Biotecnología Aplicada a Reproducción y Mejoramiento de Cultivos (BioAp)

Biotecnología Aplicada a Reproducción y Mejoramiento de Cultivos (BioAp)

 

Applied Biotechnology for Crop Reproduction and Breeding

 

Directoras:

M.Sc. Graciela Nestares (Investigadora de IICAR – Profesora Adj. FCA-UNR)

Dra. Ana Ochogavía (Inv. Adjunta CONICET- Profesora Adj. FCA-UNR)

 

Investigadoras:

Dra. Gabriela Breccia  (Inv. Adjunta CONICET- JTP FCA-UNR)

Dra. Tatiana Vega (Inv. Adjunta CONICET- JTP FBioyF-UNR)

Dra. Marta Bianchi (Inv. Independiente CIUNR- Profesora Adj. FCA-UNR)

 

Investigadores Colaboradores:

Dra. Silvina Pessino (Investigadora Principal de CONICET-Profesora Titular FCA-UNR)

Lic. Mariana Mazzei (Becaria Doctoral de CONICET- JTP. FCA-UNR)

Dra. Silvina Felitti (Investigadora Independiente de CONICET-Profesora Adj.FCA-UNR)

Ing. Agr. Germán Zuzul (Investigador asociado al programa de Mejoramiento de Sorgo- Research breeding- Syngenta)

M.Sc. Marisa Della Maddalena (Investigadora asociada al programa de Mejoramiento de Girasol-ACA C.L.)

 

Estudiantes de grado:

Srta. Lara Riviera (Estudiante de grado, carrera de Ingeniería Agronómica FCA, UNR)

Srta. Iara Katzaroff (Estudiante de grado, carrera de Ingeniería Agronómica FCA, UNR)

Sr. German Aguilar (Estudiante de grado, carrera de Ingeniería Agronómica FCA, UNR)

Srta. María Virginia Pariente (Estudiante de grado, carrera de Ingeniería Agronómica FCA, UNR)

Srta. Agostina Tanzi (Estudiante de grado, carrera de Ingeniería Agronómica FCA, UNR)

Sr. Damián Stringhini (Estudiante de grado, carrera de Ingeniería Agronómica FCA, UNR)

 

Personal de apoyo:

Ing. Agr. David Balaban (CPA-CONICET) Personal de Apoyo IICAR-CONICET-UNR

Ing. Agr. Daniel Faura (CPA-CONICET) Personal de Apoyo IICAR-CONICET-UNR

Tec. Esteban Rodriguez (CPA-CONICET) Personal de Apoyo IICAR-CONICET-UNR

Srta. Ana Victoria Parada Valenzuela (CPA-CONICET) Personal de Apoyo IICAR-CONICET-UNR

 

Historia del grupo

El grupo comenzó en el año 2002 con el estudio de la genética de resistencia a herbicidas en cultivos, con especial énfasis en el cultivo de girasol, a través de la ejecución de un PICT-O cofinanciado por ASAGIR (Asociación Argentina de Girasol) dirigido por la M.Sc. Graciela Nestares. Entre los desarrollos con aplicación tecnológica generados por el grupo se destacan los bioensayos sin suelo y la determinación in vitro e in vivo de actividad enzimática AHAS utilizados como pruebas diagnóstico en la identificación de genotipos portadores de genes de resistencia y un protocolo de rescate de embriones inmaduros de girasol.

 

Resumen del tema de trabajo

Actualmente se llevan a adelante líneas de trabajo en cultivos como: girasol, sorgo y trigo; y colaboraciones en soja, maíz y arroz. Los principales caracteres de interés son la androesterilidad, la aposporía, la tolerancia/resistencia a diferentes tipos de estrés abióticos (salinidad, estrés hídrico, herbicidas) y las interacciones planta-visitantes florales. Consideramos que el conocimiento de las bases moleculares y fisiológicas de los diversos aspectos de la biología reproductiva y de los mencionados caracteres de interés es condición indispensable para la utilización de nuevas tecnologías en los sistemas productivos. Nuestro objetivo general es desarrollar aplicaciones biotecnológicas derivadas de los procesos reproductivos y bioensayos para asistir al mejoramiento en cultivos. Los objetivos específicos comprenden el estudio de: (i) las bases fisiológicas/moleculares de la androesterilidad inducida por aplicación tardía de imidazolinonas en genotipos de girasol resistente, (ii) la expresión natural de la aposporía en girasol cultivado, (iii) los genes y mecanismos implicados en la resistencia/tolerancia a salinidad y herbicidas a través de aproximaciones moleculares (transcriptómica y proteómica) y fenotípicas (nivel de planta completa). Estos abordajes, en conjunto, amplían la frontera del conocimiento acerca de los mecanismos y genes involucrados en los procesos biológicos mencionados caracteres de interés agronómico. Asimismo, generan información y herramientas aplicables a los programas de mejoramiento para el desarrollo de nuevas tecnologías orientadas a un manejo más eficiente y sustentable de los cultivos.

