Catálogo de publicaciones

Frías, Pedro

Tesis presentada para optar al Grado de Doctor en Ciencias Naturales

Tesis (Doctor en Ciencias Agropecuarias)--UNC- Facultad de Ciencias Agropecuarias, 2016.

El rendimiento en grano del cultivo de maíz (Zea mays L.) se encuentra principalmente limitado por agua y nitrógeno (N), presentando la oferta de ambos recursos una importante variabilidad espacial y temporal. Debido a esto, sería esperable la existencia de colimitaciones de agua y N (CAN) que generarían variaciones intra-lote en la eficiencia de uso de agua (EUA) y del N (EUN). El objetivo de esta tesis fue evaluar el efecto de la variabilidad espacial y temporal de la co-limitación de agua y N sobre la EUA y EUN en el cultivo de maíz en lotes de producción en dos campañas agrícolas consecutivas. Se realizaron ensayos de fertilización nitrogenada por zonas de manejo (ZM) para evaluar la variabilidad espacial en dos lotes de producción (Lote 1 en campaña 2011/12 y Lote 2 en campaña 2012/13) y simulaciones de largo plazo para estudiar la variabilidad temporal de la CAN y su efecto sobre la EUA y la EUN. La EUA y EUN se asociaron estrechamente con la CAN, aunque la EUA resultó más sensible a los cambios en la CAN. Sin embargo, la relación entre la EUA y EUN con la CAN, difirió entre los Lotes evaluados. En el Lote 1 el aumento de la CAN generó aumentos en EUN y disminuciones en EUA, mientras que en el Lote 2 ocurrió lo opuesto. Los niveles de CAN variaron espacial y temporalmente, y se incrementaron con el aumento de la dosis de N. De acuerdo con esto, la CAN puede manejarse a través de la fertilización, sin embargo la dosis a la cual se obtiene la máxima co-limitación varió de acuerdo al lote considerado y a la ZM. La relación encontrada entre EUA y CAN resultó más estable en el tiempo que la relación entre la EUN y la CAN, esta relación podría utilizarse para realizar prescripciones de N por ZM de acuerdo con la disponibilidad de agua al inicio el cultivo.

Los tricópteros son un grupo de insectos acuáticos en sus estados inmaduros, que despliegan una gran variedad de adaptaciones tróficas y comportamentales. Debido a su riqueza taxonómica, diversidad ecológica, y abundancia constituyen un importante grupo indicador de la calidad del agua. Los ríos son sistemas jerárquicamente organizados, cuyas características bióticas y abióticas varían a diferentes escalas espaciales y temporales. Dentro de este sistema se reconocen varios niveles anidados, donde las comunidades de insectos responden a cambios espacio-temporales. Mientras que el clima, la geología, los procesos geomórficos, y los usos del suelo actúan a grandes escalas, a escala de meso- y microhábitat, la distribución y abundancia de los organismos bentónicos está determinada por el tipo de sustrato, el caudal, la velocidad de la corriente, y la temperatura del agua. Con el objeto de analizar variaciones estacionales y espaciales de las especies de Trichoptera en arroyos del Parque Provincial Salto Encantado, se realizaron campañas durante abril y noviembre de 2006 y enero y marzo de 2008, en 7 sitios ubicados en las cuencas de los arroyos Cuñá-Pirú y Garuhapé. Se tomaron muestras de Trichoptera con una red Surber obteniéndose un total de 195 réplicas (3 réplicas en rápidos/correderas en 2006 y 3 réplicas por hábitat en 2008). Además, en cada oportunidad se midieron distintas variables ambientales a escala de hábitat y tramo. La composición taxonómica difirió entre sitios en un mismo período hidrológico, pero no se detectaron diferencias marcadas entre períodos para un mismo sitio. La única excepcion se produjo en el sitio Ta. Se pudieron establecer distintos hábitats en los cuerpos de agua, que difirieron en cuanto a la composición taxonómica, abundancia, biomasa, riqueza y diversidad de taxa de Trichoptera. Estos hábitats presentan ensambles característicos, que responden a variables ambientales locales. Los rápidos con podostemáceas fueron los hábitats que sostuvieron los mayores valores de diversidad, riqueza, densidad media y biomasa. Los grupos funcionales alimenticios variaron entre hábitats en respuesta a sus requerimientos ambientales y disponibilidad de alimento. Todos los grupos alimenticios (con excepción de los succionadores) estuvieron representados, estableciéndose fuertes relaciones ambientales principalmente con las categorías de detrito autóctono y alóctono. Los cambios en los patrones de distribución (abundancia y biomasa) de los grupos funcionales alimenticios de tricópteros fueron evidentes a una escala de hábitat. El mantenimiento de la integridad ecológica de los ecosistemas estudiados es vital para la calidad del agua y la persistencia de la biota. Este trabajo presenta no sólo un inventario de tricópteros, sino que además establece relaciones especie ambiente a varias escalas espaciales y temporales en ríos de la selva misionera. Esta información es básica y necesaria para poder evaluar los cambios antrópicos que puedan producirse en un futuro.

