comision de investigaciones
científicas de la provincia de
buenos aires
INFORME CIENTÍFICO-TECNOLÓGICO[1]
PERIODO: 2002/2003
Legajo
Nº:
1.
APELLIDO: TOGNETTI
NOMBRES: Jorge Alberto
2.
TEMA
DE INVESTIGACION
Estudios vinculados
a la economía del carbono en especies de importancia 
económica en la región
S.E. de la Provincia de Buenos Aires
3.
DATOS
RELATIVOS A INGRESO Y PROMOCIONES EN LA CARRERA
INGRESO: Categoría: Adjunto c/Director Mes: Junio
Año: 1992
ACTUAL: Categoría: Adjunto c/Director
desde el mes: Junio
Año: 1992
4.
INSTITUCION
DONDE DESARROLLA LA TAREA
Nombre: Cátedra
de Fisiología Vegetal – Facultad de Ciencias Agrarias
Dependencia: Universidad nacional de Mar del
Plata
Dirección: Calle: Ruta 226 Km 73,5
Ciudad: Balcarce Pcia: Buenos Aires Tel: 02266 439100
Dirección
electrónica: tognetti@fisiovegetal.org.ar
Cargo que ocupa: Profesor adjunto (por convenio).
5.
DIRECTOR
DE TRABAJOS. (En el caso que corresponda)
Apellido y Nombres: Pontis, Horacio Guillermo
Dirección: Vieytes 3103
Ciudad: Mar del Plata Pcia: Buenos Aires Tel: 474 - 8257
Dirección electrónica: fibamdq@infovia.com.ar
....................................................... ..................................................
Firma del Director (si corresponde)
Firma del Investigador
6. EXPOSICION SINTETICA DE LA LABOR DESARROLLADA EN EL
PERIODO
Se
continuaron las tres líneas principales desarrolladas durante los períodos
anteriores: 1- Aspectos ecofisiológicos vinculados con la economía del carbono
y del agua a bajas temperaturas; 2- Estudio de las vías de transducción
de señales que intervienen en las respuestas adaptativas a estrés por bajas
temperaturas; 3- Estudios sobre producción y fenología frutihortícola en
las condiciones agroclimáticas del sudeste bonaerense. Estas líneas
corresponden a diferentes proyectos de investigación, subsidiados por la
Universidad Nacional de Mar del Plata (líneas 1 y 3) y por la Agencia Nacional
para la Promoción Científica y Tecnológica (líneas 1 y 2). Las diferentes
líneas son y/o han sido soporte de varias tesis de grado y posgrado.
1- Aspectos
ecofisiológicos vinculados con la economía del carbono y del agua a bajas
temperaturas.
Los
avances producidos durante este período se referirán en forma esquemática
siguiendo los items del plan de trabajo para el período que se informa.
a- Respuestas
morfo-fisiológicas al frío en trigos invernales y primaverales: ajuste osmótico
y mantenimiento de la turgencia: se han completado ensayos que sugieren la importancia de la
acumulación de azúcares (especialmente sacarosa y fructanos) en el
mantenimiento de la turgencia a bajas temperaturas, en base a los cuales se
está preparando un artículo a ser enviado próximamente. Se han comunicado avances parciales en la reunión de Plant Biology 2002
(ver 7.5.a).
b- Respuestas
morfo-fisiológicas al frío en trigos invernales y primaverales: hidratos de
carbono y capacidad de rebrote: Se ha publicado sobre aspectos
generales del tema un artículo en Functional Plant Biology (7.1) y se han
comenzado trabajos que formarán parte de una tesis doctoral a desarrollarse
bajo mi supervisión (ver plan de trabajo para el próximo período) estudiándose
la influencia de los azúcares acumulados durante períodos de baja temperatura
sobre el rebrote a temperatura óptima, en relación con la morfología previa de
la planta.
c. Plasticidad
morfo-anatómica del trigo bajo temperaturas fluctuantes: Mediante el
análisis combinado de experimentos realizados en carpas calefaccionadas y
cámaras de cultivo se estudió la contribución relativa de la temperatura y de
la intensidad lumínica sobre diferentes variables morfo-fisiológicas, así como
la “ventana de tiempo” de mayor
sensibilidad a estas variables ambientales. Los resultados formaron
parte de un Taller de Licenciatura realizado bajo mi supervisión (11.2.a). Se encuentra en preparación un
manuscrito sobre el tema (7.4.a).
