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En Argentina, diferentes especies del género Populus (álamos), son de gran importancia económica por ser una fuente importante de madera, pulpa y fibra. La zona más importante de plantación de álamos es el Delta del Río Paraná. En esta región, el estrés por inundación ocasionado por la crecida de ríos o lluvias intensas, resulta limitante para la productividad, pudiendo causar severas pérdidas económicas en plantaciones comerciales. Modelos de posibles escenarios de cambio climático, indican que las inundaciones serán más frecuentes en la zona, por lo que es necesario disponer de genotipos de álamo con gran tolerancia a la inundación. Comprender los mecanismos fisiológicos y bioquímicos que contribuyen a la tolerancia a la inundación en álamo, servirá como base de programas de mejoramiento genético clásico o de posibles desarrollos biotecnológicos destinados a incrementar la tolerancia a la inundación de esta especie. Para contribuir en la comprensión de los mecanismos que confieren tolerancia a inundación en álamo, en esta tesis se utilizaron tres clones pertenecientes a la especie Populus deltoides, la cual es ampliamente cultivada en la zona región del Delta del Paraná. El objetivo general de este trabajo fue caracterizar los cambios ocasionados por la inundación, durante y después del episodio de estrés, a nivel morfológico, anatómico, fisiológico y bioquímico, en diferentes órganos de clones de P. deltoides con diverso grado de susceptibilidad a la inundación. En base a un ensayo en el que se evaluó el efecto de la inundación sobre el crecimiento, se seleccionaron tres clones con distinto grado de tolerancia, siendo Alton el clon más tolerante, 149-82 el más susceptible y Stoneville 67 de tolerancia intermedia. Estos tres clones fueron utilizados en los experimentos de esta tesis para evaluar los objetivos particulares que derivan del objetivo general. En el primer objetivo se evaluaron las respuestas morfológicas y anatómicas, de la parte aérea y radical de los tres clones, tanto a la inundación como a un período de recuperación posterior. En un siguiente objetivo, que deriva del primero, se intentó determinar si la formación de aerénquima, tejido que se forma en las raíces en respuesta a la inundación en clones tolerantes, está iniciada por la hormona etileno, la cual se acumula en las condiciones hipóxicas generadas por la inundación. En el segundo objetivo, se evaluaron las respuestas fisiológicas de los tres clones tanto en el período de inundación como de recuperación posterior. En el tercer objetivo se estudió la respuesta de la capacidad antioxidante de los clones Alton y Stoneville 67, durante la inundación y el periodo pos anóxico inmediato a la finalización de la inundación. De acuerdo a los resultados obtenidos en los diferentes experimentos realizados, la mayor tolerancia a la inundación observada en Alton, está relacionada con la capacidad para desarrollar estructuras adaptativas, como la formación de aerénquima, lenticelas hipertrofiadas y raíces adventicias, que permiten retener una mayor área foliar y biomasa de raíces durante el episodio de estrés; esto a su vez, le confiere la posibilidad de mantener una mejor apertura estomática y capacidad fotosintética. Además, la mayor disponibilidad de fotoasimilados que implicaría el mantenimiento de la fotosíntesis durante la inundación, el rápido desarrollo de nuevas raíces y la retención de mayor biomasa radical, y la capacidad antioxidante para eliminar especies toxicas durante la reoxigenación, le asegurarían a este clon el rápido reestablecimiento del crecimiento óptimo de la planta. Con respecto a la determinación sobre si la hormona etileno participa en la formación de aerénquima en Populus deltoides, no fue posible alcanzar este objetivo con el enfoque experimental utilizado en la tesis.

Tesis (Doctor en Ciencias Agropecuarias)--UNC- Facultad de Ciencias Agropecuarias, 2015.

