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.

Deficiencias de fósforo y potasio en maíz : efectos sobre el área foliar, crecimiento y absorción de nutrientes

El manejo agronómico del fósforo (P) y del potasio (K) guarda similitudes, en gran medida por su baja movilidad en el suelo. Hay pocos estudios que aborden los procesos que se ven afectados en el cultivo de maíz (Zea mays L.) en situaciones de deficiencias de P, K o de ambos en conjunto. Para determinar los efectos de las deficiencias de estos nutrientes, se establecieron dos ensayos en cultivos de maíz en condiciones de campo, en estaciones de crecimiento consecutivas (2011-2012 y 2012-201393). Los tratamientos consistieron en combinaciones de distintos niveles de fertilización fosfórica y potásica. De manera contraria a lo hipotetizado, la deficiencia de P disminuyó el crecimiento temprano en el ciclo del cultivo, mientras que la deficiencia de K redujo el crecimiento hacia fines del ciclo. La deficiencia de P disminuyó la expansión foliar, con pocos efectos sobre la senescencia. Por el contrario, las deficiencias de K afectaron la senescencia marcadamente, con un menor efecto sobre la expansión foliar. Las deficiencias de P disminuyeron tanto la fracción de la radiación fotosintéticamente activa interceptada (FPAR) como la eficiencia en el uso de la radiación (EUR). En cambio las deficiencias de potasio solo afectaron la FPAR. El índice de cosecha no fue afectado por las deficiencias de P y K. Las deficiencias de P disminuyeron el número de granos en mayor magnitud que el peso de los mismos, mientras que las deficiencias de K afectaron de manera similar ambos co mponentes. Las deficiencias de P no modificaron las relaciones estequiométricas con K o su curva de dilución, y viceversa. Las deficiencias de P cambiaron la curva de dilución de nitrógeno, provocando disminuciones en la concentración de nitrógeno a la misma biomasa aérea total. La interacción entre los efectos de P y de K, sobre el rendimiento y otras variables, fue sinérgica, ya que la respuesta a la adición combinada de los dos nutrientes fue mayor que la suma de las respuestas individuales.

Fertilización foliar complementaria en cultivo de soja de primera

El uso continuo de los suelos desde hace décadas con una exportación permanente de nutrientes a través de los granos, y la escasa o nula reposición mineral implicó una disminución en la productividad principalmente en aquellos sitios con prolongada historia agrícola y ausencia de actividad ganadera. En los últimos años, el uso de cultivares de alto potencial de rendimiento y la fertilización con nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S) incrementaron los niveles de producción, y con ello la extracción de micronutrientes del suelo, sin que fueran repuestos por fertilización. Varios especialistas observaron deficiencia de algunos micronutrientes en suelos de la región pampeana y diferentes niveles de respuesta al agregado de estos microelementos vía foliar en diversos cultivos. Esta problemática nos movilizó a estudiar a la fertilización foliar como una técnica para proveer micronutrientes a los cultivos, en dosis y estadios fenológicos adecuados. Dada la importancia del cultivo de soja como motor de la economía nacional y teniendo en cuenta el incremento en la superficie sembrada por ser un cultivo rentable y de bajo riesgo empresarial, se ha decidido evaluar la respuesta que esta oleaginosa presenta a la fertilización foliar con micronutrientes en el estadio R3, utilizando dicha tecnología como un complemento de la fertilización de base. El estado R3 fue escogido dada su relevancia fisiológica: el cuajado de vainas se considera la fase inicial del período crítico en soja, y operativa: en los últimos años, se ha sugerido como el estado ideal para la aplicación de fungicidas, permitiendo así la aplicación conjunta con los fertilizantes foliares. El estudio se realizó en 10 lotes de productores del partido de Rojas, sobre suelos serie Rojas, Argiudoles típicos. Se comparó el rendimiento en grano de un tratamiento de 8 litros de fertilizante foliar FERTIDEG con un testigo sin fertilizar. El experimento se diseñó en bloques completos aleatorizados y los datos se analizaron con el método estadístico ANOVA. Se realizó la prueba de Fmáx de Hartley o prueba de homogeneidad de variancia, donde no se descartó ningún sitio experimental. Al analizar cada localidad en forma individual, se rechazó la hipótesis nula en la que los efectos de los tratamientos son todos iguales en el 70 por ciento de los casos y se la aceptó en el 30 por ciento restante. La aplicación de micronutrientes, junto a pequeños aportes de macronutrientes vía foliar mostró ser un complemento efectivo de la fertilización de base en soja, para incrementar los rendimientos de grano en forma significativa, con valores promedios al 10 por ciento en lotes con historia agrícola prolongada y ausencia de actividad ganadera.