d. Respuestas morfofisiológicas de
la zanahoria a las bajas temperaturas y su relación con la economía del agua: Se encuentra
en preparación un artículo sobre este tema (7.4.b), que corresponde a parte de
los resultados presentados en una tesis de Magister (11.1.a); por otra parte, y
a los fines de efectuar estudios en condiciones ambientales fluctuantes se
encaró la construcción de microinvernáculos con control de temperatura, sobre
fosas de 1 m de profundidad, que permitirán la variación independiente de las
temperaturas de las partes aérea y radical, cuya primera etapa se espera
concluir hacia fines de 2003.
2- Estudio de las vías de
transducción de señales que intervienen en las respuestas adaptativas a estrés
por bajas temperaturas.
En el período 2002/3 se continuó con
los estudios de caracterización de las actividades proteín quinasas y proteín
fosfatasas involucradas en la transducción de esta señal mediada por azúcares,
así como acerca del rol del ion calcio en esta vía de señalamiento. Se
comunicaron varios avances parciales en Plant Biology 2002 (7.5.b) así como en
la reunión de la SAIByM (7.5.c y 7.5.d).
3- Estudios sobre
producción y fenología frutihortícola en las condiciones agroclimáticas del
sudeste bonaerense
Se publicó un artículo sobre
el efecto del nivel de raleo y tipo de rama lateral sobre la producción y
calidad de los frutos en kiwi (7.1.b). Por otra parte, se prosiguieron estudios
comenzados durante el período 2000/2001, en colaboración con el grupo de
Fruticultura de la Unidad Integrada Balcarce, sobre el empleo de diferentes
sistemas de conducción en cerezo, con el propósito de optimizar la intercepción
de energía lumínica, de acuerdo a lo previsto en el plan de trabajo anterior.
Asimismo, se está supervisando una tesis de grado acerca de los efectos de la
sequía durante el cultivo de cebolla sobre la conservación poscosecha (11.2.b),
continuación de trabajos previos acerca de los cuales se encuentra enviado un
trabajo, aún no aceptado (7.3.a).
Ha sido presentada una tesis de Magister Science
titulada “Respuestas morfo-fisiológicas de la zanahoria (Daucus carota
L.) a la temperatura”, realizada bajo mi supervisión (11.1.a), mientras que
resta la defensa oral de una Tesis Doctoral realizada asimismo bajo mi
dirección y concluida en 2002 (11.1.b),
Finalmente, se ha redactado, en colaboración con otros
autores, y a solicitud de sus editores, un capítulo a ser incluido en un libro
especializado (7.3.a)
7. TRABAJOS DE INVESTIGACION REALIZADOS
O PUBLICADOS EN ESTE PERIODO
7.1 Publicaciones
a- Equiza MA, Tognetti JA.
2002. Morpho-physiological plasticity of spring and winter wheats under
changing temperatures and its significance to water economy during cold
adaptation. Functional Plant Biology 29: 1427-1436.
Abstract:Temperature change
induces morpho-physiological responses, whose significance on plant functioning
under the modified environmental condition is mostly unclear. Plastic responses
to temperature change from optimal (25°C) to chilling conditions (5°C) or
viceversa, as compared to constant temperature treatments, were studied in
spring and winter wheat. Plants cultivated from seed at 5°C developed small
leaves with less stomata but relatively large root systems, leading to larger
effective root: shoot ratios –root surface area: total stomata area- than
plants at 25°C. Transferring plants at the primary leaf stage from one
temperature condition to another led to changes in subsequent root development,
leaf area and stomatal frequency, the magnitude of these responses being
different between spring and winter cultivars. Nevertheless, both cultivar
types reached similar effective root: shoot ratios, which were typical for each
temperature. Changes in leaf thickness, transverse vascular bundle area and
xylem: phloem ratios were also observed. Besides, rapid changes in carbohydrate
content, as well as in osmotic potential, took place following temperature
shifts. These responses correlated with turgor maintenance under large soil/air
temperature differentials (3°/25°C soil/ air), which suggests that
temperature-induced plasticity may play a role in ameliorating possible water
deficits under such conditions in natural environments.