Algunas especies nativas andino - patagónica poseen alto valor maderero. La utilización de las mismas en cultivo requiere del conocimiento de su respuesta fisiológica y morfológica frente a factores ambientales generadores de estrés (hídrico, lumínico y térmico)en zonas potenciales de plantación. El presente trabajo, tuvo como objetivo generar conocimiento acerca de los mecanismos ecofisiológicos en respuesta a dichos factores de estrés en plantines de dos especies nativas: Nothofagus nervosa y N. obliqua. Los experimentos de estrés hídrico mostraron que ambas especies poseen, a bajos niveles de contenido hídrico, mecanismos anisohídricos de regulación del potencial mínimo, pero con un estricto cierre estomático ante aumentos del déficit de presión de vapor atmosférico. Los mayores valores de conductividad hidráulica máxima y menor vulnerabilidad a la cavitación del tallo sugieren que, ante condiciones de escaso déficit hídrico en suelo pero alta demanda evaporativa, N. obliqua poseería una ventaja comparativa frente a N. nervosa. En respuesta a la radiación, ambas especies respondieron mejor a condiciones intermedias de sombra. Se observó una alta incidencia de muerte apical ante condiciones de alta irradiancia. El principal mecanismo de aclimatación ante estas condiciones se relacionaría con la producción de hojas preformadas y neoformadas, presentando estas últimas una ventaja funcional en relación al grado de aclimatación. En relación a la temperatura, N. obliqua mostró un mayor rango de temperaturas óptimas para la fotosíntesis, sugiriendo una mayor adaptación a condiciones climáticas variables. El óptimo fotosintético se encuentra por encima de las actuales temperaturas medias, por lo que, las dos especies se verían beneficiadas ante escenarios climáticos con aumento de la misma, siempre que no haya déficit hídrico. Los resultados de esta tesis contribuyen a entender la distribución restringida de ambas especies en el NO de la Patagonia argentina donde la variación ambiental es grande en cortas distancias. Si bien existe aún incertidumbre, con el estado actual del conocimiento, N. obliqua parecería poseer una mayor potencialidad de crecimiento que N. nervosa en respuesta a los distintos factores de estrés considerados.

Algunas especies nativas andino - patagónica poseen alto valor maderero. La utilización de las mismas en cultivo requiere del conocimiento de su respuesta fisiológica y morfológica frente a factores ambientales generadores de estrés (hídrico, lumínico y térmico)en zonas potenciales de plantación. El presente trabajo, tuvo como objetivo generar conocimiento acerca de los mecanismos ecofisiológicos en respuesta a dichos factores de estrés en plantines de dos especies nativas: Nothofagus nervosa y N. obliqua. Los experimentos de estrés hídrico mostraron que ambas especies poseen, a bajos niveles de contenido hídrico, mecanismos anisohídricos de regulación del potencial mínimo, pero con un estricto cierre estomático ante aumentos del déficit de presión de vapor atmosférico. Los mayores valores de conductividad hidráulica máxima y menor vulnerabilidad a la cavitación del tallo sugieren que, ante condiciones de escaso déficit hídrico en suelo pero alta demanda evaporativa, N. obliqua poseería una ventaja comparativa frente a N. nervosa. En respuesta a la radiación, ambas especies respondieron mejor a condiciones intermedias de sombra. Se observó una alta incidencia de muerte apical ante condiciones de alta irradiancia. El principal mecanismo de aclimatación ante estas condiciones se relacionaría con la producción de hojas preformadas y neoformadas, presentando estas últimas una ventaja funcional en relación al grado de aclimatación. En relación a la temperatura, N. obliqua mostró un mayor rango de temperaturas óptimas para la fotosíntesis, sugiriendo una mayor adaptación a condiciones climáticas variables. El óptimo fotosintético se encuentra por encima de las actuales temperaturas medias, por lo que, las dos especies se verían beneficiadas ante escenarios climáticos con aumento de la misma, siempre que no haya déficit hídrico. Los resultados de esta tesis contribuyen a entender la distribución restringida de ambas especies en el NO de la Patagonia argentina donde la variación ambiental es grande en cortas distancias. Si bien existe aún incertidumbre, con el estado actual del conocimiento, N. obliqua parecería poseer una mayor potencialidad de crecimiento que N. nervosa en respuesta a los distintos factores de estrés considerados.

