FCA - Doctorado en Ciencias Agrarias - Tesis

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Ampliación de la base genética del germoplasma tetraploide sexual de Paspalum notatum: caracterización genética y reproductiva de una población sintética
(2017-03-29) Zilli, Alex Leonel; Martínez, Eric Javier; Acuña, Carlos Alberto
Paspalum notatum Flüggé es una gramínea rizomatosa perenne, nativa del continente Americano y particularmente predominante en los campos de pastoreo del sur de Brasil, Paraguay, Uruguay y nordeste de Argentina. Es una forrajera bien adaptada al clima subtropical y a los sistemas de pastoreo continuo. La especie presenta citotipos diploides (2n=2x=20) alógamos y de reproducción sexual, y citotipos tetraploides (2n=4x=40) apomícticos y seudógamos. Unos pocos individuos tetraploides sexuales experimentales fueron generados por duplicación cromosómica de diploides naturales. Sin embargo, la obtención de estos individuos tetraploides artificiales es un proceso laborioso y poco eficiente, además, las plantas obtenidas por este método presentan escaso vigor y fertilidad y en algunos casos resultan apomícticos facultativos. Es por ello que el germoplasma tetraploide sexual de P. notatum se encuentra acotado a unos pocos individuos, con una base genética muy estrecha, lo que restringe su uso en programas de mejoramiento. La variabilidad existente en P. notatum se encuentra presente en los tetraploides apomícticos que poseen una amplia distribución geográfica en todo el continente americano y una gran variación fenotípica. Una muestra representativa de esa variabilidad se halla depositada en el Banco de Germoplasma del IBONE. Esta variabilidad presente en los apomícticos puede ser transferida al germoplasma tetraploide sexual, mediante cruzamientos intra-específicos entre los pocos genotipos 4x sexuales existentes y varios genotipos apomícticos naturales, de tal manera de generar luego una población sexual con una base genética más amplia. El objetivo de este trabajo fue la ampliación del pool génico del germoplasma tetraploide sexual de P. notatum, a partir de la obtención de híbridos tetraploides sexuales, y su posterior uso para generar una población tetraploide sexual sintética con caracterización genética y reproductiva. Se obtuvo un total de 12 familias Fi, a partir de cruzamientos controlados entre 3 genotipos tetraploides sexuales experimentales (GTSE) y 10 genotipos tetraploides apomícticos naturales (GTAN). Se confirmó el origen híbrido de una muestra representativa de cada progenie, a partir de un test de paternidad con marcadores moleculares. Se determinó el modo de reproducción de todas las progenies híbridas, mediante marcadores moleculares ligados a la aposporia y posterior corroboración por métodos citoembriológicos. Todas las progenies resultaron ser de origen híbrido, con excepción de dos plantas que fueron producto de autofecundación de la madre. El modo de reproducción en las familias mostró un rango de segregación entre sexuales-.apomicticos de 1:1 a 8,6:1 (x= 3,4:1). Se observaron proporciones muy similares en aquellas familias que compartían el mismo padre apomíctico, lo que sugiere una influencia paterna en las proporciones esperables entre sexuales y apomícticos. Un total de 29 híbridos Fi sexuales, provenientes de 10 familias, fueron intercruzados para generar una Población Tetraploide Sintética Sexual (PTSS) de 306 individuos. La PTSS fue caracterizada desde el punto de vista citológico, reproductivo, fertilidad, variabilidad molecular y morfo-agronómica. Se comprobó que los individuos de la PTSS son tetraploides (2n=4x=40) y se reproducen exclusivamente en forma sexual. La fertilidad medida a partir de la producción de semillas en autopolinización forzada y polinización abierta demostró que la PTSS se comporta como alógama, aunque con niveles variables de autogamia. Se observaron niveles variables de fertilidad entre los individuos de la PTSS, aunque en promedio con valores similares a los obtenidos en los GTSE y los diploides. El análisis de la variabilidad molecular, evaluada con marcadores de SSR, y la morfo-agronómica a partir de 9 caracteres, demostró que la PTSS posee una variabilidad similar a la observada en los GTAN y considerablemente superior a los GTSE. Esto demuestra que se logró transferir la variabilidad presente en los GTAN a la PTSS, ampliando el pool génico del germoplasma tetraploide sexual de la especie. Se generaron familias híbridas entre individuos de la PTSS y dos cultivares apomícticos de P. notatum. Se determinó la segregación por el modo de reproducción, mediante marcadores moleculares 100 po ciento ligados a la aposporia. A su vez, se estimaron los niveles de expresividad de la aposporia en los híbridos apomícticos, a partir de la observación de sacos embrionarios maduros. Se obtuvieron 22 familias, a partir de cruzamientos entre 11 individuos de la PTSS y los cvs. Argentino y Boyero UNNE. El modo de reproducción mostró un rango de segregación entre sexuales: apomícticos de 1:0 a 1,3:1 (x= 3,5:1) y 1:0 a 1,5:1 (x=4:1) para las familias del cv. Argentine y cv. Boyero, respectivamente. La expresividad de la aposporia fue estimada en 55 y 28 híbridos apomícticos provenientes de los cruzamientos por cv. Argentine y Boyero UNNE, respectivamente. Los niveles de expresividad de la aposporia en los híbridos apomícticos mostraron un rango de 12,5-97 por ciento (CV= 33,6 por ciento) y 3,0-100 por ciento (CV= 53,1 por ciento) para el cv. Argentine y Boyero UNNE, respectivamente. Se observó una alta proporción de híbridos apomícticos con niveles de expresividad superiores al 80 por ciento, los cuales podrán ser evaluados como potenciales nuevos cultivares.
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Análisis comparativo de diferencias de rendimiento entre sorgo y maíz
(Facultad de Ciencias Agrarias. Universidad Nacional de Rosario, 2022) Parra, Gonzalo; Gambin, Brenda L.; Borrás, Lucas
Los cultivos de maíz y sorgo tienen una amplia difusión en Argentina, pero históricamente el sorgo ha ocupado un puesto muy distinto al actual. Esta tesis busca comparar ambos cultivos usando diferentes aproximaciones: datos públicos de rendimiento a nivel de productor, datos experimentales de rendimiento con ambos cultivos creciendo en simultaneo y bajo un mismo manejo, y datos experimentales comparando la biomasa remanente de ambos cultivos. Estudios previos mostraron que la ganancia genética en rendimiento ha sido muy superior en maíz comparada con sorgo, aumentando su rendimiento potencial y estabilidad frente a condiciones de stress hídrico y de nutrientes. La hipótesis de trabajo es que el rendimiento de maíz es actualmente superior al de sorgo en ambientes de más de 4000 kg ha-1 , y que la ventaja del cultivo de sorgo reside principalmente en la cantidad y calidad del rastrojo remanente. Ambos cultivos evidenciaron rendimientos similares en la década de 1970, pero la evolución del rendimiento a nivel de productor fue muy distinta entre cultivos a partir de esa fecha. El rendimiento de maíz a nivel nacional se incrementó a una tasa promedio de 110 kg ha-1 año-1 , mientras que la tasa de incremento del rendimiento de sorgo fue considerablemente menor, promediando 62 kg ha-1 año-1 . La diferencia en favor del maíz fue más evidente a partir de mediados de la década de 1990, con la introducción de materiales modificados genéticamente. El incremento del rendimiento en favor del maíz fue acompañado de mayor estabilidad (0,18 y 0,15% año-1 para maíz y sorgo, respectivamente) y mayor superficie sembrada en todas las zonas productivas de Argentina (3,8 Mha en 2016), y va de la mano de una contrastante inversión de tecnología (principalmente mejoramiento genético y biotecnología) entre cultivos. Estos resultados concuerdan con aquellos obtenidos al comparar ambos cultivos en las mismas condiciones ambientales. La diferencia de rendimiento (maíz menos sorgo) osciló entre -0,3 y 4,8 Mg ha-1 , y fue significativamente mayor en maíz excepto en uno de los ambientes explorados. La diferencia a favor del cultivo de maíz aumentó a medida que mejoraron las condiciones ambientales, evidenciando el mayor potencial de rendimiento de maíz. El rendimiento de indiferencia por debajo del cual el sorgo superó al maíz fue de solo ~1800 kg ha-1 , lo que concuerda con la mayor tolerancia a estrés de los híbridos comerciales actuales de maíz. El sorgo presentó valores de índice de cosecha bajos y poco estables cuando se lo comparó con maíz. Por último, la biomasa remanente fue mayor en sorgo que en maíz (12,8 y 10,1 t ha-1 , respectivamente), pero más lábil, resultado que presenta nuevos interrogantes por sus implicancias prácticas. La principal conclusión de esta tesis es que es necesario generar mayor inversión en genética y tecnología en el cultivo de sorgo, aunque el mismo tiene que ser acompañado con otros mecanismos que motiven su implantación. El mejoramiento debería focalizarse en aumentar la partición reproductiva en el cultivo de sorgo, y la difusión del cultivo debería concentrarse en los ambientes más restrictivos y frágiles ambientalmente, donde todavía es posible una ventaja en rendimiento y donde la biomasa remanente del sorgo respecto al maíz le genera un beneficio adicional.