Arachnitis uniflora Phil. (Corsiaceae) pertenece a un grupo de plantas micoheterotróficas, las cuales no poseen clorofila y por lo tanto son incapaces de asimilar carbono por sí mismas. Así, dependen de la asociación con hongos micorrícicos para obtenerlo, quienes lo capturan de plantas autótrofas de la comunidad. La mayor parte de las poblaciones de A. uniflora se sitúan a lo largo de los bosques templados andino-patagónicos de Argentina y Chile, pero existen otras más distantes, en los bosques andinos tropicales húmedos y sub-húmedos del centro-sur de Bolivia, y en ambientes húmedos y sin árboles de las Islas Malvinas. La presente tesis aborda principalmente el estudio de la variabilidad genética de A. uniflora y de sus hongos micorrícicos arbusculares (HMA) e intenta explicar cómo los eventos climáticos y geológicos pasados condujeron a su actual distribución espacial. Debido a la relación micoheterotrófica entre ambos, es interesante describir los patrones evolutivos conjuntos entre A. uniflora y sus HMA y conocer cómo son afectados por factores ambientales actuales. Se estudiaron 27 sitios en total a lo largo de su distribución geográfica. A. uniflora presentó tres principales focos de alta diversidad genética, relacionados con refugios glaciarios pleistocénicos. Existieron discrepancias en la evidencia brindada por las secuencias del ADN nuclear y cloroplástico; sin embargo ambas marcaron su origen hacia finales del Eoceno, y la separación definitiva de las poblaciones bolivianas en el Mioceno-Plioceno. Los principales eventos relacionados con la diversificación de A. uniflora se correspondieron con el levantamiento de los Andes y la Máxima Glaciación Patagónica (MGP). Los HMA asociados a A. uniflora describieron patrones de distribución espacial de la diversidad similares a la planta; sin embargo el origen y el comienzo de la diversificación de los HMA se habrían iniciado mucho antes, desde el Cretácico Inferior, y probablemente en asociación con otras plantas fotosintetizantes de la comunidad. En ambos grupos taxonómicos y de forma conjunta, las glaciaciones pleistocénicas habrían configurado la distribución espacial observada en la actualidad. Por otra parte, la identificación de los HMA asociados a A. uniflora reveló la presencia de un grupo mayoritario denominado aquí ?clado Arachnitis? (Glomeraceae). En más bajas proporciones fueron encontrados también integrantes de Claroideoglomeraceae y Acaulosporaceae. La evidencia morfológica incluyó también a esporas de Gigasporaceae. Estos HMA encontrados en baja proporción serían simbiontes facultativos de A. uniflora y representarían una estrategia evolutiva de la especie vegetal ante condiciones ambientales adversas. Claroideoglomeraceae nunca antes fue encontrado en asociación con plantas micoheterotróficas. Por último, los estudios ambientales revelaron que hubo poca influencia de los factores ambientales sobre la diversidad genética de A. uniflora por lo que se puede afirmar que su mayor condicionante es biótico, representado por sus HMA asociados, los cuales están mayormente condicionados por las variables de temperatura.

