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El trigo es considerado actualmente el principal cultivo a escala mundial. Es una de las especies vegetales más consumidas del mundo junto con el arroz, el maíz y la papa. Una de las enfermedades que afecta a este cultivo es producida por Pyrenophora tritici-repentis (Died.) Drechs. se la conoce como “mancha amarilla” considerada internacionalmente como la enfermedad del trigo que más se relaciona con las prácticas de laboreo que dejan los restos culturales en la superficie del suelo.El objetivo de este trabajo fue aportar información acerca del patosistema Triticum aestivum - P. tritici-repentis, en cuanto a conocer la composición de aislamientos del patógeno asociados a cultivos de trigo locales, su caracterización morfobiométrica y bioquímica, su variabilidad patogénica y la respuesta de cultivares frente a la infección del hongo. En este estudio se generó una colección de 155 aislamientos nativos de Pyrenophora triticirepentis, los cuales fueron caracterizados morfoculturalmente en 44 morfotipos los que se agruparon en ocho grupos a una distancia de similitud del 50%. Para evaluar el espectro de virulencia del total de los aislamientos se realizaron dos pruebas de patogenicidad una en el año 2003 y una en el 2004 sobre cultivares nacionales y extranjeros, determinándose especialización fisiológica para 19 y 33 aislamientos respectivamente. Por otra parte se llevaron a cabo estudios con marcadores de tipo isoenzimáticos, se revelaron el total de los aislamientos bajo el sistema de estearasas, fosfatasas y peroxidasas. Para el primero de ellos se observaron dos alelos con cinco variantes cada uno y para los otros dos un alelo con cinco y cuatro variantes respectivamente. Del análisis de los genotipos se obtuvieron 12 grupos para una distancia genética del 50%. En ninguno de los estudios se observó correlación entre el comportamiento propio de cada aislamiento y el origen geográfico o de cultivar. Tampoco se observó asociación entre los diferentes caracteres evaluados. Si se observó que 31 grupos de aislamientos a pesar de ser de origen diferente se comportaron de manera similar independientemente del estudio realizado.

La Fusariosis de la espiga de trigo o Fusarium Head Blight en trigo es una enfermedad severa a nivel mundial, en Argentina al menos 20 epidemias de variable intensidad se han registrado en los últimos 50 años. Fusarium graminearum sensu stricto es el principal agente etiológico de la enfermedad para esta región. Como resultado de la infección, los granos de trigo ven modificada tanto su composición química como sus propiedades físicas con la consiguiente alteración de características de calidad en los productos de panificación. Los daños ocasionados por la infección se agravan por la presencia de micotoxinas, las cuales son perjudiciales tanto para la salud humana como animal. La constitución física de los granos se relaciona con su textura y dureza, y su composición química, define el valor nutricional y las propiedades tecnológicas de las harinas. Los mercados son cada vez más exigentes y se interesan por el contenido de proteínas, aminoácidos, almidón, aceites, lípidos y demás componentes, y paulatinamente se reduce la tolerancia a sustancias contaminantes y/o micotoxinas. Dentro de los principales criterios para la determinación de la calidad de los granos se encuentran: el contenido y constitución de las proteínas, variables de rendimiento como ser la pérdida de peso en los granos por espiga y el peso de mil granos, y presencia de micotoxinas. La calidad el gluten de las harinas de trigo depende de la constitución genética de la planta así como de diversos factores ambientales e interacciones con microorganismos. La variación alélica en las fracciones de gluteninas de alto peso molecular (HMW-GS) está directamente relacionada con las propiedades físicas de la masa elaborada a partir de estas harinas. La micotoxina deoxinivalenol (DON) es la que se relaciona en primer término con la enfermedad, por lo cual se la considera una toxina indicadora de infección. Esta Tesis Doctoral aporta conocimientos relacionados con la diversidad genética de la especie Fusarium graminearum y el daño producido en granos de trigo, en cuanto a cambios composicionales y presencia de toxinas, en relación a cambios de calidad.