Estimación del contenido de clorofila en hojas de orégano usando un Clorofilómetro portátil : relación con el espesor del mesófilo y edad foliar

p.77-84

Análisis foliar en plantas de maíz II : microelementos

p.31-38

Deficiencias de fósforo y potasio en maíz : efectos sobre el área foliar, crecimiento y absorción de nutrientes

El manejo agronómico del fósforo (P) y del potasio (K) guarda similitudes, en gran medida por su baja movilidad en el suelo. Hay pocos estudios que aborden los procesos que se ven afectados en el cultivo de maíz (Zea mays L.) en situaciones de deficiencias de P, K o de ambos en conjunto. Para determinar los efectos de las deficiencias de estos nutrientes, se establecieron dos ensayos en cultivos de maíz en condiciones de campo, en estaciones de crecimiento consecutivas (2011-2012 y 2012-201393). Los tratamientos consistieron en combinaciones de distintos niveles de fertilización fosfórica y potásica. De manera contraria a lo hipotetizado, la deficiencia de P disminuyó el crecimiento temprano en el ciclo del cultivo, mientras que la deficiencia de K redujo el crecimiento hacia fines del ciclo. La deficiencia de P disminuyó la expansión foliar, con pocos efectos sobre la senescencia. Por el contrario, las deficiencias de K afectaron la senescencia marcadamente, con un menor efecto sobre la expansión foliar. Las deficiencias de P disminuyeron tanto la fracción de la radiación fotosintéticamente activa interceptada (FPAR) como la eficiencia en el uso de la radiación (EUR). En cambio las deficiencias de potasio solo afectaron la FPAR. El índice de cosecha no fue afectado por las deficiencias de P y K. Las deficiencias de P disminuyeron el número de granos en mayor magnitud que el peso de los mismos, mientras que las deficiencias de K afectaron de manera similar ambos co mponentes. Las deficiencias de P no modificaron las relaciones estequiométricas con K o su curva de dilución, y viceversa. Las deficiencias de P cambiaron la curva de dilución de nitrógeno, provocando disminuciones en la concentración de nitrógeno a la misma biomasa aérea total. La interacción entre los efectos de P y de K, sobre el rendimiento y otras variables, fue sinérgica, ya que la respuesta a la adición combinada de los dos nutrientes fue mayor que la suma de las respuestas individuales.

Variación del índice de área foliar en alfalfa (Medicago sativa var. Ardiente) durante la sequía ocurrida en 1988 - 89

p.53-60

Análisis foliar en plantas de maíz de cultivo, I : macroelementos

p.23-30

Variación del espesor cuticular foliar de cinco especies arbustivas del sur del Caldenal, Provincia de La Pampa, Argentina

p.177-182

Bio-fortification of potato tubers using foliar zinc-fertiliser

Worldwide, many people are zinc (Zn)-deficient. Dietary Zn intake can be increased by producing crops with higher concentrations of Zn in their edible portions. This can be achieved by applying Zn-fertilisers to varieties with an increased ability to acquire Zn and to accumulate Zn in their edible portions. Potato (Solanum tuberosum L.) is an important food crop and is, therefore, a target for bio-fortification with Zn. Field trials incorporating a core collection of 23 potato genotypes, performed over 4 years (2006 – 2009), indicated significant genotypic effects on tuber Zn concentration and suggested that tuber Zn concentration was influenced by environmental effects, but also found that genotype environment (G E) interactions were not significant. Tuber Zn concentrations averaged 10.8 mg kg–1 dry matter (DM), and the ratio between the lowest and the highest varietal tuber Zn-concentration averaged 1.76. Tuber Zn concentrations could be increased by foliar Zn-fertilisation. Tuber yields of ‘Maris Piper’ were unaffected by foliar applications of < 1.08 g Zn plant–1. The relationship between tuber Zn concentration and foliar Zn application followed a saturation curve, reaching a maximum at approx. 30 mg Zn kg–1 DM at a foliar Zn application rate of 1.08 g plant–1. Despite a 40-fold increase in shoot Zn concentration compared to the unfertilised controls following foliar Zn fertilisation with 2.16 g Zn plant–1, only a doubling in tuber Zn concentration was observed. This suggests that the biofortification of tubers with Zn was restricted by the limited mobility of Zn in the phloem. A significant positive linear relationship between tuber Zn concentration and tuber N concentration supported the hypothesis of co-transport of Zn and N-compounds in the phloem.

