Genética de la Resistencia a Herbicidas en Cultivos

 

 

  • Directora:

Ing. Agr. MSc Graciela Nestares, Docente-investigadora de la FCA UNR

nestares@iicar-conicet.gob.ar

 

  • Investigadores:

Dra. Liliana Picardi, Docente-investigadora de la FCA UNR

Dra. Ana Ochogavía, Investigadora Adjunta CONICET

Dra. Gabriela Breccia, Investigadora Adjunta CONICET

Dra. Tatiana Vega, Investigadora Adjunta CONICET

 

  • Becarios:

Dra. Mercedes Gil, Becaria posdoctoral CONICET

 

  • Personal de apoyo:

Ing. Agr. David Balaban, CPA

 

  • Estudiantes de posgrado.

Ing. Agr. Nicolás Loste (Estudiante de posgrado, Tesista de la Carrera Maestría en Genética Vegetal, ciclo 2019-2021)

 

  • Estudiantes de grado.

Srta. Valentina Anastasini (Estudiante de grado, Tesinista de la carrera de Lic. en Biotecnología, FBioyF-UNR)

Sr. Agustín Menéndez (Estudiante de grado, Becario del programa de becas de Investigación de la UNR – Fac. Cs. Agrarias, UNR)

Sr. Germán Zuzul (Estudiante de grado, carrera de Ingeniería Agronómica Fac. Cs. Agrarias, UNR)

Srta. Ángeles Pugno (Estudiante de grado, carrera de Ingeniería Agronómica Fac. Cs. Agrarias, UNR)

Sr. Lautaro Lantelme (Estudiante de grado, carrera de Ingeniería Agronómica Fac. Cs. Agrarias, UNR)

 

  • Colaboradores:

Dra. Marta Bianchi (Docente-investigadora CIUNR)

Dra. Silvina Felitti (Investigadora Adjunta IICAR CONICET)

 

Historia del grupo y resumen del tema de trabajo

Sigla: GReHC

El presente grupo estudia los genes implicados en el control del carácter resistencia a herbicidas grupo B en los cultivos de girasol, trigo y recientemente en sorgo. El grupo comenzó con esta línea de trabajo en el año 2002 con especial énfasis en el cultivo de girasol a través de la ejecución de un PICT-O cofinanciado por ASAGIR (Asociación Argentina de Girasol). 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 un protocolo de rescate de embriones inmaduros de girasol con el doble propósito de reducir intervalo generacional y seleccionar por resistencia a imidazolinonas.

El presente grupo se ha enfocado principalmente en la caracterización de alelos de resistencia (mutaciones naturales e inducidas), estimación de relaciones de dominancia, patrones de expresión de genes ahas y actualmente las líneas de interés abarcan: (i) el estudio las bases fisiológicas/moleculares de un nuevo método de generación de androesterilidad inducida por aplicación tardía de imidazolinonas en genotipos de girasol resistente. (ii) el estudio mecanismos de resistencia controlada por genes menores que participan en vías de detoxificación del herbicida a través de aproximaciones moleculares (transcriptómica y proteómica) y fenotípicas (nivel de planta completa). Estos mecanismos son versátiles ya que confieren resistencia a múltiples modos de acción, y devienen de vías de estrés preexistentes en la planta por lo que identificar los genes involucrados permitiría el desarrollo de nuevas tecnologías orientadas a un manejo más eficiente y sustentable del control de malezas. Estos estudios generan información aplicable en el corto o mediano plazo que contribuye a programas de mejoramiento que contemplen entre sus objetivos el desarrollo de variedades con tecnología de resistencia a herbicidas.

 

Proyectos (últimos 5 años)

Fuente de financiación recibidas

ANPCyT-FONCyT

“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” ANPCyT -FONCyT PICT2018 Código de proyecto: 2018-04005 Período de desarrollo: 2020–2023 Directora: Ing. Agr. Msc Graciela Nestares

Fundación Ciencias Agrarias

“Caracterización fenotípica y bioquímica de la resistencia a herbicidas inhibidores de AHAS en trigo». PICT Fundación Ciencias Agrarias Tipo A. Período de desarrollo: 2019-2020. Directora: Ing. Agr. Msc Graciela Nestares. Co-directora: Dra. Gabriela Breccia.