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Análisis de Conservación y Microsintenía de la Región Genómica Responsable de la Apomixis (acr) en Paspalum notatum
(FCA-UNR, 2021-11-13) Spoto, Nicolás Leandro; Ortiz, Juan Pablo Amelio; Stein, Juliana; Podio, Maricel
La apomixis es una forma de reproducción clonal por semillas que origina progenies genéticamente idénticas a la planta madre. Este carácter fija naturalmente cualquier combinanción genética y por lo tanto es de gran interés para el mejoramiento. La apomixis está ampliamente difundida en las angiospermas, pero no se encuentra en las especies de gran cultivo. Solamente algunos géneros de gramíneas forrajeras subtropicales, el mango y las fresas presentan naturalmente este tipo de reproducción. La manipulación del carácter y su transferencia a los cultivos mayores puede tener un gran impacto en la agriculura. En la apomixis de tipo gametofítica, los embriones maternos se desarrollan por partenogénesis (sin fecundación) a partir de sacos embrionarios no reducidos (sea) derivados de células somáticas del óvulo (aposporía), o de la propia célula madre de la megáspora (diplosporía) luego de una falla en la meiosis. Varios autores sugieren que la apomixis puede derivar de cambios genéticos o epigenéticos de vías claves de la sexualidad. Paspalum notatum es una gramínea rizomatosa perenne que forma complejos agámicos y multiploides en los cuales el citotipo diploide se reproduce sexualmente, mientras que el tetraploide se reproduce por apomixis de tipo apospórica. La apomixis está controlada por un locus complejo, localizado en una región genómica de aproximadamente 36 Mpb, denominado acr (por Apospory Controlling Region), que presenta una segregación distorsionada, ausencia de recombinación y una alta metilación de citosinas. Este segmento cromosómico, está asociado (presenta sintenía) a regiones de los cromosomas 2 y 12 de arroz (Os2 y Os12), pero su constitución génica y estructural es aún desconocida. El objetivo de este trabajo fue determinar la conservación de los segmentos cromosómicos de arroz asociados al acr en diferentes especies de gramíneas, determinar su contenido génico, analizar los posibles patrones de expresión de los genes presentes durante el desarrollo reproductivo e identificar regiones genómicas asociadas al acr utilizando un borrador del genoma de un citotipo diploide de P. notatum. XIII Resumen Como material vegetal se utilizaron los genotipos tetraploides Q4188 (sexual) y Q4117 (apomíctico), una población F1 de 18 híbridos derivada del cruzamiento entre ellos y ocho genotipos apomícticos. La caracterización del modo reproductivo del material vegetal fue realizada mediante observaciones citoembriológicas de ovarios clarificados en estado de antesis y por análisis moleculares utilizando el marcador scar spna2, que se encuentra completamente ligado a la apomixis en la especie. Ambos estudios mostraron resultados concordantes en los individuos ensayados a excepción del genotipo Q3664 (un genotipo apomíctico facultativo), el cual presentó sea y ausencia del marcador. Este resultado indicaría que Q3664 sería un recombinante para el marcador utilizado y el acr, en esa región. El genotipo presenta un bajo porcentaje de expresión de la aposporía (11 %) con respecto a los genotipos apomícticos obligados (65 a 89 %) que sí contienen el marcador. A fin de validar la asociación del cromosoma Os2 con el acr, se identificaron transcriptos de P. notatum con homología al marcador de rflp C932 (que mapea en dicha región de arroz y que codifica para un gen ppi) expresados en los transcriptomas reproductivos sexual y apomíctico. Como resultado se obtuvieron cinco secuencias homólogas a partir del trascriptoma sexual y tres del apomíctico, respectivamente. Mientras los cinco transcriptos sexuales fueron semejantes al gen de arroz, los transcriptos apomícticos resultaron variables; una de las formas mostró semejanzas con el gen funcional, otra resultó un pseudogen sin aparente capacidad codificante, y el tercero resultó un transcripto quimérico, codificante para los dominios ppi y dnaj. El mapeo de las secuencias genómicas de cada transcripto en la población F1 segregante, demostró que la forma quimérica del gen segrega completamente ligada al carácter apomixis. Este resultado confirmó la asociación del segmento del cromosoma Os2 con el carácter y determinó que la forma quimérica es la que se encuentra en el acr. Los estudios de conservación de los segmentos de arroz demostraron que las regiones de los cromosomas Os2 y Os12 sinténicas al acr de P. notatum presentan una alta conservación en el contenido y orden génico respecto a seis de las siete especies del género Oryza estudiadas (O. sativa grupo Indica, O. barthii, O. brachyantha, O. glaberrima, O. glumipatula, O. punctata). Sin embargo, para el caso de Sorghum bicolor, se identificó una inversión de 6 Mpb y en Oryza nivara, se detectaron bloques de sintenía translocados entre los cromosomas homólogos al Os2 y Os12. A fin de analizar los posibles patrones de expresión de los genes presentes en los segmentos de arroz asociados al acr se estudió un transcriptoma floral por estadios del desarrollo reproductivo apomíctico y sexual de P. notatum. Este estudio reveló que la mayor parte de los transcriptos codificantes diferenciales están sobrexpresados en el XIV Resumen genotipo apomíctico. Además, se observó que en los cromosomas Os2 y Os12 se localiza una proporción mayor de transcriptos sobrexpresados del genotipo apomíctico que en el resto de los cromosomas. Un análisis similar mostró que el Os12 presenta la mayor proporción de transcriptos no codificantes sobrexpresados en el genotipo apomíctico. A partir de la disponibilidad de un borrador del genoma de un citotipo diploide de P. notatum, se detectaron scaffolds asociados al acr mediante el mapeo de 17 secuencias que cosegregan con la apomixis. Este análisis identificó 10 scaffolds que fueron caracterizados por su contenido génico. Las secuencias identificadas determinaron que presentan regiones sinténicas a las regiones cromosómicas de arroz asociadas al acr, presentando además una alta conservación en el contenido y orden génico. Estos resultados indican que el genoma diploide contiene, al menos parcialmente, el acr presente en los citotipos tetraploides. Uno de los scaffolds estudiados (utg001125l) contiene genes homólogos a genes de arroz localizados en las regiones sinténicas de los cromosomas Os2 y Os12, lo cual podría representar el sitio de yuxtaposición de la sintenía mixta del acr. El escrutinio detallado de las secuencias de arroz identificadas en cada uno de los análisis nos permitió identificar una lista de 100 candidatos para futuros estudios referidos a la apomixis entre los cuales los genes ppi, huellenlos, exs, ttg1 y mt-a70 aparecen como los más relevantes.
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Análisis del impacto de glifosato sobre comunidades microbianas de suelos de la región pampeana mediante un enfoque fisiológico y molecular
(2017) Allegrini, Marco; Gómez, Elena del Valle; Zabaloy, María Celina
La intensificación agrícola característica de los últimos tiempos, tanto en Argentina como a nivel mundial, depende en gran medida de la utilización de herbicidas para el control de malezas en cultivos y pasturas. El glifosato [N-(fosfonometil)glicina] es el herbicida más utilizado en el mundo en la actualidad. Es un herbicida de amplio espectro, no selectivo, usado en pre-siembra o post-emergencia, cuyo consumo se incrementó impulsado por la difusión de los cultivos genéticamente modificados resistentes al principio activo (GR) y la expansión de la agricultura en siembra directa. Asimismo, es utilizado también como agente de desecación química en cultivos sensibles, por ejemplo, para la supresión de cultivos de cobertura. La potencial alteración de las comunidades microbianas y los procesos biológicos del suelo por el glifosato ha despertado un particular interés ya que las comunidades microbianas edáficas llevan a cabo importantes funciones en el ecosistema. El objetivo de esta Tesis Doctoral fue evaluar el impacto de glifosato en comunidades microbianas del suelo. Para ello, se llevaron a cabo diferentes experimentos desde un enfoque tanto fisiológico como molecular. En primera instancia, en un estudio de carácter observacional, se determinó si la exposición crónica al herbicida puede conducir a un incremento en la tolerancia de la comunidad. Los resultados de la estrategia ecotoxicológica PICT (Pollution Induced Community Tolerance), con el ingrediente activo (IA) y con un formulado comercial (FC), indicaron que las comunidades microbianas de suelos con larga historia de exposición a campo (H) no presentan una mayor tolerancia respecto de aquellas presentes en suelos sin historia (NH). La tolerancia no incrementada fue consistente con un estudio posterior en microcosmos en el cual no se observó un fenómeno de “costo de tolerancia” frente a un disturbio secundario (desecación-humedecimiento). El efecto de un ciclo de desecación-humedecimiento sobre un indicador de estrés metabólico (cociente respiratorio, RQ), no fue significativo en el sitio H ni en el sitio NH. Asimismo, se demostró que en el sitio H la abundancia de genes indicadores de diferentes grupos microbianos, entre ellos bacterias totales, Actinobacteria, bacterias y arqueas oxidantes del amoníaco (BOA y AOA, respectivamente), en respuesta al disturbio mencionado, no se encuentra condicionada por la presencia/ausencia de una aplicación previa de glifosato. Sin embargo, en un experimento en microcosmos se observó que aplicaciones repetidas de glifosato conducen a modificaciones fisiológicas y a nivel de estructura de la comunidad. El RQ, con ácido p-cumárico como sustrato, se incrementó luego de tres aplicaciones del ingrediente activo (IA) respecto del control, tanto en sitios H como NH, indicando una condición de estrés metabólico y un posible impacto sobre microorganismos capaces de catabolizar fenilpropanoides. El FC, a diferencia del IA, mostró mayores efectos a nivel de estructura de la comunidad de BOA. En una de las dos localidades estudiadas, los perfiles basados en ADN de este grupo específico de microorganismos, indicaron una menor similitud de microcosmos con tres aplicaciones del FC respecto de microcosmos control, tanto para el sitio H como el NH, no observada con el IA. De la misma manera, en ambos sitios se observaron modificaciones en la abundancia relativa de BOA. Finalmente, se estudiaron las comunidades microbianas rizosféricas de Avena sativa L., especie utilizada frecuentemente como cultivo de cobertura (CC) y tratada con glifosato durante la etapa de finalización del cultivo. Se observaron efectos diferenciales de la desecación con un FC de glifosato, respecto de un método sin herbicida (corte). Si bien la estructura de la comunidad bacteriana (diversidad α y β) no mostró un efecto significativo del método de finalización, se detectaron diferencias en los perfiles catabólicos de las comunidades (CLPP) como así también en la diversidad catabólica y en la abundancia relativa de ciertos grupos bacterianos, entre ellos, las BOA. A los 26 días post-tratamiento, la diversidad catabólica observada fue mayor en el método con glifosato y los perfiles fisiológicos se diferenciaron significativamente, con una utilización mayor de todos los sustratos carbonados evaluados. Además, la rizosfera de plantas secadas con glifosato presentó una menor abundancia de AOA, una mayor abundancia relativa del OTU 35 (Mesorhizobium sp., posiblemente involucrada en la degradación de fosfonatos), y se detectaron plásmidos promiscuos IncP-1 ε, no observados en ausencia de glifosato. Un mecanismo putativo de impacto de glifosato basado en la exudación incrementada de compuestos fenólicos inhibitorios explicaría la menor abundancia de AOA y de BOA, mientras que la exudación directa de glifosato, reportada en diversos estudios, sería la causa del incremento de bacterias degradadoras de fosfonatos. Los resultados obtenidos mediante la estrategia PICT, apoyados por la ausencia de un fenómeno de “costo de tolerancia” frente a un disturbio secundario (desecación-humedecimiento), permiten concluir que la exposición crónica de las comunidades microbianas a glifosato no conduce a un incremento en la tolerancia. Sin embargo, la ausencia de una respuesta PICT es insuficiente para concluir que no han ocurrido modificaciones en la comunidad. Las evidencias obtenidas a partir del estudio de impacto de aplicaciones repetidas en microcosmos sugieren que podrían existir modificaciones en grupos específicos de microorganismos, entre ellos, las BOA, un grupo clave en el ciclo del N. La estrategia PICT podría ser sensible a grandes cambios en la comunidad pero insensible a poblaciones especializadas dentro de la misma. Por tal motivo es necesario considerar también indicadores relacionados con grupos específicos y ecológicamente relevantes para una evaluación precisa y abarcativa de los efectos del herbicida. Asimismo, es necesario incluir a la microbiota rizosférica en las evaluaciones de impacto. Las diferencias observadas entre comunidades microbianas rizosféricas de plantas de A. sativa finalizadas por desecación o corte, a los 26 días post-tratamiento, podrían derivar en efectos diferenciales sobre el ensamble de comunidades microbianas rizosféricas del cultivo sucesor, aspecto que deberá evaluarse en futuras investigaciones. De la misma manera, el enriquecimiento en bacterias degradadoras de fosfonatos a los 26 días podría estar asociado a una mayor potencial de degradación de glifosato en la rizosfera de plantas tratadas con el herbicida, aspecto que también deberá abordarse en próximos estudios. Finalmente, esta Tesis demuestra, por primera vez, que la abundancia de microorganismos oxidantes del amoníaco (MOA) constituye un indicador sensible frente a un FC de glifosato, tanto en suelo rizosférico como no rizosférico, con el potencial de ser utilizado en programas de monitoreo en el largo plazo. Asimismo, se propone un mecanismo putativo de impacto de glifosato en la rizosfera relacionado con la exudación incrementada de compuestos fenólicos que podría explicar la reducción observada en la abundancia de MOA.