Nitrogen dynamics under Lolium perenne after a single application of different sewage sludge types from the same treatment stream

Three sludge types from the same treatment stream (undigested liquid, anaerobically digested liquid and dewatered, anaerobically digested cake) were used in a field based tub study. Amendments (4, 8, and 16 Mg dry solid (ds)ha(-1)) were incorporated into the upper 15 cm of a sandy loam soil prior to sowing with rye-grass (Lolium perenne L.). Nitrogen transformations in the soil were determined for the 80 d period following incorporation. Nitrogen uptake and crop yield were measured in the cut sward 35 and 70 d after sowing. The study showed that application of sewage sludge at rates as low as 4 Mgha(-1) can have a nutritional benefit to rye-grass over the two harvests. Differences in N transformation, and hence crop nutritional benefit, between sludge types were evident throughout the experiment. In particular, the dewatering process changed the mineral N characteristics of the anaerobically digested sludge, which, when not dewatered, outperformed the other sludges in terms of yield and mineralisation rate at both harvests. The dewatered sludge produced the lowest yield of rye-grass. The undigested liquid sludge had the lowest foliar N and soil NO(3)-N concentrations, possibly immobilised as the large oxidisable C component of this sludge was metabolised by the microbial biomass. Correlation data support the concept of preferential uptake of NH(4)-N over NO(3)-N in Lolium perenne. Results are discussed in the context of managing sludge type and application for a plant nutrient source and NO(3)-N release.

Crescimento inicial e morfologia foliar em plantas de Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong. E Erythrina velutina Mart. ex Benth, sob estresse hídrico

The Caatinga is the predominant vegetation type in semi-arid region of Brazil, where many inhabitants depend on hunting and gathering for survival, obtaining resources for: food and feed, folk medicine, timber production, etc. It‟s the dry ecosystem with highest population density in the world. The early stages of development are the most critical during the life cycle of a flowering plant and they‟re primordial to its establishment in environments exposed to water stress. Information about adjustments to the growth of the species, correlated with their studies of distribution in Seridó oriental potiguar, are an important ecological and economic standpoint, because they provide subsidies for the development of cultivation techniques, to programs of sustainable use and recovery of degraded areas. This thesis aimed to study the initial growth and foliar morphology in plants like Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong. (tamboril) and Erythrina velutina Mart. ex Benth (mulungu), species of occurrence in the Caatinga, under water stress. After sowing and emergency, the seedlings were exposed to three water regimes: 450 (control), 225 (moderate stress) and 112.5 (severe stress) mm of water slide for 40 days. Seeding occurred in bags of 5 kg and after the establishment of seedlings thinning was carried out leaving a plantlet per bag. At the beginning the waterings occurred daily with distilled water, passing to be on alternate days after thinning. Twenty and forty days after the thinning seedlings collections were held to be done analysis of growth and biomass partition. When compared to the control group, the treatments with water stress showed reduction in the growth of the aerial part, growth of the greater root, number of leaves and leaflets, dry leaf area and total phytomass in both species, but in general, this effect was most marked for E. velutina. Regarding the partition of biomass, there were few changes throughout the experiment. Morphological changes in the leaves as a function of stress were not significant, however, there was a trend, in both species, to produce narrower leaves, that facilitate heat loss to the environment. It has not been possible to establish a positive relationship between inhibition of growth and distribution of species, whereas E. velutina is a species of most common occurrence in Seridó oriental potiguar. In this way, other aspects should be taken into account when studying the adaptation of species the dry environments, such as salinity, presence of heavy metals, wind speed, etc

Determinantes locais da decomposição foliar e de raízes finais em um ecossistema semiárido do nordeste brasileiro

The decomposition process exercises an extensive control over the carbon cycle, affecting its availability and nutrient cycling in terrestrial ecosystems. The understanding of leaf decomposition patterns above the soil and fine roots decomposition below the soil is necessary and essential to identify and quantify more accurately the flow of energy and matter in forest systems. There is still a lack of studies and a large gap in the knowledge about what environmental variables act as local determinants over decomposition drivers. The knowledge about the decomposition process is still immature for Brazilian semiarid region. The aim of this study was to analyze the decomposition process (on leaves and fine roots) of a mixture of three native species for 12 months in a semiarid ecosystem in Northeast Brazil. We also examined whether the rate of decomposition can be explained by local environmental factors, specifically plant species richness, plant density and biomass, soil macro-arthropods species richness and abundance, amount of litterfall and fine root stock. Thirty sampling points were randomly distributed within an area of 2000 m x 500 m. To determine the decomposition rate, the litterbag technique was used and the data analysis were made with multiple regressions. There was a high degradation of dead organic matter along the experiment. Above ground plant biomass was the only environmental local factor significantly related to leaf decomposition. The density of vegetation and litter production were positively and negatively related to decay rates of fine roots, respectively. The results suggest that Caatinga spatial heterogeneity may exert strong influences over the decomposition process, taking into account the action of environmental factors related to organic matter exposure of and the consequent action of solar radiation as the decomposition process main controller in this region