 

Principales técnicas utilizadas

Evaluación a campo de dosis respuesta con herbicidas; generación de híbridos por castración manual y androesterilidad inducida; bioensayos germinativos en cámaras e invernaderos; estudios de la fisiología del polen: recuento del número de granos de polen por flor y viabilidad por tinción con azul de anilina; rescate de embriones inmaduros en soporte no estéril; estudios citogenéticos de ovarios, embriones y plántulas; microscopía laser CONFOCAL; microscopía DIC; microscopía electrónica de barrido (SEM); análisis del proteoma mediante cuantificación por espectrometría de masas libre de marca (LFQ-MS); aplicación de tecnologías bioinformáticas de análisis de imágenes para estimación de fitoquímicos y para la cuantificación de la progresión reproductiva; técnicas de micromuestreo de tricomas glandulares; análisis de fitoquímicos por cromatografia gaseosa asociada a espectrometría de masas (CG-MS); estudios del agroecosistema: identificación y clasificación de grupos de artrópodos, registro de visitantes florales a campo, análisis comparativos de riqueza y abundancia de visitantes florales; aplicación de estadística descriptiva y multivariada; técnicas de biología molecular: marcadores moleculares del tipo AFLP, RAPD, MSAP, Methylation content sensitive enzyme ddRAD (MCSeEd), RT-qPCR, RNASeq, cDNA-AFLP; recuento de cromosomas en meristema radicular, citometría de flujo, entre otras.

 

Artículos científicos (más relevantes)

– Ochogavía A.C. (2022) Quantifying the reproductive progression of sunflower using FIJI (Image J). MethodsX 9:101879.

– Menéndez A., Bianchi M.B., Picardi L., Nestares G., Ochogavía A.C. (2022) Developmental variability in advanced megagametogenesis and embryogenesis in cultivars of sunflower (Helianthus annuus L.). Crop Science 62:1024-1036.

– Loste N., Nestares G., Felitti, S. and A.C. Ochogavía. (2022). Gene expression profiling by cDNA-AFLP reveals potential candidate genes for imazapyr-induced male sterility in sunflower. Crop Science 62: 301-314.

– Anastasini V., Depetris M., Ochogavía A., Nestares G., Breccia G. (2021) An integrated approach for the characterization of one and two gene imazamox resistant wheat lines. Crop Science 61: 580–590.

– Breccia G., Picardi L., Nestares G. (2020) Cultivar variation for imazamox resistance in wheat (Triticum aestivum L.): Insights into enzymatic assays for early selection. Plant Physiology and Biochemistry 151: 438–442.

– Ochogavía A.C., Bianchi M.B., Picardi, L., Nestares G. (2020) Evidence of accelerated and altered pollen development after imazapyr treatment in resistant sunflower. Bragantia 79:1

– Vega T.; Gil M.; Martin G.; Moschen S.; Picardi L.A.,Nestares G. (2020) Stress response and detoxification mechanisms involved in non-target site herbicide resistance in sunflower. Crop Science, 60 (4): 1809-1822. doi: 10.1002/csc2.20138

– Breccia G., Gianotto L., Altieri E., Bulos M.,  Nestares G. (2019) Effect of Ahasl1-1 and Ahasl1-4 alleles on herbicide resistance and its associated dominance in sunflower. Pest Management Science 75: 935–941.