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Análisis genético y molecular de germoplasma de tomate con introgresión de Solanum habrochaites: mejora de caracteres relacionados con calidad de frutos
(Facultad de Ciencias Agrarias. Universidad Nacional de Rosario, 2023) Broglia, Viviana Gabriela; Rodríguez, Gustavo Rubén; Budde, Claudio Olaf
En los programas de mejora de tomate (Solanum lycopersicum L.) ciertos objetivos se relacionan con caracteres de calidad del fruto. Los mejoradores deben considerar aspectos demandados tanto por productores como por consumidores. Es importante la obtención de líneas que produzcan frutos de aspecto atractivo, sabor deseado, propiedades nutricionales y vida en estantería prolongada. Este último atributo cobra un valor importante porque permite que el producto llegue a los sitios de comercialización sin que se produzcan pérdidas debido al deterioro causado por el tiempo, las distancias y las formas de traslado desde los lugares de cosecha. La aplicación de procesos de mejora genética requiere la existencia de variabilidad genética, y, en el tomate cultivado, esta se ha reducido notablemente como consecuencia de los procesos de domesticación y mejora. Para ampliar la base genética pueden implementarse estrategias que permitan la introgresión de germoplasma de especies silvestres emparentadas. Y luego es necesario evaluar el efecto de estas introgresiones para reconocer el aporte de estas especies y aprovechar su uso en la obtención de materiales para la mejora. Debido a la importancia que fue adquiriendo el cultivo de tomate en NOA se inició un programa de mejora en la Universidad Nacional de Salta en la década de 1990. El objetivo inicial fue incorporar la resistencia del tomate a la polilla (Tuta absoluta Meyrick) una de las principales plagas del tomate. La estrategia se inició con cruzamientos entre Solanum lycopersicum cv. Uco Plata INTA y Solanum habrochaites S. Knapp & D. M. Spooner, y continuó con retrocruzas, cruzas y selección. A lo largo del proceso se obtuvieron genotipos con caracteres agronómicos de interés. Entre estos genotipos se destacó la línea de premejora FCN 93-6-2, que además de resistencia a polilla del tomate evidenció mejora en algunos caracteres de calidad de fruto. Se evaluaron líneas comerciales que contribuyan al aumento del tamaño del fruto y se seleccionó el cv LC 138 (INTA La Consulta – Mendoza). Para avanzar en el proceso de mejora se planteó estimar el grado de introgresión del genoma de Solanum habrochaites en la línea de premejora y efectuar el análisis de las bases genéticas relacionadas con caracteres de calidad de fruto considerando la F1 y F2 del cruzamiento entre FCN 93-6-2 y LC 138. Los objetivos fueron: 1. Caracterizar fenotípicamente las líneas FCN 93-6-2 y LC 138. 2. Evaluar fenotípicamente la F2 obtenida a partir del cruzamiento entre estas líneas para caracteres de calidad de fruto y vida en estantería. 3. Analizar modos de herencia de esos caracteres. 4. Estimar el grado de introgresión del genoma de Solanum habrochaites en FCN 93-6-2 y delimitar las regiones cromosómicas provenientes de la especie silvestre. 5. Evaluar con marcadores moleculares la población segregante F2 e identificar QTLs para caracteres de calidad de fruto. Se observaron diferencias significativas entre los progenitores en el 81,25% de los 32 caracteres fenotípicos analizados: vida en estantería (VE), deshidratación (Dhc, Dha, Dhr), consistencia (Cons) al momento del descarte, peso del fruto (Pf), altura (Alt), diámetro (Diam), forma (For), contenido de sólidos solubles (SS), concentración de licopeno (CLi), pH, color (Col, X, Y, Z, L, a*, b*, Chroma y Hue), dureza (Dur), firmeza de la pulpa (Fir), número de lóculos (Nl), espesor del pericarpio (Ep); y propiedades biomecánicas (Esfuerzo de rotura: Er, Fuerza máxima: Fmax y Módulo de Young: MY). La línea de premejora FCN 93-6-2 duplicó la VE de LC 138, y tuvo frutos de color rojo más intenso, mayor SS, CLi, Dur y menor MY. Mientras que LC 138 presentó valores medios más altos en todas las variables asociadas a tamaño. No se observó efecto de interacción genotipo por año en VE, Pf y Diam. En F1 se detectó heterosis para VE, Col, pH, CLi. En el análisis de F2 el 86% de las heredabilidades estimadas fueron entre moderadas a altas. Se detectó segregación transgresiva para VE, Diam, Col, SS, pH, Ep y Dur respecto a FCN 93-6-2, para b* y Chroma, respecto a LC 138, y para Hue y CLi respecto a ambos progenitores. También se detectaron efectos aditivos positivos de alelos silvestres en variables que estiman el color del fruto y con efectos aditivos negativos en variables asociadas al tamaño (Diam, Alt). Entre las correlaciones genéticas positivas estimadas se destacan las de variables de tamaño (Pf y Diam) con VE. En cuanto a la evaluación molecular, a partir de 167 SSR informativos se observó que FCN 93-6-2, según las distancias estimadas entre SSR probados, posee 56,9 cM (4,57%) introgresados del de genoma de S. habrochaites. Estos SSR delimitaron cuatro introgresiones: tres en el cromosoma 11 con dos en el brazo corto y el otro en el brazo largo y una en un extremo el cromosoma 5. A partir del análisis de la F2, 11 variables se asociaron al menos a un marcador SSR. Se detectaron QTLs para VE, variables relacionadas a este carácter (Dhc y Dhr), Dur, color del fruto a través de algunas variables de espacio color y SS. La localización de varios QTLs para un mismo carácter evidenció aportes diferenciales de estas regiones del genoma en especial en la determinación de VE y SS.
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Análisis y aprovechamiento de bases de datos agronómicas recurriendo al proceso “Knowledge discovery in databases” (KDD) y algoritmos de “data mining”(DM). Una Aplicación al pronóstico de producción de frutas de pepita en los Valles de Río Negro y Neuquén
(FCA-UNR, 2020) Giménez, Gustavo Néstor; Bramardi, Sergio; Pratta, Guillermo; Beltrán, Celina
Una de las principales actividades económicas en las provincias de Río Negro y Neuquén, es la producción de peras y manzanas. En dicha zona se ha llevado a cabo el pronóstico de producción desde el año 1992 durante 23 años. El pronóstico de producción de frutas de pepita ha sido una herramienta importante para planificar la cosecha y mejorar estrategias de mercado. El método de predicción de la producción, con antelación a la cosecha de los principales cultivares, se basó en curvas de crecimiento. La curvas de crecimiento no sólo permitieron estimar la producción sino que, conjuntamente con la relación diámetro-peso de los frutos, los tamaños comerciales. Toda esta información ha generado un volumen de datos que resulta difícil procesar y aprovechar con los métodos estadísticos habituales. Una opción para estos casos es utilizar una técnica de extracción de conocimientos en bases de datos también llamado proceso KDD (Knowledge Discovery in Data Bases). El proceso KDD consta de tres etapas: preprocesamiento, análisis de datos aplicando técnicas de minería de datos y extracción de conocimiento. El objetivo principal de esta tesis fue aplicar el proceso KDD y algoritmos de “Data Mining” como el SVM o máquina de soporte vectorial aplicados al pronóstico de producción. Otro objetivo de este trabajo fue diseñar una base de datos que pudiera preservar la información generada. Además, se aplicaron técnicas de preprocesamiento y visualización para detectar datos faltantes y con errores de registro; se buscaron relaciones entre variables como peso y diámetro. Para esto fue esencial programar nuevas funciones y algoritmos en R. Una vez sistematizados los datos de crecimiento se ajustó un modelo estadístico y se estimaron los efectos del mismo destacándose el efecto de la parcela. A partir de la estimación del modelo se simularon curvas de crecimiento para calibrar y entrenar el SVM. Aprovechando las curvas simuladas se verificó que el SVM mejoró el ajuste de las curvas de crecimiento observando un error cuadrativo medio menor que utilizando modelos estadísticos. La utilización del SVM como clasificador multiclase permitió predecir con antelación a la cosecha los tamaños comerciales de los frutos. La ventaja de aplicar el SVM residió principalmente en procesar mayor volumen de datos y lograr mayor precisión en el pronóstico. El alcance de las predicciones del SVM fue evaluado con una experiencia a campo donde se realizó una predicción 14 días posteriores a la cosecha comercial y se comparó con los tamaños de los frutos recolectados. La precisión expresada en tamaños comerciales correctamente clasificados fue de 30% pero al reagrupar las clases productivas en frutos pequeños, medianos y grandes se logró una precisión de 70%. Mediante esta tesis se logró sistematizar, procesar y analizar un gran volumen conformando una base de datos de 17 tablas y 160.000 registros. La aplicación del proceso KDD y de algoritmos de DM permitió obtener predicciones de gran precisión.
