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La expectativa de vida de una especie puede evolucionar a través de los genes que están involucrados en la reparación del soma, tales como los sistemas de la respuesta al estrés, según lo propone la teoría del soma desechable o genes con mutaciones perjudiciales o deletéreas de efecto tardío. En los ambientes naturales, los organismos frecuentemente soportan condiciones de estrés por falta de alimento y por baja temperatura. Como la energía ocupa un rol central en la vida de los organismos, mejorar la resistencia al estrés involucra cambios fenotípicos a diferentes niveles, desde señalización intracelular hasta caracteres de historia de vida. La resistencia al hambre severo se define como el tiempo de sobrevida a la privación total de alimento y sus valores fenotípicos rondan entre 20 a 200 horas en esa condición. La resistencia al estrés por baja temperatura es un carácter ecológicamente relevante que puede regular el nivel de actividad bajo condiciones de frío en la naturaleza. Este carácter adaptativo puede tener múltiples correlatos a nivel de otros caracteres de historia de vida. En la presente tesis con el objetivo general de elucidar la base genética y molecular que relaciona el proceso de envejecimiento, y los mecanismos de la respuesta al estrés ambiental, se estudiaron caracteres de historia de vida como la longevidad, la resistencia a la falta de alimento y al frío y la relación entre ellos mediante dos metodologías: mapeo de QTL y utilización de isolíneas en los organismos modelo Drosophila melanogaster y D. buzzatii, respectivamente. Se estudió la longevidad a 25°C en condiciones de control como así también luego de un pre-tratamiento de estrés por calor en líneas recombinantes endogámicas (RIL) de D. melanogaster. También se estudió la resistencia a la inanición o al hambre (RH) en adultos y pre-adultos mediante un mapeo por intervalo compuesto sobre líneas RIL de D. melanogaster. Todos estos caracteres resultaron variables en las RIL analizadas. Se identificaron varios QTL que mapean sobre los tres cromosomas mayores de Drosophila melanogaster que explican gran parte de la variabilidad en la longevidad. El tratamiento de calor redujo el número de QTL significativos, encontrando solo dos QTL para la longevidad (rangos 3C1-4F2 y 38E1-42A) en esta condición. Estos QTL, serían QTL generales de la longevidad más bien que QTL específicos de una condición. Con respecto a la resistencia al hambre, encontramos QTL que explican la variabilidad de la RH tanto en adultos como en pre-adultos. Una región de QTL, 16F3-19F6, resultó significativa tanto en machos como en hembras adultas y en el estadio pre-adulto. Se observó una correlación positiva en machos entre la longevidad de moscas tratadas y la RH de adultos, en uno de los paneles de RIL. A su vez, las regiones 16F3-19F6, 42A- 49C y 67A-86E3 corresponden a QTL que colocalización entre el estudio de mapeo de la longevidad y de la RH. Esta colocalización entre caracteres está en concordancia con la teoría del soma desechable. Con un abordaje diferente, la utilización de isolíneas de D. buzzatii se estudió la variabilidad de caracteres de historia de vida y sus posibles correlaciones, se continuó con el estudio de la base genética de la respuesta al estrés y la senescencia. Para ello se midió la longevidad a 25ºC, la resistencia al hambre (RH), la resistencia a la desecación (RD) y dos caracteres de resistencia al frío (RF). Todos los caracteres resultaron variables en las isolíneas de D. buzzatii, con una varianza entre líneas varía desde un 14% hasta un 38 a través de los diferentes caracteres medidos. Se encontró una correlación positiva entre la RH y la RF, sin embargo no comprobamos una correlación entre la RH y la longevidad o la RD. Las isolíneas mostraron una clara correlación positiva entre estos dos caracteres (RH y RF), en contraposición a la hipótesis del tradeoff planteada por Hoffmann et al (2005). También encontramos una correlación positiva entre la longevidad y RD y RF. Las correlaciones positivas entre los diferentes tipos de caracteres estudiados y también con la longevidad están en concordancia con la teoría del soma desechable, que propone justamente que las respuestas a los diversos tipos de estresores y la longevidad pueden evolucionar a través de los mismos genes. De acuerdo a esta teoría, los individuos que soporten mejor el estrés ambiental serán a la vez los más longevos.