Participación: El trabajo
corresponde a parte de la tesis doctoral de la Lic. M. Alejandra Equiza,
realizada bajo mi dirección.
b-
Godoy C, Arpaia R, Tognetti J. 2002. Raleo de frutos en kiwi: intensidad de
raleo y tipo de lateral. Revista Facultad de Ciencias Agrarias (Universidad de
Cuyo) XXXIV: 107-115
Resumen: Durante la
temporada 1999 – 2000 un lote de plantas de kiwi (Actinidia deliciosa
(A. Chev.) C.F. Liang et A.R. Ferguson var. deliciosa cv. Hayward) fue sometido
a tres intensidades de raleo: 30 - 40 y 50 frutos/m2 a los 19 días
post-floración, evaluándose la calidad de los frutos desarrollados en tres
tipos de ramificación lateral: fuerte, medio y débil. Se registró la evolución
del crecimiento del fruto y se midió el peso, contenido de sólidos solubles, la
firmeza de la pulpa y pH del jugo al momento de cosecha. La mayor intensidad de
raleo (30 frutos/m2) produjo frutos con un peso promedio de 125 grs, la
intensidad intermedia (40 frutos/m2) dió frutos de 121 grs difiriendo significativamente de la
intensidad menor (50 frutos/m2) con frutos de 113 grs de peso promedio. Aún así
todos superaron el peso mínimo para la exportación, de acuerdo con los
estándares oficiales. Los laterales de tipo débil produjeron los frutos de
menor peso y más blandos a cosecha. No se encontraron diferencias entre
laterales en contenido de sólidos solubles y pH.
Los raleos intensos
favorecieron la tasa de crecimiento del fruto, no obstante la mayor intensidad
de raleo (30 frutos/m2) comprometió el rendimiento del cultivo.
Participación: El trabajo
corresponde a la tesis de grado del Sr. Roberto Arpaia, y es parte de una
cooperación entre la Cátedra de Fruticultura (FCA, UNMdP) y nuestro grupo.
7.3 Trabajos enviados y
aún no aceptados para su publicación
a- Silvia G. Assuero, Jorge
Rattin, J. Alberto Saluzzo y Jorge A. Tognetti. Fenología, producción y
conservación poscosecha de cebolla cultivada en condiciones de secano en el
sudeste de Buenos Aires. Versión corregida, re-enviado para su publicación (2003)
Resumen: El cultivo de cebolla
en el S.E. de la Pcia. de Buenos Aires es incipiente y promisorio; sin embargo,
existen problemas de enfermedades fúngicas en poscosecha. Esto se relaciona con
que en el cultivar más usado (Valcatorce) el llenado de bulbos ocurre en meses
cálidos con deficiencias hídricas, lo que lleva a la aplicación de riego
abundante, y la cosecha tiene lugar en una estación muy húmeda, todo lo cual
dificulta el curado de los bulbos. Dado que la cebolla es una planta
relativamente rústica, en este trabajo se exploró la factibilidad de su cultivo
en condiciones de secano, en dos experimentos realizados en un año con
temperaturas y precipitaciones típicas para la región. Se estudió la fenología,
producción y conservación de siete cultivares de cebolla de diferente longitud
de ciclo, incluyendo el más usual (Valcatorce) y dos de bulbificación temprana
(Dorada y Torrentina). Los cultivares de bulbificación temprana tendieron a
presentar los mayores períodos de llenado por lo que la cosecha no se adelantó
significativamente. La producción fue notoriamente inferior a la registrada en
ensayos previos realizados bajo riego, pero aún así, fue comparable a las
obtenidas en otras zonas productoras del país en cultivos regados, resaltando
el potencial productivo de la región. Los mayores pesos de bulbo
correspondieron al cultivar Armada. Las pérdidas por pudrición de bulbos
representaron una pequeña fracción de las pérdidas totales. Valcatorce mostró
la menor brotación poscosecha, mientras que los cultivares de bulbificación
temprana presentaron brotación precoz. El ordenamiento de cultivares para las
diferentes variables estudiadas no difirió del obtenido en experimentos previos
realizados bajo riego.
b- Tognetti, J.A,
Aguirrezábal, L.A.N. y Assuero, S.G. Funciones de los nutrientes en el
crecimiento vegetal. En: Fertilidad de suelos y fertilización de cultivos.