La presencia de Mn en aguas subterráneas para consumo humano causa problemas de orden estético y de aceptabilidad, organolépticos, operativos y sanitarios. Los métodos empleados para la remoción de Mn en el agua subterránea se pueden clasificar en: fisico-químicos y biológicos. En estos últimos, el Mn contenido en el agua es oxidado y precipitado con la ayuda de bacterias ambientales que suelen aparecer en forma natural en las aguas subterráneas que contienen Mn. Sin embargo, en estos procesos se alcanza una óptima remoción de Mn únicamente cuando los sistemas contienen comunidades bacteriana apropiadas, es decir, bacterias oxidantes de Mn y formadoras de biofilm.En este trabajo, se evaluaron los microbiomas de dos plantas de tratamiento biológico de aguas subterráneas que actualmente eliminan Mn(II) con alta eficiencia. Por otro lado, se cultivó un gran número de MOB conocidos y varios aislamientos que nunca antes se habían informado como MOB. La cepa MOB-181 del género Pseudomonas, se destacó de las demás por mostrar características de interés. La misma estuvo presente en el sistema de filtración de LT representando alrededor del 4 % del total de las Pseudomonas y pudo cultivarse con facilidad en el laboratorio. Asimismo, demostró buena capacidad de oxidación de Mn(II) en diferentes medios de crecimiento analizados; a diferentes temperaturas; y en presencia de metales inhibidores como el Fe y el propio Mn en altas concentraciones. Resultó ser una excelente formadora de biofilms y pudo oxidar Mn(II) presente en agua cruda mientras estuvo inmovilizada sobre arena. El estudio del rendimiento de la oxidación de Mn(II) de diferentes MOB aisladas en este trabajo permitió postular a MOB-181 como el mejor candidato con potencial para el desarrollo de un inóculo bacteriano aplicable para mejorar el proceso de eliminación de Mn(II) de aguas subterráneas.La oxidación de Mn y la formación de biofilms son dos características deseables para la elección de cepas con potencial uso en los procesos de remoción de Mn de aguas. A fin de determinar si estos dos procesos están relacionados en las MOB, se aplicaron ensayos de morfología de macrocolonia en agar y crioseccionamiento/microscopía para tratar de comprender la oxidación de Mn y la producción de EPS in situ en el modelo de biofilm de macrocolonia. Mediante el simple modelo de biofilm de macrocolonia, se pudo visualizar a los biofilms como sistemas biológicos complejos, donde los distintos grupos celulares están influenciados por un montón de factores, resultando en grupos de células diferentes dependiendo del entorno en el cual se encuentran.Finalmente, se construyó un sistema de filtros a escala laboratorio donde se evaluó la funcionalidad de la inoculación de filtros con MOB-181 en la remoción de Mn del agua. Se demostró que un ensayo de bioaumentación con esta bacteria fue capaz de acelerar el inicio de la remoción de Mn en aguas naturales. Asimismo, se observó que los tiempos requeridos para alcanzar la fase estacionaria de la remocion estaban fuertemente influenciados por las temperaturas, alcanzando más rapido la mayor eficiencia a temperaturas más altas. Estos resultados se utilizarán para optimizar los procesos de remoción de Mn de aguas y para el diseño de mejores tecnologías.

La exposición a contaminantes ambientales conocidos como perturbadores endocrinos altera el desarrollo y función del sistema endocrino afectando a diversas especies. Ciertos perturbadores endocrinos imitan las acciones de estrógenos y se denominan xenoestrógenos. En nuestro trabajo estudiamos los xenoestrógenos, bisfenol A, endosulfán y atrazina. Para el monitoreo de la contaminación ambiental y la evaluación de los efectos de los contaminantes, es importante una adecuada selección de especies centinelas y biomarcadores. El Caiman latirostris (yacaré overo) se encuentra ampliamente distribuido en el noroeste argentino y se utiliza en programas de rancheo. El yacaré posee características ecológicas y fisiológicas que lo convierten en potencial organismo centinela de exposición a xenoestrógenos. Dichas características permiten identificar y seleccionar posibles biomarcadores de exposición a contaminantes con actividad estrogénica. Los xenoestrógenos pueden alterar el desarrollo e histoarquitectura de gónadas, y los perfiles hormonales, aportando potenciales biomarcadores para evaluar en los yacarés. La vitelogenina es una proteína precursora sintetizada en hígado de vertebrados no mamíferos e inducida por acción de estrógenos. La detección de vitelogenina en plasma de yacarés macho podría se utilizada como una herramienta muy importante para el monitoreo de exposición a xenoestrógenos ambientales. Los biomarcadores evaluados en esta tesis resultaron herramientas útiles para determinar actividad estrogénica in vivo. Los estudios realizados permiten mejorar el conocimiento de la biología reproductiva del yacaré y caracterizar biomarcadores para monitorear exposición a xenoestrógenos en diferentes momentos de la vida de los caimanes. Las evidencias obtenidas apoyan la utilidad de Caiman latirostris como centinela de contaminación por xenoestrógenos.