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Aportes de la biología de Capín ((Echinochloa colona L. Link) para un manejo productivo de la resistencia a glifosato
(Facultad de Ciencias Agrarias. UNR, 2024) Picapietra, Gabriel; Acciaresi, Horacio; Tuesca, Daniel
En la agricultura extensiva las malezas resultan la principal adversidad biótica y, dentro de ellas, Echinochloa colona es una de las especies gramíneas más importantes en Argentina y en el mundo. El manejo de esta maleza centrado en el uso de glifosato condujo a la selección de poblaciones resistentes, lo cual dificulta su control en los cultivos. En este contexto, las recomendaciones de manejo se basan en la rotación y mezcla de herbicidas, sin conocer la dinámica de la especie y sus bases biológicas y ecológicas. Con el objetivo general de generar información para contribuir a un manejo proactivo de E. colona y la mitigación de la resistencia a glifosato, se realizaron diversos experimentos entre 2013 y 2021 para evaluar (i) germinación, (ii) emergencia, (iii) crecimiento y morfología, (iv) resistencia a glifosato, (v) relación competitiva entre individuos resistentes (R) y susceptibles (S) y (vi) el control químico con herbicidas. Los resultados experimentales mostraron que, una vez que las semillas se desprenden de la planta madre, la dormición primaria puede persistir hasta cinco meses y el NO3 - sería uno de los elementos más importantes para el aumento del número de semillas germinadas. Dado que el NO3 - se encuentra mayormente disponible en los suelos y la finalización del tiempo de dormición coincide con el inicio de la primavera, el proceso de germinación se encontraría sin limitantes en situaciones de campo. A continuación, la emergencia mostró un patrón reiterado a través de los años, explicado por el tiempo térmico, con lo cual se puede predecir el inicio y la evolución de este evento a partir de la temperatura del aire. El proceso de emergencia se extendió desde septiembre hasta enero, con un potencial máximo de 5587 plantas m-2 . El período de emergencia se ajustó a un modelo doble logístico en función del tiempo térmico, calculado a partir de la temperatura media del aire, el cual se extendió hasta los 1240 °C d. Las plantas pueden presentar diferentes hábitos de crecimiento modificando sus estructuras aéreas. Así, los individuos que crecieron a una densidad de 1 pl 4-1 m-2 mostraron un hábito de crecimiento postrado, con un diámetro máximo de hasta 220 cm, mientras que a la densidad de 300 pl m-2 los individuos presentaron un hábito de crecimiento completamente erecto con un diámetro promedio de 13,7 cm. Al igual que el diámetro, el incremento de la densidad redujo otras variables por individuo como la materia seca aérea (151,9 a 3 g pl-1 ), el número de tallos (158 a 5 pl-1 ), el número de semillas (32.395 a 667 pl-1 ) y el peso de semillas (16,9 a 1,0 g pl 1 ), lo cual explica una amplia plasticidad morfológica de carácter densodependiente. Estos resultados resaltan la importancia del control y el manejo de posibles escapes, dado que una planta puede adaptarse y maximizar la producción de semillas. En otro experimento se asoció la susceptibilidad de E. colona a glifosato en función del sistema de rotación, es decir, se encontraron poblaciones heterogéneas resistentes (R) a glifosato en lotes bajo monocultura de soja o rotación soja y maíz, mientras que en sistemas donde la intensificación de la secuencia de cultivos fue mayor (con la inclusión de un cultivo de invierno), se han identificado individuos susceptibles (S). En la comparación entre los individuos de las poblaciones R y S no se observó un costo biológico asociado a la resistencia a glifosato, pues en las condiciones experimentadas los individuos de la población R tuvieron una mayor producción tanto de número como el peso de las semillas a densidades bajas, mientras que a densidades mayores esta diferencia se diluye. En el estudio de la interacción entre los individuos de las poblaciones S y R se observó que, mayormente, crecen en plena competencia (RRT=1) y poseen la misma habilidad competitiva (AGR=0), con la excepción de la fecundidad a la densidad más baja evaluada, en donde se observó que existe una complementariedad de recursos (RRT>1) y los individuos de la población S tienen una mayor habilidad competitiva que los de la R para la determinación del número y peso de semillas. Los resultados experimentales demuestran que, ante la presión de selección con glifosato, se favorece la mayor producción de semillas provenientes de los individuos R, pero cuando la proporción de individuos S:R es equitativa en un ambiente sin el herbicida, la magnitud de la pérdida por competencia de los individuos R es mayor. Para evitar la presión de selección con glifosato o graminicidas inhibidores de la enzima ACCasa, a los 400 °C d estimados en el modelo de emergencia se encontraría el momento crítico para lograr la mayor eficiencia y eficacia de la aplicación de una mezcla de herbicidas preemergentes y glifosato, para obtener la mayor reducción del número de plántulas y la extensión del tiempo de residualidad. Si bien es importante eliminar la presión de selección con glifosato durante el período de emergencia de E. colona, la elevada producción de semillas que mostraron los individuos de la población R podría dificultar el manejo de esta maleza, al mismo tiempo que el cultivo de soja no interfiere de manera diferencial en la productividad de los individuos S o R. Además, el desafío de reducir el estand de plantas es crucial para evitar que la población maximice su productividad y, principalmente, esto debería lograrse antes de la implantación del cultivo.
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Aproximación ómica de las bases genéticas para la calidad diferencial del fruto en líneas casi isogénicas de tomate
(Facultad de Ciencias Agrarias, 2023-09-08) Di Giacomo, Melisa; Pereira da Costa, Javier; Rodríguez,, Gustavo
La calidad de fruto mejorada y la reducción de las pérdidas poscosecha son dos desafíos importantes para el mejoramiento del tomate destinado al consumo en fresco. Frente a la reducida calidad y variabilidad genética en el germoplasma cultivado, las especies silvestres de tomate se vuelven importantes recursos para el mejoramiento. En este trabajo de tesis se planteó como hipótesis que la introgresión de genes de la especie silvestre S. pimpinellifolium tiene el potencial de mejorar la calidad de fruto en el tomate cultivado. Con este fin se estudió una colección de 22 líneas casi isogénicas desarrollada a partir de introgresiones de la accesión silvestre LA0722 de S. pimpinellifolium en el fondo genético cultivado proveniente de Caimanta de S. lycopersicum. La líneas casi isogénicas de la colección mostraron una larga vida poscosecha, con valores entre 11 y 26 días, donde la mitad de ellas fue significativamente mayor que Caimanta (9,7 ± 0,9 días) y, a su vez, un menor ablandamiento del fruto. Por otro lado, se observó la recuperación del tamaño del fruto cultivado (con pesos entre 57 y 87 g) y la carnosidad (con espesores de pericarpio entre 0,36 y 0,65 cm), cualidades que contribuyen positivamente a las preferencias del consumidor y serían el resultado del proceso de retrocruza hacia Caimanta. A pesar de alto porcentaje del genoma cultivado recuperado en la colección de líneas casi isogénicas (86,5 - 97,1 %), se demostró que las líneas casi isogénicas conservan introgresiones silvestres adicionales a las detectadas durante su obtención, con un promedio de 3 a 13 introgresiones según la línea. El análisis reveló que introgresiones adicionales localizadas en los cromosomas 4, 5 y 11 prolongaron la vida poscosecha en comparación con el progenitor cultivado. Particularmente, se detectó una región de 7,17 Mpb en la parte superior del cromosoma 4 que incrementó la vida poscosecha en un 70 %. Estas características mejoradas hacen que las 22 líneas casi isogénicas constituyan potenciales cultivares comerciales con una mayor vida poscosecha y calidad de fruto mejorada. Otra manera de reducir las pérdidas poscosecha y mejorar la calidad es a partir de un retardo de la maduración del fruto. En esta tesis se abordó un estudio integrador sobre la maduración del tomate en dos líneas casi isogénicas. Se realizó un análisis exhaustivo que incluyó enfoques genómicos, transcriptómicos y proteómicos. Los resultados mostraron un total de 10 genes involucrados en la maduración que intervienen en el metabolismo, en el estrés biótico y abiótico, en las vías del etileno y en la remodelación de la pared celular. Del análisis se destacaron dos genes novedosos que retrasan la maduración en tomate: un factor de respuesta a etileno del cromosoma 5 (AP2/ERF) que está involucrado en la remodelación de la pared celular y que podría ser activado por una quinasa (MAPK), y otro factor de respuesta a etileno del cromosoma 3 (E4) heredado del progenitor silvestre S. pimpinellifolium. Como conclusión, el desarrollo de esta tesis permitió demostrar que las introgresiones provenientes de la especie silvestres S. pimpinellifolium portan genes que otorgan una calidad de fruto mejorada y una maduración diferencial en las líneas casi isogénicas de tomate.
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Aspectos de la biología y el control de Eleusine indica y Eleusine tristachya en barbechos y en el cultivo de soja
(2019) Brunori, Alejandro M.; Puricelli, Eduardo; Dellaferrera, Ignacio
Las malezas son plantas que interfieren con la actividad productiva agrícola, están adaptadas a los ambientes modificados por el hombre y constituyen una de las principales causas de pérdida de rendimientos de los cultivos. En Argentina se ha incrementado el problema de malezas gramíneas de difícil control con glifosato y graminicidas en el barbecho y en el cultivo de soja. Es necesario generar conocimientos en la región sojera núcleo sobre las malezas de gran difusión como E. indica y especialmente de especies problemáticas de reciente aparición como E. tristachya de la que no se dispone de información a nivel mundial. Los objetivos de esta tesis fueron estudiar la bioecología y el control de E. indica y E. tristachya en el barbecho y en el cultivo de soja, abordando i) la caracterización de la sensibilidad de biotipos a glifosato y graminicidas en distintos estados de crecimiento; ii) la competencia entre las malezas y el cultivo de soja a través del análisis de la complementariedad de recursos (RYT) y la habilidad competitiva (IA) mediante la biomasa y producción de semillas; y de la altura y la tasa de crecimiento relativo (RGR) y producción de biomasa (TDM); iii) la dinámica poblacional con y sin herbicidas, la emergencia y mortalidad por cohortes, la producción de biomasa, la producción y longevidad de semillas; iv) el estudio de factores que afectan la absorción de estos herbicidas en dos estados de crecimiento de las malezas. Los siguientes estudios se realizaron en el campo experimental de la Facultad de Cs. Agrarias UNR en Zavalla, Santa Fe: Se determinó entre 2016 y 2018, el efecto de los herbicidas (glifosato, haloxifop-metil y cletodim) en el corto plazo (biomasa 30 días después de la aplicación-DDA-) y en el largo plazo (número de macollos, altura y producción de semilla - rebrote 330 DDA) – utilizando un diseño factorial en macetas con tres biotipos de E. tristachya y un biotipo de E. indica y se les aplicó 10 dosis de herbicidas en el estado de plántula, vegetativo y reproductivo. Los datos de biomasa fueron ajustados a un modelo log-logístico. El control de E. indica en el estado de plántula y de los biotipos de E. tristachya en los estados de plántula y vegetativo en el corto plazo se logró con ED50 y ED90 menores o iguales a las recomendadas para todos herbicidas. En cambio, E. indica en los estados vegetativo y reproductivo y E. tristachya en el estado reproductivo requirió mayores dosis con los tres herbicidas. El control a largo plazo de E. tristachya a la dosis recomendada o inferior no es aceptable en el estado reproductivo ya que se observó rebrote con todos los herbicidas. Se estableció un banco artificial de semillas a partir del cual se identificaron tres cohortes diferentes todos los años. En E. indica y E. tristachya en 2016 no hubo diferencias en el número de plantas con y sin herbicida y la segunda