El cultivo de maíz pisingallo (Zea mays L. var. everta) es una alternativa conveniente en la diversificación de la producción de granos en Argentina, sin embargo las bases ecofisiológicas de la determinación del rendimiento y la calidad han sido fundamentadas sobre maíces de tipo dentado, mientras que en maíces pisingallo se desconocen. El objetivo de esta tesis es entender cómo los maíces pisingallos determinan sus componentes del rendimiento, el nivel de proteína en grano y su volumen de expansión (principal criterio de calidad comercial)por medio de un marco conceptual basado en el crecimiento y partición de biomasa del cultivo en torno a floración y durante el llenado efectivo de los granos. Durante 2007 y 2008 se llevaron a cabo tres experimentos a campo en donde la tasa de crecimiento por planta fue alterada por medio de tratamientos de densidad de siembra y de raleo de plantas y defoliaciones (en torno a floración y durante el llenado efectivo)en 4 genotipos dentados y 8 pisingallos. Ambos tipos de maíz tuvieron en común una fuerte asociación de su rendimiento con la capacidad potencial de rendimiento establecida en torno a floración (R2 igual a 0,93, p menor a 0,001), pero difirieron en la determinación del peso de grano. El peso de grano potencial en maíces pisingallos siempre fue menor ante una misma disponibilidad de asimilados por grano en torno a floración (p menor a 0,05), mientras que el peso final de grano se redujo menos que el de los dentados ante una misma disminución en la disponibilidad de asimilados durante el llenado (p menor a 0,05). La concentración y contenido de proteínas del grano, y su volumen de expansión, estuvieron asociados principalmente a la tasa de crecimiento por planta por grano durante el llenado efectivo, y en menor medida con dicha tasa en torno a floración. Los resultados de esta tesis resaltan la importancia de las condiciones de crecimiento en torno a floración para la determinación del rendimiento dentro de un conjunto diverso de germoplasma de maíz (dentado y pisingallo)y demuestran, por primera vez, que el volumen de expansión de grano de maíz pisingallo puede ser predicho a partir del crecimiento del cultivo.

El trigo pan es uno de los cultivos de granos más importantes del mundo. Uno de losprincipales objetivos del mejoramiento genético a nivel mundial es el aumento delrendimiento en grano. El rendimiento es un carácter complejo, controlado por unelevado número de genes, con alta influencia ambiental e interacción genotipo porambiente. Sumado a esto, el trigo es una especie alohexaploide de origen muyreciente (~8000 años) y por esto, las relaciones entre genes homeólogos soncomplejas. Por lo tanto, el desafío de continuar mejorando sostenidamente elrendimiento requiere de la identificación de caracteres asociados al rendimiento defácil medición y del trabajo interdisciplinario (ecofisiología, mejoramiento genéticotradicional, genética molecular, bioinformática, estadística, entre otras).En este sentido, el objetivo del proyecto fue identificar regiones genómicas asociadasa la fertilidad de espiga (FE), un carácter de fácil medición a madurez, que estáfuertemente asociado al número de granos por superficie, el principal determinantedel rendimiento en trigo pan. Para esto, se utilizó una población de 146 líneasendocriadas recombinantes (RIL) derivadas del cruzamiento entre Baguette 10(madre de alta FE) y Klein Chajá (padre de baja FE). Se realizaron tres ensayos acampo, durante los ciclos agrícolas 2013, 2014 y 2015, para determinar la FE, comoasí también el rendimiento y sus componentes para cada una de las líneas y susparentales, además de otros caracteres de interés agronómico. Se analizó lacorrelación genética entre caracteres medidos y se estimaron los componentes devarianza de los mismos para calcular su heredabilidad en sentido estricto. Un grupode 126 RIL fue genotipificado con un ?chip? comercial (Axiom® 35K SNP WheatBreeder‟s Array, Affimetrix). Se construyó un mapa de ligamiento con 857 marcadoresSNP en 80 RIL, y se realizó un mapeo de QTL para los caracteres medidos a campo. xiiiLa distribución de frecuencia de la FE para la población mostró una formaacampanada para los tres años de evaluación fenotípica, y segregación transgresivahacia ambos lados de la distribución. La heredabilidad en sentido estricto del carácterfue de 0,84, con sólo un 11% de varianza total debida a la interacción genotipo xambiente. La FE estuvo positivamente asociada al número de granos por unidad desuperficie (r=0,48) mientras que estuvo negativamente asociada al peso de mil granos(r=-0,49). El rendimiento estuvo asociado al número de granos por superficie,mientras que no presentó asociación con el peso de mil granos.Se encontraron cuatro regiones genómicas (QTL) asociadas a la FE, en loscromosomas 1B, 2D, 5B y 7A. En total, estas regiones explicaron un 26% de lavariación total en FE, no hubo interacción QTL por año y no hubo ninguna interacciónentre QTL (p>0,05). Se desarrollaron marcadores homeólogo-específicos y aleloespecíficospara cada uno de los marcadores contenidos en el intervalo de confianzade cada uno de los QTL. Cinco de los seis marcadores desarrollados para el QTL delcromosoma 2D fueron probados en un grupo de individuos de la poblacióngenotipificada, pero no fue posible amplificar el polimorfismo correspondiente demanera consistente. Debido al amplio intervalo de mapa de las regiones genómicasque mostraron asociación con la FE, no fue posible avanzar en la búsqueda de genescandidatos para el carácter. No obstante, los resultados del presente trabajoconstituyen un avance significativo en el establecimiento de las bases genéticomolecularesde la fertilidad de la espiga, escasamente conocidos hasta el momento.

Tesis para obtener el grado de Doctora en Ciencias Agrarias, presentada en la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Mar del Plata, en marzo de 2018.