– Ochogavía A.C., Novello M.A., Bianchi M.B., Picardi L.A., Nestares G. (2018) Partial male sterility in imisun sunflower: imazapyr treatment in advanced vegetative stages decreases pollen yield and alters ahas genes expression. Crop Science 58 (5) 1877-1889

– Ochogavía A.C., Novello M.A., Picardi L., Nestares G. (2017) Identification of suitable reference genes by quantitative real-time PCR for gene expression normalization in sunflower. Plant OMICS 10:04

 

Presentaciones a Congresos (más relevantes)

– Della Maddalena M., Zuzul G., Marquez O., Bruniard J.M, Nestares G., Ochogavía A.C. Imidazolinone-induced male sterility in sunflower: a novel strategy for hybridization. 20th International Sunflower Conference. Novi Sad-Serbia. Junio 2022.

-Riveira L., Aguilar. G, Nestares G., Mazzei M., Ochogavía A.C. Análisis estadístico de la abundancia de visitantes florales diurnos en genotipos de girasol que difieren en el número de tricomas glandulares en anteras. VII Jornadas de Ciencia y Tecnología de la Facultad de Ciencias Agrarias UNR – I Reunión Argentina Chile de Ciencias Agrarias. Agosto 2022.

-Ferrando Adín I., Lombardo L., Ghione C., Nestares G., Breccia G. Caracterización de nuevas fuentes de resistencia al herbicida imazetapir en sorgo (Sorghum bicolor L. Moench). VII Jornadas de Ciencia y Tecnología de la Facultad de Ciencias Agrarias UNR – I Reunión Argentina Chile de Ciencias Agrarias. Agosto 2022.

-Ferrando Adín I., Lombardo L., Ghione C., Nestares G., Breccia G.  Response of mutant sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) lines to nicosulfuron herbicide. Proceedings of the 1st Plant Breeding Symposium, Córdoba, Argentina.  Septiembre de 2021.

– Mazzei M., Balaban D., Bianchi M.B., Nestares G., Ochogavía A.C. Tricomas glandulares en anteras de girasol: anatomía, fitoquímica y su influencia en el ensamble de visitantes florales. XXIV Jornadas Científicas de la Sociedad de Biología de Córdoba. Agosto 2021.

– Foresi M., Nestares G., Mazzei M., Ochogavía A. C. Efecto de la presencia de tricomas glandulares en anteras de girasol cultivado sobre la frecuencia y riqueza de visitantes florales. IV Reunión Conjunta de Sociedades de Biología de la República Argentina, Mendoza 9/2020

– Loste N., Nestares G., Felitti S., Ochogavía A. Identificación de transcriptos asociados a la androesterilidad inducida por imazapir en girasol. XLVIII Congreso Argentino de Genética, Buenos Aires 9/2020.

– Loste N., Menéndez A., Zuzul G., Bianchi M.B., Nestares G., Ochogavía A.C. Comparación de la exomorfología del polen entre plantas tratadas con imazapir y control de girasol resistente. IV Reunión Conjunta de Sociedades de Biología de la República Argentina, Mendoza 9/2020.

– Menéndez A., Zuzul G., Bianchi M.B., Nestares G., Ochogavía A.C. Expresión de anomalías en la citoembriología de líneas de girasol cultivado durante su primera generación filial. IV Reunión Conjunta de Sociedades de Biología de la República Argentina, Mendoza 9/2020.

– Loste, N., Felitti, S., Nestares, G., Ochogavía A.C. Differential expressed transcripts associated to chemical-induced male sterility by imidazolinone herbicide treatment in Imisun sunflower. ALAG 2019 XVII Congreso Latinoamericano de Genética, XLVII Congreso Argentino de Genética, 09/2019, Mendoza, Argentina.

 

Vinculación Tecnológica

– PDTS 0571- ESTUDIO E IMPLEMENTACIÓN DE UN NUEVO MECANISMO DE INDUCCIÓN QUÍMICA DE ANDROESTERILIDAD EN GIRASOL. Proyecto acreditado en el Banco Nacional de Proyectos de Desarrollo Tecnológico y Social (2020-2023) del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación de la República Argentina. Directora: Dra. Ana Ochogavía, Co-Directora: M.Sc. Graciela Nestares. Empresa adoptante de la transferencia: Asociación de Cooperativas Argentinas (ACA C.L.). Representantes de la empresa ante el PDTS: Dr. José María Bruniard y M.Sc. Marisa Della Maddalena.

– Validación de un nuevo mecanismo de inducción de androesterilidad en girasol” 7° Convocatoria de Proyectos de Vinculación Tecnológica y Desarrollo Productivo “Vinculación inclusiva” 2020 UNR Res. CS 122/2021 Período de desarrollo: 2021-2022. Directora: Dra. Ana Ochogavía, Co- directora: Ing. Agr M.Sc. Graciela Nestares.