cohorte presentó el mayor número de emergencias. En 2017 en ambas especies hubo mayor número de plantas sin herbicidas. La tercera cohorte produjo menos plantas que las dos primeras. Sin aplicación de herbicida en la primera cohorte, la mortalidad de E. indica en 2016 fue menor que en E. tristachya. En 2017 no hubo diferencias. En la segunda y tercera cohorte la mortalidad fue del 100 %, lo que se atribuye a la competencia ejercida por el canopeo, ya que en el momento de emergencia de la segunda cohorte, la soja se encontraba en el estado V3-V4. El estudio de la competencia se realizó en macetas a la intemperie durante 2016 y 2017 mediante un diseño aditivo. La cantidad de semillas producidas por planta fue superior para E. indica vs E. tristachya. Ambos años, RYTbiomasa y RYTsemillas entre malezas no fue significativamente diferente de 1, indicando competencia completa o ausencia de complementariedad de recursos. La biomasa de E. indica en presencia de E. tristachya en relación con su monocultura creció 80 %, mientras que E. tristachya en presencia de E. indica aumentó 26 %. Por lo tanto, la reducción del crecimiento debido a la competencia fue menor para E. indica. En los estadíos R3 y R5 de la soja, E. indica presentó mayor altura que el cultivo y que E. tristachya. RGR entre ambas especies de Eleusine no difirió, excepto a los 7 días después de la emergencia (DDE) y en los momentos de RGR máximo para cada especie (0,37 a 42 DDE en E. indica y 0,32 a 49 DDE en E. tristachya). Estos resultados también señalan que E. indica alcanzó su máximo RGR antes que E. tristachya. La TDM al final del ciclo de crecimiento en E. indica es 90 g superior que la de E. tristachya. En la Facultad de Cs. Agrarias UNL en Esperanza se realizó la caracterización morfológica y anatómica foliar de Eleusine indica (Zavalla) y de tres biotipos de Eleusine tristachya (Aranguren, Crespo y Zavalla) en estado vegetativo y reproductivo, a través de la cuantificación de tricomas, estomas, y la cantidad de ceras epicuticulares; y de la evaluación del daño anatómico foliar a las 96 h post aplicación de glifosato y graminicidas. La densidad estomática aumentó en todos los casos en el estado reproductivo en relación al estado vegetativo. La cantidad de ceras epicuticulares en estado vegetativo y reproductivo fue mayor para los biotipos de E. tristachya Aranguren y Crespo. No se hallaron diferencias entre estados de crecimiento para cada especie y biotipo. Todos los herbicidas produjeron cambios en la anatomía foliar de las malezas, principalmente en el espesor de los tejidos de la hoja. La integración de los conocimientos generados sobre la bioecología y control de Eleusine indica y Eleusine tristachya suscitará el diseño de estrategias y tácticas de control que de manera integrada permitan un abordaje sustentable de los agroecosistemas de la región pampeana
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Aspectos de la biología y el control de Eleusine indica y Eleusine tristachya en barbechos y en el cultivo de soja
(Facultad de Ciencias Agrarias. Universidad Nacional de Rosario, 2019) Brunori, Alejandro M.; Puricelli, Eduardo; Dellaferrera, Ignacio
Las malezas son plantas que interfieren con la actividad productiva agrícola, están adaptadas a los ambientes modificados por el hombre y constituyen una de las principales causas de pérdida de rendimientos de los cultivos. En Argentina se ha incrementado el problema de malezas gramíneas de difícil control con glifosato y graminicidas en el barbecho y en el cultivo de soja. Es necesario generar conocimientos en la región sojera núcleo sobre las malezas de gran difusión como E. indica y especialmente de especies problemáticas de reciente aparición como E. tristachya de la que no se dispone de información a nivel mundial. Los objetivos de esta tesis fueron estudiar la bioecología y el control de E. indica y E. tristachya en el barbecho y en el cultivo de soja, abordando i) la caracterización de la sensibilidad de biotipos a glifosato y graminicidas en distintos estados de crecimiento; ii) la competencia entre las malezas y el cultivo de soja a través del análisis de la complementariedad de recursos (RYT) y la habilidad competitiva (IA) mediante la biomasa y producción de semillas; y de la altura y la tasa de crecimiento relativo (RGR) y producción de biomasa (TDM); iii) la dinámica poblacional con y sin herbicidas, la emergencia y mortalidad por cohortes, la producción de biomasa, la producción y longevidad de semillas; iv) el estudio de factores que afectan la absorción de estos herbicidas en dos estados de crecimiento de las malezas. Los siguientes estudios se realizaron en el campo experimental de la Facultad de Cs. Agrarias UNR en Zavalla, Santa Fe: Se determinó entre 2016 y 2018, el efecto de los herbicidas (glifosato, haloxifop-metil y cletodim) en el corto plazo (biomasa 30 días después de la aplicación-DDA-) y en el largo plazo (número de macollos, altura y producción de semilla - rebrote 330 DDA) – utilizando un diseño factorial en macetas con tres biotipos de E. tristachya y un biotipo de E. indica y se les aplicó 10 dosis de herbicidas en el estado de plántula, vegetativo y reproductivo. Los datos de biomasa fueron ajustados a un modelo log-logístico. El control de E. indica en el estado de plántula y de los biotipos de E. tristachya en los estados de plántula y vegetativo en el corto plazo se logró con ED50 y ED90 menores o iguales a las recomendadas para todos herbicidas. En cambio, E. indica en los estados vegetativo y reproductivo y E. tristachya en el estado reproductivo requirió mayores dosis con los tres herbicidas. El control a largo plazo de E. tristachya a la dosis recomendada o inferior no es aceptable en el estado reproductivo ya que se observó rebrote con todos los herbicidas. Se estableció un banco artificial de semillas a partir del cual se identificaron tres cohortes diferentes todos los años. En E. indica y E. tristachya en 2016 no hubo diferencias en el número de plantas con y sin herbicida y la segunda cohorte presentó el mayor número de emergencias. En 2017 en ambas especies hubo mayor número de plantas sin herbicidas. La tercera cohorte produjo menos plantas que las dos primeras. Sin aplicación de herbicida en la primera cohorte, la mortalidad de E. indica en 2016 fue menor que en E. tristachya. En 2017 no hubo diferencias. En la segunda y tercera cohorte la mortalidad fue del 100 %, lo que se atribuye a la competencia ejercida por el canopeo, ya que en el momento de emergencia de la segunda cohorte, la soja se encontraba en el estado V3-V4. El estudio de la competencia se realizó en macetas a la intemperie durante 2016 y 2017 mediante un diseño aditivo. La cantidad de semillas producidas por planta fue superior para E. indica vs E. tristachya. Ambos años, RYTbiomasa y RYTsemillas entre malezas no fue significativamente diferente de 1, indicando competencia completa o ausencia de complementariedad de recursos. La biomasa de E. indica en presencia de E. tristachya en relación con su monocultura creció 80 %, mientras que E. tristachya en presencia de E. indica aumentó 26 %. Por lo tanto, la reducción del crecimiento debido a la competencia fue menor para E. indica. En los estadíos R3 y R5 de la soja, E. indica presentó mayor altura que el cultivo y que E. tristachya. RGR entre ambas especies de Eleusine no difirió, excepto a los 7 días después de la emergencia (DDE) y en los momentos de RGR máximo para cada especie (0,37 a 42 DDE en E. indica y 0,32 a 49 DDE en E. tristachya). Estos resultados también señalan que E. indica alcanzó su máximo RGR antes que E. tristachya. La TDM al final del ciclo de crecimiento en E. indica es 90 g superior que la de E. tristachya. En la Facultad de Cs. Agrarias UNL en Esperanza se realizó la caracterización morfológica y anatómica foliar de Eleusine indica (Zavalla) y de tres biotipos de Eleusine tristachya (Aranguren, Crespo y Zavalla) en estado vegetativo y reproductivo, a través de la cuantificación de tricomas, estomas, y la cantidad de ceras epicuticulares; y de la evaluación del daño anatómico foliar a las 96 h post aplicación de glifosato y graminicidas. La densidad estomática aumentó en todos los casos en el estado reproductivo en relación al estado vegetativo. La cantidad de ceras epicuticulares en estado vegetativo y reproductivo fue mayor para los biotipos de E. tristachya Aranguren y Crespo. No se hallaron diferencias entre estados de crecimiento para cada especie y biotipo. Todos los herbicidas produjeron cambios en la anatomía foliar de las malezas, principalmente en el espesor de los tejidos de la hoja. La integración de los conocimientos generados sobre la bioecología y control de Eleusine indica y Eleusine tristachya suscitará el diseño de estrategias y tácticas de control que de manera integrada permitan un abordaje sustentable de los agroecosistemas de la región pampeana.
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Aspectos ecofisiológicos y moleculares de la incorporación de las características hoja lanceolada y alto porcentaje de vainas de cuatro semillas a germoplasma elite de soja
(2018) Bianchi, Julieta Sofía; Morandi, Eligio N.; Quijano, Alvaro
El rendimiento del cultivo de soja es función del número de semillas por unidad de superficie (NSS) y del peso unitario de las semillas. El componente más asociado con el rendimiento es el NSS, el cual depende a su vez del número de vainas por unidad de superficie y del número promedio de semillas por vaina (NPSV). Existen evidencias que sugieren que la radiación fotomorfogénica, especialmente la relación rojo/rojo lejano R/RL, participaría de la regulación del número de vainas en canopeos de soja. La radiación fotomorfogénica es muy afectada por cambios en la arquitectura del canopeo. La estructura de un canopeo puede modificarse por las prácticas de manejo o genéticamente a través de caracteres morfológicos como la forma de los folíolos. Canopeos de folíolos lanceolados permiten que la luz penetre hasta estratos más profundos en comparación con canopeos de folíolos oblongos. A su vez, genotipos con forma de hoja lanceolada tienden a tener mayor NPSV (debido a la presencia de una mayor frecuencia de vainas con cuatro semillas) en relación a genotipos con forma de hoja oblonga. El objetivo de la presente Tesis fue estudiar aspectos ecofisiológicos y moleculares de la incorporación de las características hoja lanceolada y alto porcentaje de vainas de cuatro semillas a germoplasma elite de soja. En los experimentos ecofisiológicos se utilizaron pares de isolíneas que diferían en la morfología foliar y en el NPSV sembradas en dos densidades. Canopeos con hojas lanceoladas presentaron mayor relación R/RL en su interior en relación a canopeos con hojas oblongas. El número de vainas estuvo asociado en forma lineal y directa con la relación R/RL; no presentó asociación con la TCCR2-R5, y mostró una relación inversa con el índice de área foliar y con el porcentaje de radiación interceptada. Estos resultados soportan la hipótesis de que la regulación del número de estructuras reproductivas en canopeos de soja responde a estímulos fotomorfogénicos. Por otra parte, incrementos en el porcentaje de vainas de cuatro semillas y por consiguiente, del NPSV aumentó en forma directa el NSS. Para el estudio genético y molecular se obtuvieron poblaciones segregantes y líneas endocriadas recombinantes. Respecto del carácter forma de hoja lanceolada, se corroboró que el gen que regula dicha característica en los parentales utilizados es un alelo del gen ln, localizado en el grupo de ligamiento molecular (GLM) I de la soja. Además, se validaron y se encontraron nuevos marcadores microsatélites estrechamente ligados a dicho gen en un contexto genético de buen comportamiento agronómico. Respecto del carácter alto porcentaje de vainas de cuatro semillas, evaluado a través del NPSV, se identificaron cuatro QTLs estables, con efecto mayor que explican una alta proporción de la variabilidad fenotípica observada para dicho carácter en los GLM F, L e I. Los marcadores microsatélites ligados a hoja lanceolada y a alto porcentaje de vainas de cuatro semillas permitirán, en caso de ser validados, disponer de herramientas moleculares para facilitar la introgresión rápida de ambos caracteres a germoplasma elite de soja.