ANPCyT-FONCyT

“Caracterización de los mecanismos de resistencia a herbicidas inhibidores de la enzima acetohidroxiácido sintasa (AHAS) y estudios de expresión de genes ahas en girasol” ANPCyT (FONCyT) PICT Código de proyecto: 2013-1010. Período de desarrollo: 2014–2018 Directora: Ing. Agr. Msc Graciela Nestares

 

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

 

“Identificación de las bases anátomo-fisiológicas y moleculares del mecanismo de androesterilidad inducido por aplicación tardía de imidazolinonas en girasol”. Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica Código: PICT 2016-1316. Período: 2018/2020 Directora: Dra. Ana Ochogavía

SECyT-UNR

«Enfoques –omicos en la mejora de los cultivos». Programa 202 –PID (UNR-SECyT) – Resol. en trámite. Período de desarrollo: 2016/2019. Código de proyecto: AGR291 Directora: Dra. Liliana Picardi

“Caracterización fenotípica y bioquímica de la resistencia a herbicidas inhibidores de AHAS en trigo». Programa 202 –PID (UNR-SECyT). Código: AGR281. Período de desarrollo: 2016/2019. Directora: Ing. Agr. Msc Graciela Nestares. Co-directora: Dra. Gabriela Breccia.

 

Fundación Nuevo Banco de Santa Fe

“Estudios fenotípicos y bioquímicos para el desarrollo de pruebas diagnóstico de resistencia a herbicidas inhibidores de AHAS en girasol” Proyecto de Innovación Tecnológica subsidiado por Fundación Nuevo Banco de Santa Fe Período de desarrollo: 2013-2014 Directora: Ing. Agr. MSc Graciela Nestares

“Estudios moleculares de genes implicados en la resistencia a herbicidas en girasol” Proyecto de Innovación Tecnológica subsidiado por Fundación Nuevo Banco de Santa Fe Período de desarrollo: 2015-2016 Director: Dra. Ana Ochogavia Co- Director: Ing. Agr MSc Graciela Nestares

 

CONICET

“Agricultura Sustentable en Ecosistemas de la Región Chaco-Pampeana.” Proyecto CONICET P-UE 2016, Código 22920160100043-CO. Res. Directorio Nº /AGO/2016. Período de desarrollo: ENE/2017 a DIC/2021. Director: Dr. Juan Pablo Ortiz

Financiamiento Extraordinario para Investigadores activos de la carrera de Investigador de CONICET. Otorgado a la Dra. Tatiana Vega Resolución CD. Nro 119, 13 de enero de 2014

 

Otras fuentes de financiamiento recibidas

Participación en proyectos en colaboración con otras instituciones

“Mejoramiento Genético de Maíz Y Sorgo. Preservación, caracterización y uso de variabilidad genética y mejoramiento genético y herramientas de biotecnología”. Coordinador: Daniel Presello Código de proyecto: 2019-PE-E6-I128-001 Entidad que financia: INTA (RESOL-2019-983-APN-CD#INTA) Período de desarrollo: 2019-2022

“Edición génica, transgénesis y mutagénesis como generadores de nueva variabilidad en especies de interés agropecuario” Coordinadora: Gabriela Alejandra Massa. Código de proyecto: 2019-PE-E6-I115-001 Entidad que financia: INTA (RESOL-2019-983-APN-CD#INTA) Período de desarrollo: 2019-2022

“Mejoramiento Genético de Arroz orientado a caracteres defensivos en contra del cambio climático, a la competitividad y calidad de grano.” Coordinador: José Colazo Código de Proyecto: 2019 PE-E6-I129-002. Entidad que financia: INTA. (RESOL-2019-1134-APN-CD#INTA) Período de desarrollo: 2019-2022

“Evaluación preventiva de variedades y líneas promisorias con herbicidas pre-siembra y pre-emergentes.” Director: José Colazo Entidad que financia: Fundación PROARROZ Período de desarrollo: 2019-2020

 

Fundación Josefina Prats 2014 – subsidio a otorgado la becaria Lic. Mercedes Gil para el desarrollo de la tesis doctoral

Fundación Tecnológica Argentina para el Desarrollo Social y Ambiental 2015 y 2016 – subsidio otorgado para llevar a cabo experimentos en conjunto con el L’Unité de Recherche en Génomique Végétale (URGV), INRA/CNRS/Évry University, Francia

 

Participación en proyectos en colaboración con otros institutos

“Cuantificación del nivel de resistencia a herbicidas conferido por distintos genes, alelos y mecanismos fisiológicos en especies” Período de desarrollo: 2016/2019 Código de proyecto: PICT 2015-1544 Director: Dr. Martín Vila-Aiub (IFEVA)

 

PICT 2017-0473 “Bases agroecológicas de la evolución de malezas emparentadas con los cultivos” IR: Dr. Alejandro Presotto (CERZOS, CONICET, UNS)

 

Publicaciones científicas/desarrollos tecnológicos (últimos 5 años)

Breccia, G.; Picardi, L. and G. Nestares. Cultivar variation for imazamox resistance in wheat (Triticum aestivum L.): Insights into enzymatic assays for early selection. (2020) Plant Physiology and Biochemistry 151: 438-442 doi.org/10.1016/j.plaphy.2020.03.045

Vega, T. *; Gil, M.*; Martin G.; Moschen, S.; Picardi, L. and Nestares, G (*joint first author). Stress response and detoxification mechanisms involved in non-target site herbicide resistance in sunflower (2020). Crop Science. DOI: 10.1002/csc2.20138.