 

Proyectos

– Estudio de la expresión de la aposporía en girasol cultivado (Helianthus annuus L.) (2023-2025). Financiado por Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (PICT 2018-4005 a Grupo de Reciente Formación). Investigadora Responsable: Dra. Ana Ochogavía.

– Aproximación transcriptómica para dilucidar las bases moleculares de caracteres de interés en cultivos mayores (2022-2024). Proyecto de Investigación y Desarrollo PIP CONICET-2022-2024. Financiado por CONICET. Director: Dr. Javier Pereira da Costa; Grupo Responsable: Dras. Ana Ochogavía y Gabriela Breccia.

– Estudio de la respuesta a xenobióticos en girasol por técnicas de proteómica. (2020-2023) Proyecto de Investigación y Desarrollo UNR 2020 (PID 80020190100176UR). Prog. 202 -PID (UNR-SECyT) – Resol. CS Nº 125/2021. Financiado por la Universidad Nacional de Rosario. Directora: Dra. Tatiana Vega.

– Caracterización molecular y validación de la androesterilidad inducida por herbicidas en girasol: una nueva herramienta para el mejoramiento del cultivo (2021-2023). Proyecto de Investigación y Desarrollo UNR 2020 (PID 80020190100073UR) Financiado por la Universidad Nacional de Rosario. Directora: Dra. Ana Ochogavía.

– Caracterización de nuevas fuentes de resistencia a herbicidas y estrés abiótico para la obtención de materiales pre-mejorados en sorgo. Proyecto de Investigación y Desarrollo UNR 2020 (PID 80020190300152UR) Financiado por la Universidad Nacional de Rosario. Directora: Dra. Gabriela Breccia.

– The polyploid paradigm and its role in plant breeding (2020-2025) MSCA-RISE 2020 (101007438 POLYPLOID). Financiado por Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA), Unión Europea. El proyecto incluye el estudio de especies modelo (Arabidopsis) y cultivadas (papa, alfalfa, pasto llorón pasto horqueta, y girasol) y reúne a un consorcio de 9 laboratorios localizados en Irlanda, Italia, Argentina, Nueva Zelanda, España, Estados Unidos y los Países Bajos. Representantes del nodo argentino: Dres. Silvina Pessino, Viviana Echenique y Ricardo Masuelli.

– Caracterización de mecanismos de resistencia e identificación de genes candidatos involucrados en las respuestas al tratamiento con herbicidas inhibidores de AHAS en girasol y sorgo (2020-2023) Financiado por Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (PICT 2018-4005). Investigadora Responsable: Graciela Nestares, GR: Dras. Gabriela Breccia, Ana Ochogavía y Tatiana Vega.

– Identificación de las bases anátomo-fisiológicas y moleculares del mecanismo de androesterilidad inducido por aplicación tardía de imidazolinonas en girasol (2018-2020), Financiado por Agencia Nacional de Promocion Científica y Tecnológica (PICT 2016-1316). Investigadora Responsable: Dra. Ana Ochogavía.

– Agricultura Sustentable en Ecosistemas de la Región Chaco-Pampeana.” Proyecto CONICET P-UE 2016, Código 22920160100043-CO. Res. Directorio Nº /AGO/2016 (2017-2022). Director: Dr. Juan Pablo Ortiz.

– Resistencia a imidazolinonas en trigo y desarrollo de bioensayos de diagnóstico.  ANPCyT (FONCyT) Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica. Código: PICT-2015-1325. (2017/2019). Directora: Dra. Gabriela Breccia.

 

Colaboraciones con otros grupos de investigación nacionales e internacionales

Se han establecido colaboraciones activas con otros grupos de investigación del IICAR (DREP, CEIBBO, GEICHA, GIECO, GIMUSE) y de otras instituciones públicas nacionales: INTA-Pergamino, INTA-Castelar, INTA-Marcos Juárez, CERZOS-CONICET, IBONE-CONICET; e internacionales: Universidad de Padua (Italia), IBBR CNR (Italia), Universidad de Perugia (Italia). Así también con empresas nacionales como la Asociación de Cooperativas Argentinas (ACA C.L.).

 

 

Los inicios del grupo:

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