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Bases genéticas de la determinación de números de granos en una población de RILs en maíz
(2015) Amelong, Agustina; Borrás, Lucas; Gambín, Brenda L.
La mayor parte de las variaciones de rendimiento en maíz son explicadas por cambios en el número de granos fijados. El número de granos es dependiente de la biomasa acumulada en espiga (BE) alrededor de la floración. Ambos son caracteres cuantitativos influenciados por el ambiente. La determinación de las bases genéticas de los caracteres cuantitativos resulta compleja producto de interacciones genotipo x ambiente. Los modelos ecofisiológicos son una posible solución a este problema ya que están diseñados para predecir interacciones genotipo x ambiente basándose en respuestas dinámicas de la variable en estudio. En la presente tesis se estudiaron las regiones cromosómicas (QTL) asociadas a la determinación de número de granos en maíz a nivel de planta a través de dos análisis de QTL diferentes: (i) sobre los caracteres finales per se (números de granos por planta, NGP, y biomasa acumulada en la espiga al final del período de floración, BE) y (ii) sobre parámetros específicos de un modelo ampliamente documentado que describe la respuesta del NGP y la BE al crecimiento por planta alrededor de la floración. Se detectaron QTL para NGP, BE y los parámetros del modelo que relacionan NGP y BE con el crecimiento por planta para 125 RILs de la población IBM Syn4 (B73 x Mo17) evaluadas en dos ambientes. Posteriormente se evaluaron varias de estas RILs y otras líneas de la misma población que no estaban incluidas en el análisis de QTL con el objetivo de predecir la BE y el NGP basados en la información de QTL proveniente de cada análisis. La hipótesis a testear es que realizar un análisis de QTL sobre los parámetros del modelo ecofisiológico que describe la respuesta del NGP y la BE al crecimiento por planta alrededor de la floración permitirá predecir estos rasgos de manera más robusta que usar información QTL de los caracteres per se. Todos los caracteres mostraron variaciones significativas entre RILs y ambos análisis detectaron varios QTL para todos los caracteres. Los QTL asociados a BE y NGP per se no se localizaron en las mismas regiones que los QTL detectados para los parámetros del modelo. La información del QTL de los parámetros del modelo ayudó a predecir la BE y el NGP con mayor precisión (r2= 0,13 y 0,12, p<0,001, para BE y NGP, respectivamente) que predecir BE y NGP basados en los QTL detectados para los caracteres finales per se (r2<0,01 y <0,01, p>0,10, para BE y NGP, respectivamente). Hay que destacar que la incorporación de información sobre el crecimiento de las plantas estuvo relacionada a la mejora de las predicciones en el enfoque que emplea el modelo ecofisiológico. En síntesis, se identificaron regiones cromosómicas que incluyen genes potencialmente relevantes relacionados con la determinación de NGP en maíz y se empleó un enfoque que combina la información genética con modelo ecofisiológico para predecir el NGP. La información obtenida ayudó a predecir el NGP sólo parcialmente, sugieriendo que son necesarios otros enfoques.
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Bases genéticas de la determinación del peso de grano en maíz
(FCA-UNR, 2014) Álvarez Prado, Santiago; Borrás, Lucas; López, César G.
El rendimiento del maíz se encuentra determinado por el número y peso individual de los granos cosechados por unidad de área. Si bien el número de granos tiene más impacto sobre el rendimiento final, cambios en el peso individual de los granos (PG) impactan sobre el mismo. Existe gran variabilidad genotípica en el patrón de crecimiento de los granos de maíz de híbridos comerciales y en líneas elite de mejoramiento.El conocimiento de las bases genéticas de los procesos fisiológicos que determinan el PG es relevante para mejorar el rendimiento del cultivo. Los objetivos generales de esta tesis fueron (i) caracterizar fenotípicamente una población de RILs de maíz para características de llenado de granos, y (ii) realizar una primera aproximación a las bases genéticas que determinan el peso de grano en una población de RILs de maíz. Se realizó un análisis de QTL sobre una población de 245RILs de maíz de la población IBM Syn4 (B73 x Mo17) que mostró grandes diferencias genotípicas en PG (p<0,001) en dos ambientes. La variabilidad en PG estuvo positivamente asociada a variaciones en tasa de llenado (TLL) y duración de llenado (DLL). Un total de 10 QTL conjuntos fueron detectados, mostrando generalmente efectos menores y no consistentes a través de los dos ambientes evaluados. La TLL y DLL no mostraron QTL en común, sugiriendo un control genético independiente. A través de información de uno de los dos padres de la población de RILsy los intervalos de confianza de los principales QTL se presentan posibles genes candidatos para futuras disecciones. También se evaluó la correlación entre líneas parentales e híbridos derivados para caracteres de llenado de grano. Tanto la heterosis como la correlación entre el valor medio de las líneas parentales y los híbridos derivados fueron significativas para todos los caracteres de llenado evaluados. Estos resultados confirman que el estudio de caracteres de llenado de grano en líneas endocriadas genera información valiosa para sus híbridos derivados. Los resultados obtenidos en esta tesis muestran la relación entre las bases genéticas del crecimiento del grano de maíz y sus mecanismos fisiológicos. Los resultados observados en líneas endocriadas son relevantes para estimar el comportamiento de sus híbridos derivados gracias a la alta correlación que se encontró en el desempeño entre ambos.
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Brechas de rendimiento en soja: factores determinantes, mecanismos responsables y manejo agronómico para reducirlas
(FCA-UNR, 2021-06-18) Di Mauro, Guido; Salvagiotti, Fernando; Rotundo, José Luis
Argentina es uno de los principales productores mundiales de soja, cuyos rendimientos han tendido a desacelerarse en términos relativos en los últimos años, especialmente en el área Central de la región pampeana. Esta tendencia puede deberse a que los agricultores estén alcanzando los máximos rendimientos posibles bajo las actuales condiciones productivas. El marco teórico de las brechas de rendimiento (Br) puede usarse para estudiar la importancia relativa de distintos factores para explicar los niveles de rendimiento real o actual (Ra). Esto es útil como base para identificar oportunidades de mejoras en la productividad de los sistemas agrícolas. El objetivo general de esta tesis fue evaluar los factores y mecanismos que determinan las Br en soja en ambientes de la región central pampeana y analizar posibles manejos agronómicos para reducirlas. La temática fue abordada a diferentes escalas, combinando aproximaciones. El enfoque observacional, analizando una base de datos de lotes de producción entre 2003 y 2015 mostró un promedio de Br cercano al 30% tanto para soja de primera como de segunda. La importancia relativa de distintos factores de manejo agronómico y ambiente varió según se trató de cultivos de primera o segunda. Para soja de primera se detectó un patrón espacial regional, sugiriendo que lotes cercanos presentan valores de Br similares. Por otro lado, el enfoque experimental de esta tesis evaluó la efectividad de distintas opciones de manejo para cerrar Br. En primer lugar, se plantearon experimentos en campos de productores para evaluar si la aplicación de insumos de uso no generalizado puede reducir las Br, siendo a su vez, evaluada su factibilidad económica para productores de alta tecnología de la región. A pesar de que el Ra se incrementó por uso de insumos, el cierre de Br mediante el manejo de insumos no sería económica ni técnicamente recomendable, dado la reducida magnitud explotable de las Br. En segundo lugar, mediante experimentos controlados, se evaluaron diferentes estructuras de cultivo bajo disponibilidad hídrica contrastante cuantificando su rendimiento y las variables fisiológicas que lo explican. Los mayores rendimientos a través de ambientes se alcanzaron utilizando una estrategia de rendimiento potencial independientemente de la disponibilidad hídrica. Esta opción de manejo incluyó reducciones en el espaciamiento entre surcos, alta densidad de plantas y un genotipo de alto potencial de rendimiento. Las variaciones en el rendimiento se explicaron principalmente por diferencias en el número de granos cosechados por unidad de área y captura total aparente de N a madurez.
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Búsqueda e identificación de resistencia a la cancrosis del tallo de soja causada por Diaporthe phaseolorum var. caulivora
(FCA-UNR, 2019) Peruzzo, Alejandra M.; Pioli, Rosanna Nora; Ploper, Daniel
La agricultura moderna requiere estrategias que incrementen la productividad de manera sustentable y el compromiso de mejorar y preservar la calidad de vida urbana, rural y el ambiente. Estados Unidos, Brasil y Argentina son los principales productores mundiales de soja; siendo los responsables del 80% de la producción de grano entre 1996-2017. En Argentina y el mundo las enfermedades causan pérdidas del 10-15%, constituyendo un factor limitante para el rendimiento y calidad de granos, semillas y derivados. La cancrosis del tallo de soja (CTS) es causada por el hongo Diaporthe phaseolorum en sus dos variedades: var. meridionalis (Dpm) y var. caulivora (Dpc). En el germoplasma de soja se identificaron 4 genes de resistencia dominantes, independientes y de herencia simple para la CTS-Dpm, actualmente denominados Rdm1-4. Posteriormente, se identificó y localizó en el mapa genético de soja al gen Rdm5. Sin embargo, los genes Rdm identificados para CTS-Dpm, no eran efectivos frente a CTS-Dpc. En consecuencia y dado que en el germoplasma de soja aun no habían sido identificados los genes Rdc para CTS-Dpc, esta enfermedad representó un desafío relevante en las últimas dos décadas. En virtud de que ciertos estudios realizados previamente habían mostrado la existencia de genotipos de soja con resistencia a CTS-Dpc, se propuso identificar y definir la herencia de genes Rdc de resistencia a esta enfermedad a través de técnicas mendelianas clásicas combinadas con marcadores moleculares específicos. Durante el desarrollo de esta tesis se obtuvieron cruzamientos efectivos entre genotipos diferenciales resistentes y susceptibles a CTS-Dpc, y sus respectivas F1. En esta etapa se incorporó el uso de marcadores moleculares como técnica biotecnológica complementaria, permitiendo detectar polimorfismos entre progenitores diferenciales y validar molecularmente a los individuos heterocigotas F1. Esta validación de la dotación heterocigota de los individuos F1, resultante de la hibridación efectiva entre sus progenitores, permitió avanzar en la obtención segura de las poblaciones segregantes F2 y F3. Luego, mediante la inoculación de una cepa seleccionada de Dpc, se caracterizó la reacción fenotípica de resistencia/susceptibilidad frente a CTS-Dpc de los progenitores (Resistente y Susceptible), los individuos F1, los individuos F2 y las plantas de cada familia F2:3 derivadas de una misma planta F2 (Pruebas de Progenie). A través de las proporciones fenotípicas observadas en las Pruebas de Progenie y filial F3 se logró inferir las proporciones genotípicas esperadas de los individuos respectivos antecesores en la generación F2. Como resultado, se logró detectar la 14 presencia de un gen mayor de herencia simple que confiere resistencia a la CTS, siendo identificado como Rdc1, constituyendo éste el primer reporte mundial sobre genes de resistencia (Rdc) a CTS-Dpc. Los resultados obtenidos dieron cumplimiento a los objetivos planteados y permitirán además introgresar este gen Rdc de resistencia a CTS-Dpc en el germoplasma elite de soja, agregando valor e interés en los actuales programas de mejoramiento. Así, el mejoramiento genético convencional combinado con el uso de las nuevas herramientas biotecnológicas, seguirá contribuyendo al desarrollo de una agricultura sustentable y la reducción de la contaminación química y biológica residual.