Ochogavía, Ana Claudia, Bianchi, Marta Beatríz, Picardi, Liliana, and Nestares, Graciela María. Evidence of accelerated and altered pollen development after Imazapyr treatment in resistant sunflower. (2020). Bragantia, 79(1), 94-106. Epub March 13, 2020. doi.org/10.1590/1678-4499.20190369

Gil, M. y Nestares, M. (2019) Decoding non-target-site herbicide resistance in sunflower: the beginning of the story. Helia Published Online: 2019-05-23 | DOI: https://doi.org/10.1515/helia-2019-0002

Ochogavía A.C., Novello M.A., Bianchi M.B., Picardi L.A., Nestares G. Partial male sterility in imisun sunflower: imazapyr treatment in advanced vegetative stages decreases pollen yield and alters ahas genes expression. (2018) Crop Science Vol. 58 No. 5, p. 1877-1889 doi:10.2135/cropsci2017.12.0726

Breccia G., Gianotto L., Altieri E., Bulos M., & Nestares G. (2018) Effect of Ahasl1-1 and Ahasl1-4 alleles on herbicide resistance and its associated dominance in sunflower. Pest Management Science 75(4):935-941. doi: 10.1002/ps.519

Gil, M.; Ochogavía, A. C.; Vega, T.; Felitti, S. A. y Nestares, G. Transcript profiling of non-target-site imidazolinone resistance in Imisun sunflower (2018). Crop Science. 58, 1991-2001. DOI: 10.2135/cropsci2018.01.0074

Breccia G., Bisio, M.B., Picardi L. & Nestares G. (2018) A rapid phenotyping method for imazamox resistance in wheat. Planta Daninha 36: e018179638. http://dx.doi.org/10.1590/s0100-83582018360100142.

Gil, M.; Vega, T.; Felitti, S. A.; Picardi, L.; Balzergue, S. y Nestares, G. Characterization of non-target-site mechanisms in imidazolinone-resistant sunflower by RNA-seq (2018). Helia 41(69): 267-278. DOI: 10.1515/helia-2018-0012

Ochogavía A. C., Novello M.A., Picardi, L. y Nestares, G. 2017 Identification of suitable reference genes by quantitative real-time PCR for gene expression normalization in sunflower. Plant Omics J. 10 (4):210-218 doi 10.21475/poj.10.04.17.pne831

Breccia, M. Gil, T. Vega, E. Altieri, M. Bulos, L. Picardi, and G. Nestares 2017 Contribution of non-target-site resistance in imidazolinone-resistant Imisun sunflower (Helianthus annuus L.)’ Bragantia 76 (4)536-542

Ochogavía A. C., Gil M., Picardi L., and Nestares G. 2015. Precision phenotyping of imidazolinone-induced chlorosis in sunflower. Breeding Science 64: 416–421.

Ochogavía A. C., Breccia G., Vega T., Felitti S.A., Picardi L., Nestares G. 2014. Acetohydroxyacid synthase activity and transcripts profiling reveal tissue-specific regulation of ahas genes in sunflower. Plant Science 224: 144-150.

Breccia G. & Nestares G. 2014 Next-generation phenotyping in plants: old problems, new promises. Journal of Basic & Applied Genetics Vol. 25 (1): 5-8

 

Publicaciones científicas en colaboración con otros grupos (últimos 5 años)

Vercellino, R. B., Pandolfo, C. E., Breccia, G. , Cantamutto, M. and Presotto, A. (2018), AHAS Trp574Leu substitution in Raphanus sativus L.: screening, enzyme activity and fitness cost. Pest. Manag. Sci, 74: 1600-1607. doi:10.1002/ps.4849

Ochogavía A.C., Gallia G., Seijo G., Gonzalez A.M, Bellucci M., Pupilli F., Barcaccia G., Albertini E., Pessino A. (2017) Structure, target-specificity and expression of PN_LNC_N13, a long non-coding RNA differentially expressed in apomictic and sexual Paspalum notatum. Plant Mol. Biol. 9(2) 1:15. DOI 10.1007/s11103-017-0679-4

Poeta F., Ochogavía A.C., Permingeat H., Rotundo J.L. (2016) Storage-Associated Genes and Reserves Accumulation in Soybean Cultivars Diffring in Physiological Strategies for Attaining High Seed Protein Concentration. Crop Sci. 57(2017)1:10 DOI 10.2135/cropsci2016.07.0611

Zappacosta D., Ochogavía A.C., Romero J.R., Rodrigo J.R., Meier M., Garbus I., Pessino S.C., Echenique V. (2014) Increased  apomixis expression concurrent with genetic and epigenetic variation  in newly synthesized Eragrostis curvula polyploidy. Scientific Reports 4:4423 DOI 10.1038/srep04423

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