La lignocelulosa es el componente mayoritario de la biomasa vegetal. Está formada por celulosa embebida en una matriz de hemicelulosa y lignina. Los microorganismos celulolíticos aerobios secretan un conjunto de enzimas que les permiten degradar los polisacáridos estructurales (celulosa y hemicelulosas) para utilizarlos como fuente de carbono. Estas enzimas son ampliamente estudiadas y tienen gran importancia, particularmente por su potencial aplicación en el aprovechamiento de biomasa noalimenticia, como residuos agro-foresto industriales, principalmente para obtener biocombustibles o alimento animal. El aislamiento bacteriano Cellulomonas sp. B6, obtenido a partir de un consorcio celulolítico de suelo forestal, fue capaz de crecer en numerosos sustratos celulósicos, incluyendo biomasa. Los sobrenadantes de cultivo presentaron principalmente actividades endo y exoglucanasa y xilanasa y en los extractos intracelulares se detectaron actividades β-glucosidasa y β-xilosidasa. El crecimiento en biomasa lignocelulósica (residuo de cosecha de caña de azúcar, RAC) resultó en la mayor actividad enzimática en el sobrenadante (0,2 y 0,6 UI/ml para las actividades endoglucanasa y xilanasa, respectivamente). Estas actividades se mantuvieron en un rango de pH de 5 a 8 y de temperatura de 40 a 55°C, indicando la potencialidad del extracto para aplicaciones de degradación de biomasa en esas condiciones. Por zimografía, estas actividades se correlacionaron con proteínas presentes en el sobrenadante de cultivo. El genoma de Cellulomonas sp. B6 fue secuenciado por Illumina MiSeq y ensamblado en 279 contigs, resultando en una cobertura de 83X. El tamaño total del genoma se estimó en 4 Mb y el contenido de GC fue de 75,1%, similar a lo reportado para cepas de referencia del género. Por análisis filogénetico a partir de la secuencia de la subunidad 16S de ARN ribosomal, Cellulomonas sp. B6 se encuentra relacionado con las especies Cellulomonas flavigena y Cellulomonas persica, aunque presenta características genotípicas y metabólicas distintivas, lo que sugiere que podría tratarse de una nueva especie. Mediante anotación del genoma Cellulomonas sp. B6 por las plataformas NCBI y RAST, seguido de análisis por la plataforma dbCAN, se identificaron 3443 secuencias codificantes para proteínas, de las cuales 205 corresponden a enzimas activas sobre carbohidratos (CAZimas). De las CAZimas predichas, 91 son glicosil hidrolasas (GH), de las cuales 32 poseen secuencia codificante para péptido señal, lo que indica que podrían ser extra-celulares. Para identificar las proteínas responsables de la actividad enzimática previamente observada, se analizó por espectrometría de masas el secretoma completo (conjunto de proteínas extracelulares) en sobrenadantes de cultivo en celulosa (carboximetilcelulosa, CMC), residuo agrícola de caña de azúcar molido (RAC) o paja de trigo pretratada por extrusión (PTE), como únicas fuente de carbono. En el sobrenadante de cultivo en CMC se identificaron 2 exoglucanasas (GH6 and GH48) y tres xilanasas GH10, mientras que el crecimiento en biomasa (RAC o PTE) resultó en la identificación de 22 CAZimas, incluyendo endo- y exoglucanasas (2 GH6, 2 GH9 y 1 GH48), xilanasas (7 GH10 y 1 GH11), una xiloglucanasa (GH74), una arabinofuranosidasa/ β-xilosidasa (GH43), una β-glucosidasa (GH3) y una αglucuronidasa (GH62), entre otras. Adicionalmente, se identificó una oxígenasa lítica de polisacáridos (LPMO) AA10, potencialmente involucrada en la deconstrucción de celulosa cristalina por un mecanismo oxidativo. La diversidad de GH10 secretadas (todas las extracelulares codificadas en el genoma) remarca la importancia de estas enzimas en la deconstrucción de biomasa. Para comenzar a evaluar la contribución individual de las xilanasas de la familia GH10 a la actividad del extracto, una GH10 con un módulo de unión a sustrato CBM2, a la que denominamos GH10XynC, fue