La calidad del agua de muchos ríos y arroyos se ve amenazada por las distintas actividades que el hombre realiza en las cuencas. Dada la importancia de la preservación y restauración de este valioso recurso, surge la necesidad de obtener nuevas herramientas que permitan evaluar de manera rápida, sencilla y fiable la calidad del agua, no limitándose sólo al análisis de sus características físico químicas, sino también a partir de las respuestas de la biota a las condiciones de su entorno. Por su ubicuidad, riqueza, sedentarismo y longevidad, los macroinvertebrados resultan apropiados como indicadores. En la presente investigación se evaluó la calidad del agua de arroyos pampeanos vinculados a distintos usos del suelo: urbano, industrial agrícola, ganadero y recreativo. En los arroyos Martín, El Pescado, Zapata y Buñirigo se estudió la calidad del agua desde diversas perspectivas, abarcando tanto aspectos bióticos como abióticos (variables fisicoquímicas del agua y características hidrológicas del cauce). Estos últimos incluyeron medidas tomadas en distintos niveles de organización, que van desde la bioquímica hasta los ensambles de macroinvertebrados, pasando por los individuos y haciendo énfasis en aspectos poblacionales de Hyalella curvispina (Crustacea: Amphipoda) y Pomacea canaliculata (Coenogastropoda: Ampulariidae). Los muestreos en esos arroyos se realizaron entre 2009 y 2010. En ellos se midieron parámetros fisicoquímicos y se analizó la calidad del hábitat físico (características del cauce y su vegetación) y de la biota (composición de los ensambles de macroinvertebrados, abundancias de especies sensibles y tolerantes e índices bióticos. A partir de los resultados de estas variables, se pudo establecer un orden decreciente de los arroyos en función de su calidad del agua: El Pescado > Zapata > Martín > Buñirigo. Simultáneamente, en esos arroyos se estudiaron rasgos poblacionales de P. canaliculata y H. curvispina como ser: densidad, biomasa, estructura etaria, proporción de sexos, fecundidad, fertilidad, crecimiento y supervivencia (los últimos tres sólo en P. canaliculata). Pese a que algunos de estos parámetros están influenciados por características del hábitat, la mayoría de los rasgos poblacionales analizados de ambas especies evidenciaron diferencias interpoblacionales que en general se correspondieron con los lo esperado según la calidad del agua. Alteraciones en el metabolismo de los individuos pueden repercutir en niveles de organización superiores alterando, por ejemplo, los valores normales de crecimiento y fecundidad. Dada la utilidad del estudio de la composición bioquímica para evaluar múltiples factores de estrés, tanto naturales como antropogénicos, se analizó el contenido de lípidos, proteínas y carbohidratos en huevos y tejidos (glándula de albumen y glándula digestiva) de hembras de P. canaliculata provenientes de los arroyos Martín, El Pescado, Zapata y Buñirigo. Las proporciones de lípidos, proteínas y carbohidratos en general fueron bajas en todos los tipos de muestras y evidencian poca relación con la calidad del agua, con una mayor variabilidad en la glándula digestiva. No obstante, las muestras del arroyo Martín presentaron valores más bajos que los de otros arroyos de estas sustancias, sugiriendo un peor estado nutricional. Esto concuerda con las menores tallas, tasas de crecimiento, fecundidad y fertilidad de los caracoles en este arroyo. Si bien estos resultados podrían ser consecuencia de la contaminación, no se descarta un posible efecto ligado al valor alimenticio de las macrófitas disponibles en ese arroyo. Con el fin de obtener otra herramienta de monitoreo, también se realizó una experiencia de exposición in situ con neonatos de P. canaliculata en los arroyos periurbanos El Gato, Rodríguez y Martín (los dos primeros muy contaminados) para evaluar la supervivencia frente a distintas calidades de agua. Estos caracoles mostraron ser sensibles a la contaminación, ya que en los arroyos más impactados se registró una mayor mortalidad que el sitio menos contaminado y en el control de laboratorio. Por lo tanto, se propone calibrar y validar esta herramienta en estudios de calidad del agua y monitoreo de arroyos pampeanos. El enfoque de esta investigación, abordada a través de múltiples niveles de organización, permitió obtener mayor información acerca del estado de los cuerpos de agua estudiados y discriminar los rasgos poblacionales que podrían constituir buenas herramientas para la evaluación de la calidad del agua por ser más sensibles. Asimismo, se destaca la necesidad de evaluar la calidad de los ecosistemas con un enfoque holístico, contemplando la interacción de los macroinvertebrados con las variables ambientales que operan en la regulación de sus poblaciones.