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Calidad fisiológica de las semillas de quebracho colorado Schinapsis balansae engl. en poblaciones remanentes al sur de la cuña boscosa santafesina
(2018) Alzugaray, Claudia; Vesprini, José Luis
Las poblaciones remanentes de Schinopsis balansae se encuentran en bosques que han sido extensamente explotados durante más de un siglo. Algunas de las poblaciones de S. balansae en la actualidad mantienen una continuidad dentro del paisaje de bosque xerófilo caducifolio, mientras que otras están inmersas en una matriz agrícola y su tamaño es reducido, conformando fragmentos de bosque dentro de un paisaje de cultivos. El objetivo de este trabajo fue evaluar la influencia del paisaje, sobre la calidad fisiológica de las semillas de Schinopsis balansae durante tres años sucesivos. Se diseñó un experimento seleccionando el menor polígono con la ubicación más austral donde fue posible encontrar rodales de la especie en paisajes con distintos usos. Dentro de dicho polígono se seleccionaron cinco sitios al oeste del cauce Garabato-Toba donde se desarrolla ganadería y cinco sitios al este de dicho cauce, con producción agrícola. Mediante prospecciones a campo se verificó la presencia de individuos femeninos de S. balansae y se constató el tipo de matriz que rodeaba los bosques. En cada bosque se establecieron dos parcelas que contuvieran al menos cinco individuos femeninos con sámaras. Se estableció un modelo mixto donde los paisajes (continuo/ fragmento) y los años (2012, 2013 y 2014) se asignaron como factores fijos. Los sitios seleccionados fueron factores aleatorios “anidados” en las dos unidades de paisaje. Los individuos femeninos focales de cada bosque se establecieron como factores aleatorios “anidados” dentro de los bosques. Se evaluó la calidad de las semillas mediante la prueba de integridad anátomo morfológica, el peso y las medidas de las sámaras: área, largo y perímetro, la prueba de germinación, el vigor mediante el primer conteo de plántulas y la incidencia y diversidad de hongos. Se midió el diámetro a la altura de pecho (DAP) de todos los individuos dentro de las parcelas. Se compararon los valores obtenidos según el modelo establecido con procedimientos de Modelos Generales Mixtos. Se correlacionó la germinación con las semillas llenas sanas, con la sumatoria de llenas e inmaduras con hongos (integridad anátomo morfológica) y con los hongos de mayor incidencia. Se correlacionó el DAP con el peso, las dimensiones y la germinación. Se realizó un análisis multivariado de muestras por especies de hongos. Las comparaciones realizadas mostraron respuestas a ambos factores fijos e interacciones significativas. Los tres años estudiados fueron contrastantes x respecto de las lluvias ocurridas en el mes de diciembre de 2011, 2012 y 2013 respectivamente (20,6; 312 y 25,4 mm); y de las lluvias acumuladas durante floración y maduración de los frutos. Estos dos factores tuvieron efecto sobre la integridad anátomo morfológica (predación por brúquidos, semillas inmaduras y vanas), la germinación y el vigor. El área, largo y perímetro de las sámaras, la incidencia y diversidad de hongos también mostraron diferencias entre años. A escala de paisaje las semillas de los bosques continuos tuvieron la mejor calidad respecto de las semillas llenas sanas, la germinación, el vigor y la sanidad. El área y largo de las sámaras, la incidencia y la diversidad fúngica fueron mayores en los fragmentos. El peso no mostró diferencias entre paisajes. El DAP promedio de todos los individuos censados y la proporción de individuos femeninos fueron mayores en los fragmentos. Hubo individuos que no florecieron durante el tiempo que duró el experimento en todas las clases diamétricas y en ambos paisajes. El DAP de los individuos femeninos correlacionó negativamente con la germinación y con las dimensiones de las sámaras. El contraste entre las lluvias ocurridas durante la floración explicaría algunos resultados obtenidos debido a la polinización anemófila de la especie, tanto para la integridad anátomo morfológica como para la germinación, el vigor y la presencia de hongos. En años de buena producción de semillas, las inmaduras que abortan con distinto grado de desarrollo, representan una característica de esta especie y se producen en ambos paisajes. La fragmentación de los quebrachales afecta la integridad anátomo morfológica, la germinación y el vigor de las semillas en años de condiciones climáticas óptimas, sugiriendo cierta restricción en la polinización. Los suelos de mejor aptitud agrícola, explicarían las sámaras de mayor área y largo en los fragmentos de bosques, aunque no sean indicadores de la calidad de las semillas. Los bosques continuos poseen árboles más jóvenes y mayor presencia de individuos masculinos y femeninos en todas las clases diamétricas con una mejor calidad de las semillas producidas. Los fragmentos son sitios conservados para refugio de ganado, cuestiones afectivas o estéticas. No evidencian extracción de madera y han quedado aislados dentro del paisaje agrícola, con menor cantidad de individuos masculinos, condición que afecta a la calidad de las semillas producidas. Aunque la configuración espacial y otras características de uno de los rodales, Est. Rivas, lo define como fragmento, los resultados lo integran a la masa de bosque continuo, evidenciando una situación de transición. Tanto los fragmentos de bosque como los bosques continuos que aún quedan en la Cuña Boscosa santafesina, deberían ser motivo de alta preocupación para la sociedad. Por la biodiversidad y xi los servicios ecosistémicos que brindan y por las comunidades de criollos y pueblos originarios que han vivido por décadas allí. La toma de medidas para su conservación reviste un carácter de urgencia para la supervivencia de estos ecosistemas únicos en el mundo.
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Caracteres fisiológicos y manejo agronómico para maximizar el rendimiento de sorgo ante diferentes tipos de estrés ambiental
(Facultad de Ciencias Agrarias-Universidad Nacional de Rosario, 2020) Carcedo, Ana Julia Paula; Gambin, Brenda L.; Borrás, Lucas
El cultivo de sorgo es de gran importancia a nivel mundial, con características favorables para afrontar diversos tipos de estrés. Además representa una gran contribución a la sustentabilidad de los sistemas productivos por su gran aporte de biomasa luego de la cosecha. A pesar de estas ventajas, el panorama actual engloba escasa inversión en programas de mejoramiento, baja ganancia genética y un planteo productivo sin distinción entre ambientes y con escaso uso de insumos. Esta situación es acentuada por la falta de una caracterización ambiental específica para sorgo y por la falta de información sobre los genotipos y prácticas de manejo más acordes para maximizar la producción en diferentes ambientes. En la presente tesis se estudió la interacción genotipo por ambiente (GxA) para rendimiento en grano y para posibles caracteres secundarios en híbridos comerciales de sorgo. Luego, se realizó una caracterización ambiental del área productiva en términos hídricos y térmicos, y por último se exploraron posibles estrategias de manejo para optimizar el rendimiento de acuerdo al ambiente. Se determinó la gran importancia de la interacción GxA para rendimiento (relación GxA/G=3,48). Ésta fue mayor que los demás caracteres estudiados, relativos a la fenología y a componentes numéricos y fisiológicos del rendimiento (relación GxA/G<1,05). Además, se reconocieron caracteres con buena correlación con rendimiento, lo que indica su posible utilización como caracteres secundarios en programas de mejoramiento. Las diferencias en fenología entre los genotipos explicaron gran parte de la interacción GxA a través de su influencia en el peso del grano. Esto demuestra la importancia de la fenología como atributo secundario. Se utilizó el modelo de simulación del cultivo APSIM-sorgo para caracterizar el ambiente de la región central Argentina en términos hídricos y térmicos. Previo a su uso, el modelo fue calibrado con coeficientes de genotipos locales y validado con información independiente. El modelo simuló de manera adecuada la fenología, biomasa y rendimiento en diversidad de condiciones de crecimiento. Se definieron tres patrones de estrés hídrico y su frecuencia a nivel regional: (i) estrés pre-floración (39%), (ii) estrés terminal leve (38%), y estrés en llenado de granos (23%). No se encontró un patrón predominante, lo que provoca dificultades en la mejora genética del cultivo y a la hora de definir un manejo productivo. Se comprobó que los patrones ayudaron a explicar las interacciones observadas de GxA para el rendimiento en un conjunto de datos experimentales independientes, lo que demuestra la importancia de caracterizar los ambientes objetivo y las posibilidades de adaptación específica. Además brindó información para optimizar las prácticas de manejo en la región, indicando una buena respuesta al uso de ciclos cortos bajo condiciones de estrés terminal leve y la capacidad de los ciclos largos en estrés pre-floración de escapar al estrés en la etapa más crítica, al ubicar su floración en momentos posteriores. Por otro lado, la frecuencia de estrés térmico (umbral de 33ºC) de la región es relativamente baja (aproximadamente tres de cada diez años). Ésta probabilidad se reduce considerablemente cuando se evalúan umbrales mayores (36ºCy 38°C). Además, el estrés térmico no se asoció claramente con ningún patrón de estrés hídrico. Por último se exploraron, a través de simulaciones y luego corroborado con datos experimentales, opciones de fecha de siembra, largo de ciclo y su interacción con los patrones de estrés anteriormente definidos. Los resultados indicaron que, exceptuando el Sur de la región, los productores se favorecerían al ajustar la elección de la fecha de siembra al tipo de estrés presente. Fechas de siembra tempranas (Octubre) fueron convenientes en los años clasificados como estrés terminal leve y estrés en llenado de granos. En cambio, en los años en los que hubo estrés en pre-floración las fechas tardías (Diciembre) fueron más ventajosas. En esta tesis se generó información de utilidad para los mejoradores de sorgo en ambientes templados, tanto por la descripción de caracteres secundarios como por la caracterización de ambientes en términos hídricos y térmicos que permitirían hacer más eficientes los programas de mejora. También se generaron estrategias de manejo específicas para los patrones de estrés más frecuentes, aportando al proceso de toma de decisiones del productor
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Caracterización de distintos genotipos de papa (Solanum tuberosum subsp. andigena) en la provincia de Catamarca y su utilización en el mejoramiento
(Facultad de Ciencias Agrarias. UNR, 2022) Contrera, Graciela Elizabeth; Picardi, Liliana Amelia; Cointry Peix, Enrique L.