expresada de manera recombinante en Escherichia coli y purificada en forma soluble. La enzima recombinante presentó actividad endoxilanasa (EC 3.2.8.1) en el rango de 300 UI/mg, sobre xilano de abedul y sobre arabinoxilano. No presentó actividad sobre celulosa, confirmando que es una xilanasa libre de actividad celulolítica. Los productos de hidrólisis de xilano fueron xilobiosa (X2) y xilosa (X1) en menor proporción y la actividad fue óptima a 50ºC, en un rango de pH de 5 a 7,5. Ensayos de hidrólisis con GH10XynC de paja de cebada y de trigo y el marlo de maíz dulce (MMD) (pre-tratados por extrusión) resultaron en la conversión a xilooligosacáridos, X2 y X1, demostrando la habilidad de la enzima de actuar sobre el xilano contenido en la biomasa. En conjunto, estos resultados demuestran que Cellulomonas sp. B6 constituye una fuente de enzimas con potencial aplicación agro-industrial en el aprovechamiento de biomasa lignocelulósica. Es más, la enzima GH10XynC podría ser aplicada en la utilización de xilanos para las indutrias de biocombustibles, prebióticos y alimento animal.

Tesis presentada para optar al Grado de Doctor en Ciencias Naturales

La diversidad de especies de Pythium y de Phytophthora conocidas en el mundo y los escasos estudios referidos a éstas, efectuados en la región del Cinturón verde La Plata-Buenos Aires, permiten inferir la existencia de enfermedades de las plantas aún no diagnosticadas y la presencia de una mayor diversidad de patógenos no citados en el país, que estarían afectando los cultivos de esa región. Frente a este planteo se propuso el presente estudio con los objetivos de actualizar el estado del conocimiento sobre estos géneros y realizar una prospección de las enfermedades presentes en la región, identificando las nuevas patologías y relaciones hospedante-patógeno, y confirmando la presencia de las previamente citadas. A efectos de recopilar, organizar y actualizar la información referida a especies fitopatógenas de estos géneros en la Argentina, se efectuó una exhaustiva revisión de antecedentes desde finales del siglo XIX hasta el año 2014. En el período 2009-2012 se llevó a cabo una prospección de las enfermedades ocasionadas por Pythium y por Phytophthora en cultivos intensivos ornamentales en algunas localidades del Cinturón verde bonaerense. Además, con la finalidad de identificar la mayor cantidad de especies que permitiera una caracterización más completa de la región, se incluyeron aislamientos de Pythium sin identificación específica y de especies de Phytophthora identificadas sólo por sus características morfobiométricas y culturales, coleccionadas en el CIDEFI-UNLP (Ing. Wolcan), obtenidas en cultivos de La Plata y alrededores, entre los años 2000-2008. Se amplió el presente estudio identificando y caracterizando aislamientos provenientes de otras áreas y cultivos de interés económico, correspondientes a muestras recibidas en los Servicios de Diagnóstico del CIDEFI-UNLP (Ing. Wolcan) y el LASAVE-FAUBA (Ing. Palmucci). Las especies de Pythium y de Phytophthora fueron descriptas y caracterizadas mediante el estudio de sus caracteres culturales, morfológicos y biométricos (estructuras vegetativas y estructuras reproductivas sexuales y asexuales), las temperaturas cardinales y el crecimiento medio. Las identificaciones se complementaron con estudios moleculares y de secuenciación y en algunos casos se obtuvo su ubicación filogenética. Los estudios moleculares se efectuaron en el Molecular Diagnostics Laboratory-USDA, Belstville, USA, bajo la supervisión de la Dra Gloria Abad. El ADN de las muestras fue extraído de cultivos puros desarrollados en APG, utilizando un kit comercial. La región ITS del rADN nuclear se amplificó usando los primers ITS4 e ITS5, se secuenció (Mc Lab, San Francisco, USA) y comparó con el banco de genes del servidor BLAST-NCBI y del Phytophthora Database. Todas las comparaciones en el