La calidad del agua de muchos ríos y arroyos se ve amenazada por las distintas actividades que el hombre realiza en las cuencas. Dada la importancia de la preservación y restauración de este valioso recurso, surge la necesidad de obtener nuevas herramientas que permitan evaluar de manera rápida, sencilla y fiable la calidad del agua, no limitándose sólo al análisis de sus características físico químicas, sino también a partir de las respuestas de la biota a las condiciones de su entorno. Por su ubicuidad, riqueza, sedentarismo y longevidad, los macroinvertebrados resultan apropiados como indicadores. En la presente investigación se evaluó la calidad del agua de arroyos pampeanos vinculados a distintos usos del suelo: urbano, industrial agrícola, ganadero y recreativo. En los arroyos Martín, El Pescado, Zapata y Buñirigo se estudió la calidad del agua desde diversas perspectivas, abarcando tanto aspectos bióticos como abióticos (variables fisicoquímicas del agua y características hidrológicas del cauce). Estos últimos incluyeron medidas tomadas en distintos niveles de organización, que van desde la bioquímica hasta los ensambles de macroinvertebrados, pasando por los individuos y haciendo énfasis en aspectos poblacionales de Hyalella curvispina (Crustacea: Amphipoda) y Pomacea canaliculata (Coenogastropoda: Ampulariidae). Los muestreos en esos arroyos se realizaron entre 2009 y 2010. En ellos se midieron parámetros fisicoquímicos y se analizó la calidad del hábitat físico (características del cauce y su vegetación) y de la biota (composición de los ensambles de macroinvertebrados, abundancias de especies sensibles y tolerantes e índices bióticos. A partir de los resultados de estas variables, se pudo establecer un orden decreciente de los arroyos en función de su calidad del agua: El Pescado > Zapata > Martín > Buñirigo. Simultáneamente, en esos arroyos se estudiaron rasgos poblacionales de P. canaliculata y H. curvispina como ser: densidad, biomasa, estructura etaria, proporción de sexos, fecundidad, fertilidad, crecimiento y supervivencia (los últimos tres sólo en P. canaliculata). Pese a que algunos de estos parámetros están influenciados por características del hábitat, la mayoría de los rasgos poblacionales analizados de ambas especies evidenciaron diferencias interpoblacionales que en general se correspondieron con los lo esperado según la calidad del agua. Alteraciones en el metabolismo de los individuos pueden repercutir en niveles de organización superiores alterando, por ejemplo, los valores normales de crecimiento y fecundidad. Dada la utilidad del estudio de la composición bioquímica para evaluar múltiples factores de estrés, tanto naturales como antropogénicos, se analizó el contenido de lípidos, proteínas y carbohidratos en huevos y tejidos (glándula de albumen y glándula digestiva) de hembras de P. canaliculata provenientes de los arroyos Martín, El Pescado, Zapata y Buñirigo. Las proporciones de lípidos, proteínas y carbohidratos en general fueron bajas en todos los tipos de muestras y evidencian poca relación con la calidad del agua, con una mayor variabilidad en la glándula digestiva. No obstante, las muestras del arroyo Martín presentaron valores más bajos que los de otros arroyos de estas sustancias, sugiriendo un peor estado nutricional. Esto concuerda con las menores tallas, tasas de crecimiento, fecundidad y fertilidad de los caracoles en este arroyo. Si bien estos resultados podrían ser consecuencia de la contaminación, no se descarta un posible efecto ligado al valor alimenticio de las macrófitas disponibles en ese arroyo. Con el fin de obtener otra herramienta de monitoreo, también se realizó una experiencia de exposición in situ con neonatos de P. canaliculata en los arroyos periurbanos El Gato, Rodríguez y Martín (los dos primeros muy contaminados) para evaluar la supervivencia frente a distintas calidades de agua. Estos caracoles