La papa andina (Solanum tuberosum subsp. andigena Hawkes) es considerada el “verdadero oro inca”, y ha sido declarada “Tesoro de la Biodiversidad Andina”, es aquel germoplasma, tanto silvestre como cultivado que comprende diversas especies, principalmente Solanum tuberosum subsp. andigena que constituyen una fuente invaluable de genes para atributos deseables en la reproducción (Camadro, 2011). Su diversidad genética es útil para producir variedades de cultivos con tolerancia a la sequía, al calor y al frío, alta calidad nutricional y resistencia a plagas y enfermedades. La producción comercial de papa andina en Argentina es incipiente, y está concentrada principalmente en las provincias de Salta y Jujuy, y menos en Catamarca y otras provincias cercanas a la cordillera de los Andes (la Rioja, Mendoza, Río Negro). El mejoramiento genético de la papa andina, está orientado principalmente a formar cultivares de alto rendimiento comercial, que cumplan con los requerimientos del mercado y buena estabilidad. En este trabajo se abordan diferentes métodos para evaluar la variabilidad fenotípica, genética, y molecular, en nueve variedades de papa andina que se producen en la provincia de Catamarca (Cotagua rosada, Cotagua morada, Collareja, Bolinca alargada, Bolinca redonda, Ojos de princesa, Tuni, Morada y Malgacha). Estos cultivares fueron estudiados durante tres años en dos localidades diferentes: La Calera a 1.347 msnm y Las Piedras Blancas a 1.690 msnm, ambos en la provincia de Catamarca. También se evaluaron las Interacciones Genético - Ambientales de estos cultivares a través de los años en los diferentes ambientes. Se evaluaron aproximadamente 4.400 tubérculos, en los tres años de cultivo y los dos ambientes , siendo los caracteres estudiados: 1) Altura promedio de planta (AP, cm), que se evaluó a los 65 días después de la plantación desde la base del tallo principal hasta la yema terminal; 2) Peso promedio del tubérculo (PT, g); 3) Largo promedio del tubérculo (LT, mm) medido con calibre; 4) Número promedio de ramificaciones por planta (NR); 5) Número promedio de tubérculos por planta (NT); 6) Rendimiento estimado (R, kg/parcela). Se evaluó la variabilidad fenotípica mediante el Coeficientes de Variación (CV) que resultaron elevados ya que en general presentaron valores iguales o superiores al 20%. El cálculo de la Heredabilidad en sentido amplio (H2 ) mostró valores altos para la mayoría de los caracteres, NR (H2= 0,82), AP (H2= 0,78), mientras que valores intermedios solo se encontraron para PT (H2= 0,45) y R (H2 ) = 0,40. El estudio de las diferentes variables a través de los análisis multivariados (Análisis Componentes Principales y de Conglomerados) manifestaron también gran variabilidad. Se establecieron cinco grupos de variedades similares. Mediante el uso de marcadores SSR se calcularon los valores de PICs que fluctuaron entre 0,18 - 0,37 y se logró establecer la presencia de 30 fragmentos totales con un porcentaje de bandas polimórficas del 86,67%. Las distancias genéticas demostraron que las variedades más alejadas fueron Tuni y Ojo de Princesa, y las más cercanas Morada y Cotagua Morada. Los resultados obtenidos del análisis de coordenadas principales y análisis de conglomerados, permitieron la conformación de cinco grupos, donde Morada y Cotagua morada que se encuentran a menor distancia y Ojos de Princesa a mayor distancia. Estos datos ponen en evidencia una amplia variabilidad genética entre estos materiales. Los métodos utilizados para la evaluación de las interacciones Genotipo*Ambiente, fueron dos, el primero, la determinación de la Estabilidad a través del método de la varianza de Shukla, donde se observó que ninguna de las variedades es estable para todos los caracteres; y en el segundo método, el Modelo AMMI, demostró que algunos ambientes son discriminantes para todas las variables analizadas. Los resultados obtenidos, permitieron la caracterización de las variedades de papa andina no solo por su potencial de rendimiento y su estabilidad, sino también por las características deseables en el mercado y las necesidades de la cocina gourmet. Esto permitió plantear tres estrategias de hibridación. Se concluye que sería favorable efectuar principalmente la hibridación entre Cotagua rosada y Bolinca redonda.
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Caracterización de fragmentos génicos desconocidos que fueron asociados con la apomixis y/o la poliploidía en Paspalum notatum
(FCA-UNR, 2011) Ochogavía, Ana Claudia; Pessino, Silvina Claudia
La apomixis es una forma de reproducción asexual vía semillas frecuentemente asociada a la poliploidía. El objetivo de este trabajo fue inferir la función de 58 transcriptos desconocidos, que participan de los procesos de apomixis y/o poliploidización en Paspalum notatum. Utilizando amplificaciones rápidas de los extremos del cDNA se obtuvieron las secuencias completas de varios candidatos, que resultaron similares a elementos repetitivos portadores de segmentos génicos transduplicados o a precursores de miRNA de plantas. Para ambos tipos de secuencias se propuso un posible rol regulatorio, y se determinaron in silico los blancos putativos. Se eligieron secuencias representativas de cada uno de estos grupos, y se realizaron estudios experimentales para lograr una anotación funcional inequívoca. Para ello se analizó el número de copias genómicas, la posición en el genoma, la expresión cuantitativa durante el desarrollo reproductivo y la localización in situ de la actividad génica. También se realizaron análisis de display diferencial específicos para aislar retrotransposones con segmentos transduplicados relacionados y estudios de clivado específico de los blancos regulatorios de los miRNAs. Los resultados presentados en esta tesis aportan las primeras evidencias acerca del rol regulatorio que los retrotransposones y los miRNAs podrían estar desempeñando durante el desarrollo apomíctico.
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Caracterización del mecanismo de resistencia a inhibidores ALS y glifosato en una subpoblación de Amaranthus palmeri identificada a campo
(2019) Palmieri, Valeria E.; Perotti, Valeria E.; Permingeat, Hugo R.
La aparición de poblaciones de malezas con resistencia a herbicidas inhibidores de la acetolactato sintasa (ALS) y glifosato trajo como consecuencia la reducción en la utilidad práctica y económica de estas herramientas químicas e importantes pérdidas en la producción. Amaranthus palmeri S. Watson es una especie muy competitiva que, en los últimos años, se ha convertido en un grave problema en los cultivos de soja de la zona núcleo de nuestro país. A. palmeri se caracteriza por tener alta tasa de crecimiento, elevada tolerancia a los ambientes adversos, gran variabilidad genética y facilidad para desarrollar resistencia a herbicidas. Esta maleza se detectó por primera vez en Argentina durante la campaña 2011-2012 en el sur-oeste de la provincia de Córdoba. En A. palmeri, la mayoría de los casos de resistencia a inhibidores de la ALS son debido a cambios en la secuencia de bases del gen de la ALS, mientras que la resistencia a glifosato se debe principalmente a la amplificación del gen 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato sintasa (EPSPS). Fundamentalmente en el caso de los inhibidores de la ALS, una misma mutación en el gen blanco puede causar resistencia a más de un principio activo (resistencia cruzada). Si éste es el caso, el espectro de herramientas químicas factibles para el control de la población en cuestión se acota notablemente. Asimismo, si se identifica una mutación puntual que genera resistencia sólo a una determinada familia química, se puede plantear el uso de alguna de las otras familias de herbicidas, aumentando las posibilidades de éxito en el manejo de dicha maleza. Así, la dilucidación de las bases moleculares que explican el fenotipo de resistencia de diferentes subpoblaciones de malezas halladas a campo es de gran utilidad para el diseño racional de estrategias de control. Además, la obtención de información genética novedosa que pueda ser transferida a especies de interés agronómico constituye una potencial herramienta biotecnológica para abordar una de las principales problemáticas de la agricultura actual. El objetivo de esta tesis doctoral consistió en identificar las bases moleculares responsables del fenotipo de resistencia a herbicidas inhibidores de la ALS y glifosato observado en plantas de A. palmeri halladas a campo, con énfasis en el hallazgo y la caracterización de nuevas mutaciones en el sitio de acción de los herbicidas inhibidores de la ALS. Mediante estudios de dosis-respuesta, bioquímicos y moleculares, se confirmó que la subpoblación de A. palmeri hallada en lotes con cultivo de soja en la localidad de Totoras tiene resistencia cruzada a imazetapir, clorimurón-etil y diclosulam y que la resistencia a inhibidores de la ALS se debe a un mecanismo asociado al sitio de acción, de mutación de punto en la secuencia codificante del gen ALS. Se identificaron dos sustituciones de aminoácidos (W574L y S653N) en la enzima ALS previamente reportadas en la especie y cuatro sustituciones (A122S, A282D, D376E y A205V) detectadas por primera vez en A. palmeri en este trabajo de tesis. Las distintas versiones de la enzima ALS halladas fueron expresadas de forma heteróloga en sistemas procariotas y posteriormente purificadas a fin de evaluar su cinética y respuesta inhibitoria frente a los herbicidas, con énfasis en la sustitución A122S, que sólo se había observado en levaduras hasta el momento. Los resultados obtenidos demuestran que la sustitución A122S disminuye la susceptibilidad de la enzima frente a herbicidas de cuatro familias químicas diferentes y que la sustitución A282D no proporciona resistencia a los herbicidas del grupo B. También se detectó una disminución en la eficiencia catalítica en las enzimas con las sustituciones A122S, S653N, A205V, y W574L; al tiempo que las dos últimas fueron las únicas que produjeron una disminución de la afinidad de la enzima por el sustrato. Por otro lado, se obtuvieron individuos propagados asexualmente con las sustituciones en la enzima ALS: A122S, A205V o D376E reportadas por primera vez en esta especie en este trabajo de tesis y se evaluó el nivel de resistencia in vivo que proporciona cada una de ellas. Las tres sustituciones otorgan resistencia cruzada a los herbicidas del grupo B, siendo la primera vez que se informa que la sustitución A205V confiere resistencia a un herbicida de la familia de las triazolopirimidinas. Por último, mediante ensayos fenotípicos y moleculares se confirmó la resistencia a glifosato de la subpoblación A. palmeri de Totoras. La resistencia es causada principalmente por una mutación puntual en el gen EPSPS (P106S). Además, se detectó la contribución de un mecanismo ajeno al sitio blanco, en concordancia con lo reportado para una población cercana (geográficamente) a la estudiada. Futuros experimentos son necesarios para caracterizar este mecanismo. Dada la propensión de A. palmeri a desarrollar resistencia a múltiples modos de acción, es importante detectar rápidamente nuevos casos de poblaciones resistentes y determinar el mecanismo de resistencia involucrado, con el fin de diseñar estrategias de manejo sostenibles.