial fishing boats from 11/06 to 04/08 at seven sample sites representing the central Irish brown crab fisheries, with one sample site from the UK also included in the study. Six microsatellite markers, specifically developed for brown crab, were used to assess genetic diversity and estimate population differentiation parameters. Significant genetic structuring was found using F-statistics (Fst = 0.007) and exact tests, but not with Bayesian methods. Samples from the UK and Wexford were found to be genetically distinct from all other populations. Three northern populations from Malm Head and Stanton Bank were genetically similar with Fst estimates suggesting connectivity between them. Also, Stanton Bank, again on the basis of Fst estimates, appeared to be connected to populations down the west coast of Ireland, as far south as Kerry. Two Galway samples, one inside and one outside of Galway Bay, were genetically differentiated despite their close geographic proximity. It is hypothesised that a persistent northerly summer current could transport pelagic larvae from populations along the southwest and west coasts of Ireland towards Stanton Bank in the North, resulting in the apparent connectivity observed in this study.

Data for the sustainable management of an emerging fishery: Age, growth and stock structure of Atlantic saury Scomberesox saurus saurus (Walbaum), in the Northeastern Atlantic Ocean

Almost half of Ireland’s commercial stocks face overexploitation. As traditional species decrease in abundance and become less profitable, the industry is increasingly turning to alternate species. Atlantic saury (Scomberesox saurus saurus (Walbaum)) has been identified as a potential species for exploitation. Very little information is available on its biology or population dynamics, especially for Irish waters. This thesis aims to obtain sound scientific data, which will help to ensure that a future Atlantic saury fishery can be sustainably managed. The research has produced valuable data, some of which contradicts previous studies. Growth of Atlantic saury measured using otolith microstructure is found to be more than twice that previously calculated from annual structures on scales and otoliths. This results in a significant reduction of the expected life span from five to about two years. Investigation of maturity stage at age indicates that Atlantic saury will reproduce for the first time at age one and will survive for one or at most two reproduction seasons. It is concluded that a future Irish fishery will target mostly fish prior to their first reproduction. Finally the thesis gives some insights into the population structure of Atlantic saury, by analysis of otolith morphometric. Significant differences are detected between Northeastern Atlantic and western Mediterranean Sea specimens of the 0+ age class (less than one year old). The implications of these results for the management of an emerging fishery are discussed.

The Statistical Structure of Visibility in Tbilisi

შესწავლილია ხილვადობის სიშორის სტატისტიკური სტრუქტურა თბილისში 1980-დან 2008 წლამდე პერიოდისათვის. გამოყენებულია საქართველოს ჰიდრომეტეოროლოგიური დეპარტამენტის მონაცემები ხილვადობის სხვადასხვა ბალიანობის მქონე დღეების რიცხვის შესახებ წელიწადში 9, 12 და 15 საათზე დაკვირვებებისათვის.