mostraron ser sensibles a la contaminación, ya que en los arroyos más impactados se registró una mayor mortalidad que el sitio menos contaminado y en el control de laboratorio. Por lo tanto, se propone calibrar y validar esta herramienta en estudios de calidad del agua y monitoreo de arroyos pampeanos. El enfoque de esta investigación, abordada a través de múltiples niveles de organización, permitió obtener mayor información acerca del estado de los cuerpos de agua estudiados y discriminar los rasgos poblacionales que podrían constituir buenas herramientas para la evaluación de la calidad del agua por ser más sensibles. Asimismo, se destaca la necesidad de evaluar la calidad de los ecosistemas con un enfoque holístico, contemplando la interacción de los macroinvertebrados con las variables ambientales que operan en la regulación de sus poblaciones.

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Trabajo Final de Especialización en Planificación y Diseño del Paisaje

Vencer el escape inmune del tumor y erradicar los tumores y metástasis constituye un desafío en inmuno-oncología. Las células T CD8+ citotóxicas y las citotóxicas naturales (células NK) son jugadores importantes en la inmunidad tumoral. Ambas poblaciones expresan NKG2D, un receptor activador que reconoce ligandos tales como la proteína MICA (MHC class I chain-related protein A), expresada principalmente en células tumorales lo que promueve su destrucción. Sin embargo, los tumores pueden secretar el ectodominio de MICA como molécula soluble (sMICA), lo que favorece el escape inmune del tumor.En este contexto, razonamos que anticuerpos (Ac) anti-MICA podrían promover la restauración de la inmunidad tumoral a través de la estimulación de la CCDA y la depuración de sMICA por formación de complejos inmunes. Para producir dichos Ac, generamos una proteína quimérica altamente inmunogénica (BLS-MICA) que consiste en el ectodominio de MICA fusionado a la lumazina sintasa de Brucella spp. (BLS). BLS-MICA se empleó para inmunizar ratones sanos y/o portadores de tumores para investigar el efecto de los Ac anti-MICA sobre la inmunidad tumoral.Los ratones inmunizados con BLS-MICA y desafiados con tumores que expresan MICA (el linfoma EL-4 modificado para expresar MICA) mostraron un retraso significativo en el crecimiento tumoral en comparación con los ratones control (inmunizados con BLS y desafiados con tumores control o que expresan MICA). Mientras tanto, la administración pasiva de Ac anti-MICA generados en ratones sanos a ratones portadores del linfoma EL-4 o células tumorales de vejiga MB49 modificadas para expresar MICA indujo una regresión significativa del crecimiento tumoral. Además, el infiltrado de células inmunitarias intratumorales en el modelo MB49 mostró que los ratones tratados con Ac anti-MICA mostraron mayor número de macrófagos con fenotipo M1/proinflamatorio, acompañados de un mayor porcentaje de células T CD8+ con experiencia antigénica. Asimismo, demostramos que los Ac anti-MICA fueron capaces de mediar, in vitro, CCDA contra tumores MICA+. Por otra parte, la pre- incubación de las células tumorales MICA+ con Ac anti-MICA y su posterior inoculación en ratones sanos mostró que estos Ac promueven la eliminación de los tumores. Utilizando un ensayo diseñado en nuestro laboratorio para medir sMICA, encontramos en los ratones con tumores MICA+ inmunizados con BLS-MICA niveles de sMICA significativamente más bajos que en los ratones inmunizados con BLS. Asimismo, también encontramos una correlación positiva significativa entre la concentración de sMICA en los sueros y el volumen tumoral, lo que pone en evidencia la importancia de los Ac anti-MICA como una terapia capaz de reducir los niveles de sMICA.Nuestros resultados indican que los Ac anti-MICA pueden restablecer la inmunidad antitumoral y que la proteína quimérica BLS-MICA constituye un inmunógeno prometedor para los pacientes con cáncer.