Chenopodium quinoa Willd. es una especie originaria de la región Andina de Sudamérica perteneciente a la familia Chenopodiacea. Sus semillas poseen un elevado nivel de proteínas de buena calidad ya que contiene altos niveles y un buen balance de aminoácidos esenciales como la lisina y metionina. Tiene la capacidad de adaptarse a condiciones ambientales extremas como déficit hídrico, bajas temperaturas y salinidad, haciendo posible su cultivo en un amplio rango de ambientes. Estudios de caracterización de colecciones de germoplasma de quínoa en los principales países actualmente productores de este cultivo como Bolivia y Perú, ha permitido generar información complementaria a la caracterización morfo-fenológica de gran utilidad en planes de mejoramiento genético. Respecto a esto, el germoplasma nativo de Argentina no se encuentra caracterizado, lo que limita su utilización en el mejoramiento y valorización. En este trabajo se planteó determinar la magnitud de la diversidad y la estructura genética de germoplasma de quínoa, para lo cual se caracterizaron 22 loci microsatélites en 80 accesiones de C. quinoa, describiendo la variabilidad alélica en forma separada para el germoplasma del NOA (36) y del resto de Sudamérica (44 - ExtraNOA). Para caracterizar cada accesión se determinó la riqueza alélica, Heterocigocidad (como medida de diversidad), el porcentaje de loci polimórficos (%P) y el número de alelos privados. Se calculó la distancia genética entre las accesiones y se analizaron las relaciones según el agrupamiento obtenido por UPGMA, además de analizar la varianza molecular en diferentes niveles jerárquicos. La diversidad genética promedio entre las accesiones de quínoa nativa fue ~0,30; se detectaron 360 alelos en total, 97 de los cuales fueron alelos únicos. El 18% del total de la varianza se debió a la diferenciación entre regiones (Frt = 0,18), el 39% entre poblaciones (Fst = 0,57), el 27% entre plantas individuales y el 16% restante intra-individuos. Los valores de Fis (0,63) y Fit (0,84) indicaron una deficiencia de genotipos heterocigotas. El germoplasma se estructuró longitudinalmente en la región del Noroeste, formando cuatro grandes grupos de poblaciones que corresponden a regiones agroecológicamente diferentes: Puna, valles secos, valles húmedos y una zona de transición de altura. De oeste a este, la magnitud de la diversidad genética a nivel de grupo presentó un gradiente decreciente hacia el este junto con la altitud, encontrando una correlación baja pero significativa con el régimen de precipitaciones de la región (que se incrementa hacia los valles orientales húmedos). El gradiente de diversidad genética molecular se refleja también en un gradiente en el síndrome de domesticación que presenta la especie (mayor diversidad en sitios de mayor antigüedad de uso), evidenciando un patrón característico de una especie que evolucionó como cultivo, post-domesticación. Veinticinco de las 36 accesiones de quínoa nativa fueron caracterizadas morfo-fenológicamente complementando la caracterización molecular. El análisis de caracterización conjunta sustentó el agrupamiento observado para la quínoa del NOA pudiendo determinar cómo caracteres fenotípicos más influyentes en la diferenciación de las poblaciones los relacionados con la fenología, la morfometría de hoja y el diámetro del tallo. Las accesiones provenientes del los valles interandinos (secos y húmedos) se caracterizaron por presentar mayor altura de planta, un ciclo de madurez intermedio o tardío, mayor diámetro de tallo y hojas de mayor superficie mientras que las accesiones del altiplano (Puna) presentaron menor altura, un ciclo más corto y hojas más pequeñas. Las accesiones de la zona de Transición presentaron un estado intermedio para los caracteres mencionados, pero se diferenciaron del resto por presentar menor diámetro de grano. Las accesiones de quínoa ExtraNOA se diferenciaron exitosamente a partir de la caracterización molecular, obteniéndose un alto valor de distancia genética promedio entre todas (~0,83). Se detectaron 553 alelos en total, de los cuales el 292 (52,8%) resultaron en común entre todas las entradas, 67 (12,1%) fueron exclusivos del germoplasma del NOA y 194 (35,1%) exclusivos de las entradas del resto de Sudamérica. La inclusión de germoplasma del NOA, el extremo sur de la distribución de la especie en la región Andina, en un análisis a nivel de Sudamérica evidenció un patrón de agrupamiento longitudinal de acuerdo a las características ambientales de los sitios de origen (ambiente seco y ambiente húmedo) y en un segundo orden, tierras altas y tierras bajas. Las accesiones de quínoa procedentes del centro-sur de Chile compusieron el grupo genético más diferenciado. Este agrupamiento sustenta la segunda hipótesis postulada acerca de que el origen del germoplasma en el NOA es ocurrencia de procesos de introducción independientes de zonas ecológicas similares en contraposición a un único evento de introducción y su posterior dispersión. Se discuten las relaciones genéticas en términos de la dinámica del cultivo y el contexto histórico del cual formó parte, considerando hallazgos arqueológicos que documentaron la presencia de la especie. Los resultados obtenidos a partir de este trabajo permitirán definir las relaciones entre las accesiones y el grado de influencia del ambiente en la estructura genética aportando criterios en conjunto para la elección de germoplasma en futuros programas de mejoramiento.