GenBank-Blast y la construcción de árboles filogenéticos, se efectuaron considerándose las secuencias de las especies tipo, holotipo o extipo. Para comprobar la patogenicidad se inocularon plantas de la misma especie a temperatura y humedad controladas. La información obtenida en la revisión de antecedentes fue categorizada y presentada en Tablas y Figuras. Este ordenamiento permitió actualizar el status o inventario de las especies de Pythium y de Phytophthora presentes en el país, considerando los cambios en su sistemática que se produjeron en los últimos años, y acceder en forma rápida y comparada a la información referida a diferentes aspectos de estos patógenos (rango de hospedantes, primera cita en el país, síntomas, localización geográfica, especies por región, por tipo de cultivo y por provincia, estudios moleculares realizados en el país). Como resultado de la prospección efectuada se hallaron nuevas enfermedades afectando cultivos de producción intensiva en el área de estudio, ocasionando damping off, podredumbre de raíces, podredumbre basal, podredumbre de la corona, podredumbre de frutos y de cladodios. Se identificaron 10 especies de Pythium (P. aphanidermatum, P. cylindrosporum, P. dissotocum, P. graminicola, P. intermedium, P. irregulare, P. spinosum, P. splendens, P. sylvaticum, P. ultimum var. ultimum, P. ultimum var. sporangiiferum y 2 Pythium sp. nov.), y 5 especies de Phytophthora (Ph. capsici, Ph. cinnamomi, Ph. cryptogea, Ph. nicotianae, Ph. taxon kelmania), 1 Ph. aff. cryptogea. Las especies de Pythium provenientes de la prospección, de otras áreas de interés y de las colecciones, se hallaron asociadas a los siguientes hospedantes: P. aphanidermatum-Euphorbia pulcherrima, Nicotiana tabacum y Spinacea oleracea; P. cylindrosporum-Eustoma grandiflorum; P. dissotocum-Nicotiana tabacum; P. graminicola-Pennisetum clandestinum; P. intermedium-Impatiens x hawkerii y Spathiphillum wallisii; Pythium irregulare-Primula obconica, Impatiens walleriana y Scindapsus aureus; P. spinosum-Hebe sp.; P. splendens-Rhododendon indicum; P. sylvaticum-Cyclamen persicum y Lavandula angustifolia; P. ultimum var. ultimum-Actinidia deliciosa, Dianthus caryophillus, Gazania repens, Euphorbia pulcherima y Ocimum basilicum y P. ultimum var. sporangiiferum-Polygala myrtifolia. Dos nuevas especies de Pythium, con las que se comenzaron los estudios para llegar a su descripción, fueron halladas afectando Capsicum annuum y Schlumbergera truncata. Se registraron por primera vez en el país a P. cylindrosporum, P. sylvaticum y P. splendens. Es la primera cita en el mundo de P. cylindrosporum afectando C. persicum y de P. sylvaticum a Eustoma grandiflorum. Para el género Pythium se aplicó por primera vez el uso del análisis de secuencias (BLAST y Filogenia). Para Phytophthora las asociaciones halladas fueron: Ph. capsici-Capsicum annuum, Cucurbita moschata; Ph. cinnamomi-Actinidia deliciosa, Casuarina cunninghamiana, Vaccinium corymbosum, y Rhododendrom indicum; Ph. cryptogea-Gerbera jamesonii; P. taxon kelmania-Gerbera jamesonii, Gypsophila paniculata y Actinidia deliciosa; y Ph. nicotianae-Dieffenbachia picta, Catharanthus roseus, Primula obconica, Chamelaucium uncinatum, Gypsophila paniculata, Schlumbergera truncata y Hebe speciosa. Si bien algunas de estas relaciones huésped-patógeno ya eran conocidas en el país se aplicaron por primera vez las técnicas moleculares y de secuenciación para confirmar la identidad específica de Ph. nicotianae como agente causal de Podredumbre basal de Chamelaucium uncinatum, Gypsophilla paniculata y de Catharanthus roseus. Este es el primer registro de Ph. nicotianae como causante de Podredumbre de tallo y raíces de Dieffenbachia picta en Argentina y en América del Sur y de Podredumbre basal en Primula obconica, Hebe speciosa y Schlumbergera truncata. Se cita por primera vez en la región en estudio a Ph. cinnamomi afectando kiwi y azalea, y