Vencer el escape inmune del tumor y erradicar los tumores y metástasis constituye un desafío en inmuno-oncología. Las células T CD8+ citotóxicas y las citotóxicas naturales (células NK) son jugadores importantes en la inmunidad tumoral. Ambas poblaciones expresan NKG2D, un receptor activador que reconoce ligandos tales como la proteína MICA (MHC class I chain-related protein A), expresada principalmente en células tumorales lo que promueve su destrucción. Sin embargo, los tumores pueden secretar el ectodominio de MICA como molécula soluble (sMICA), lo que favorece el escape inmune del tumor.En este contexto, razonamos que anticuerpos (Ac) anti-MICA podrían promover la restauración de la inmunidad tumoral a través de la estimulación de la CCDA y la depuración de sMICA por formación de complejos inmunes. Para producir dichos Ac, generamos una proteína quimérica altamente inmunogénica (BLS-MICA) que consiste en el ectodominio de MICA fusionado a la lumazina sintasa de Brucella spp. (BLS). BLS-MICA se empleó para inmunizar ratones sanos y/o portadores de tumores para investigar el efecto de los Ac anti-MICA sobre la inmunidad tumoral.Los ratones inmunizados con BLS-MICA y desafiados con tumores que expresan MICA (el linfoma EL-4 modificado para expresar MICA) mostraron un retraso significativo en el crecimiento tumoral en comparación con los ratones control (inmunizados con BLS y desafiados con tumores control o que expresan MICA). Mientras tanto, la administración pasiva de Ac anti-MICA generados en ratones sanos a ratones portadores del linfoma EL-4 o células tumorales de vejiga MB49 modificadas para expresar MICA indujo una regresión significativa del crecimiento tumoral. Además, el infiltrado de células inmunitarias intratumorales en el modelo MB49 mostró que los ratones tratados con Ac anti-MICA mostraron mayor número de macrófagos con fenotipo M1/proinflamatorio, acompañados de un mayor porcentaje de células T CD8+ con experiencia antigénica. Asimismo, demostramos que los Ac anti-MICA fueron capaces de mediar, in vitro, CCDA contra tumores MICA+. Por otra parte, la pre- incubación de las células tumorales MICA+ con Ac anti-MICA y su posterior inoculación en ratones sanos mostró que estos Ac promueven la eliminación de los tumores. Utilizando un ensayo diseñado en nuestro laboratorio para medir sMICA, encontramos en los ratones con tumores MICA+ inmunizados con BLS-MICA niveles de sMICA significativamente más bajos que en los ratones inmunizados con BLS. Asimismo, también encontramos una correlación positiva significativa entre la concentración de sMICA en los sueros y el volumen tumoral, lo que pone en evidencia la importancia de los Ac anti-MICA como una terapia capaz de reducir los niveles de sMICA.Nuestros resultados indican que los Ac anti-MICA pueden restablecer la inmunidad antitumoral y que la proteína quimérica BLS-MICA constituye un inmunógeno prometedor para los pacientes con cáncer.