a casuarina en Concordia (Entre Ríos). La caracterización morfológica de los aislamientos, unida a los resultados de las técnicas moleculares, permitieron diferenciar entre Ph. cryptogea y Ph. taxon kelmania e incluir a esta última especie como patógeno de Gerbera jamensonii, Gypshophilla paniculata y Actinidia deliciosa. Ph. taxon kelmania ZG Abad & Abad JA, es una nueva especie, citada por primera vez en Argentina y en el mundo sobre G. paniculata y A. deliciosa. De raíces de Rhododendron indicum se aisló a Phytopythium chamaehyphon. Es el primer reporte en el país, del género Phytopythium y de la mencionada especie. Se confirmó la patogenicidad de todos los aislamientos, cumpliéndose los Postulados de Koch. Se estudiaron 41 relaciones hospedante-patógeno, en 29 hospedantes diferentes, de las cuales 30 fueron citadas por primera vez en el país, correspondiendo 32 a nuevas enfermedades citadas en el Cinturón verde La Plata-Buenos Aires (22 de Pythium, 9 de Phytophthora y 1 de Phytopythium). Se deberá continuar el estudio de las dos especies nuevas de Pythium, ampliando su caracterización morfológica y de rango de hospedantes y efectuando estudios moleculares y de secuenciación del rADN, utilizando otros marcadores. Los resultados del presente relevamiento en la región, las identificaciones realizadas sobre los aislamientos asociados a las patologías halladas en otros sitios de interés, y la identificación específica de las cepas de colección, han significado un aporte al conocimiento de la biodiversidad de la región del Cinturón verde La Plata-Buenos Aires, de las especies presentes en el país y de los síntomas de las enfermedades causadas por especies de Pythium y de Phytophthora en cultivos ornamentales y otros.

Tesis de grado para obtener el titulo de Magister en Floricultura, presentada en la Universidad Nacional de Lomas de Zamora en agosto de 2015

Hipótesis planteada: los aislamientos de Fusarium poae son heterogéneos a nivel genómico y en su potencial producción de toxinas. Objetivo general: aportar conocimientos básicos sobre uno de los patógenos fúngicos de interés agronómico más importante como productor de toxinas nocivas para la salud humana y de los animales. Objetivos particulares: evaluar la variabilidad genética de aislamientos de Fusarium poae, identificar regiones codificantes asociadas a la producción de toxinas del patógeno. (Párrafo extraído del texto a modo de resumen)

El objetivo de esta tesis es identificar nuevos genes involucrados en neurodegeneración en Drosophila melanogaster y comprender su función y el mecanismo por el cual provoca dicha patología. En particular, se hizo foco en orsai. Encontramos que adultos envejecidos con la expresión de orsai reducida en las neuronas que controlan el comportamiento rítmico locomotor presentaban una caída en la ritmicidad y un alargamiento del período. La reducción de ORSAI en el cerebro adulto envejecido provoca que estos presenten signos de neurodegeneración más severos que sus controles. También se encontró que la reducción de los niveles de este gen en larvas provoca arresto en el segundo estadio y la consiguiente letalidad temprana. Estas larvas tienen un comportamiento anómalo frente a la comida, alejándose de la misma y reptando en un modo de clásico forrajeo, a pesar de tener alimento disponible, hasta su muerte. Encontramos que acotando la reducción de ORSAI a las tráqueas fenocopia al mutante. También determinamos que la respiración mitocondrial está severamente reducida en el mutante. La alteración de los niveles de ORSAI en distintos tejidos, tanto larvales como adultos, provoca diversos fenotipos, lo que demuestra la importancia de este gen para la homeostasis celular. El fenotipo en las tráqueas podría, a través de procesos hipóxicos, explicar el comportamiento de forrajeo en larvas y, sumando a esto la disfunción mitocondrial, los fenotipos observados en adultos.