Echeverría H, García F., (eds.), Ed. INTA, en preparación. Se transcribe a
continuación el índice de este capítulo.
Tabla de materias
1. Los nutrientes:
definiciones y clasificación tradicional
2. La captación de los
nutrientes. ¿El nutriente contacta la raíz o la raíz contacta al
nutriente?
2.a.
Mecanismos de llegada de los nutrientes a la planta
2.b.
Importancia relativa del flujo de masa y de la difusión
2.c. La
intercepción radical y el efecto de las raíces sobre el suelo
3. La arquitectura del
sistema radical, un factor clave en la captación de los nutrientes
3.a
Variaciones genotípicas
3.b
Efectos de la ontogenia
3.c
Efectos ambientales: temperatura, agua, luz
3.d
Efectos de la disponibilidad de nutrientes
3.e
El efecto de microorganismos y simbiosis
4. La adquisición del
nutriente: mecanismos de absorción y transporte
4.a
La entrada del nutriente a la raíz
4.b
Mecanismos de ingreso a las células
4.c
Transporte de los nutrientes por xilema y distribución en la planta
4.d
Regulación de la absorción a nivel celular
4.e
Removilización de los nutrientes
5. Los nutrientes y el
funcionamiento general de la planta
5.a
Roles de los nutrientes
5.b
Concentración óptima, deficiencia y exceso: la ley del mínimo
5.c
Síntomas de deficiencias
6. Avances y perspectivas
en nutrición de las plantas
7.4 Trabajos terminados
y aun no enviados para su publicación
a- Equiza MA., Aguirrezábal
LAN, Cirelli D and Tognetti JA. Phenotypical plasticity of spring and winter
wheat under naturally fluctuating temperatures. I: Root: shoot ratios and
carbohydrate accumulation
Abstract: Temperate plants
display many changes in their physiology and morphology when subjected to low
temperatures during the cold season. Both cell extension and cell division are
extremely sensitive to temperature and as a consequence growth, considered as
an irreversible increase of mass and volume, is greatly reduced. In contrast,
the fixation and translocation of carbon are comparatively less affected by
cold, and this differential sensitivity between growth and carbon fixation
leads to an increase in the cellular content of various metabolites,
particularly soluble sugars, in the whole plant. In previous works we compared
the behaviour of different wheat types –spring and winter- at low temperatures
and an inverse relationship between root growth inhibition by cold and
carbohydrate accumulation was found. Winter wheats, which developed relatively
smaller root systems at low temperatures, displayed a number of
morpho-physiological adaptations which could ‘compensate’ the smaller absorbing
surface. These experiments were performed under controlled conditions in which
plants were cultivated at two contrasting temperatures – 5°C or 25°C- and at
constant light intensity (250 µmol photon m-2 s-1) that
may be considered rather low for the high temperature treatment. In the present
work we analyze the relationship between root and shoot growth and carbohydrate
accumulation as well the evolution of the ratio between absorbing and
transpiring surfaces during the winter period, under natural conditions
-fluctuating temperatures and high irradiance- in experiments done in insulated
field settings with or without heating devices. An inverse relationship between
root growth inhibition and the increase in carbohydrate concentration between
spring and winter cultivars could be established only when mean temperature
fell below 10°C. Differences in root biomass between cultivar types were
accompanyied by changes in morpho-anatomical characters such as leaf area and
stomatal frequency, reaching both winter and spring plants a similar
relationship between absorbing and transpiring areas, which were typical for
each mean temperature, in a similar manner as that described before for
experiments under contrasting, controlled temperatures. A comparison with data
obtained under controlled growth conditions was done. In the accompanying paper
we analyze in detail the morpho-anatomical responses displayed by plants in
relation to present and previously prevailing temperature and light intensity.
b- González MV, Sadras VO, Tognetti JA.
Morphological responses of the carrot plant (Daucus carota L.) to temperature
Abstract:
Low temperatures usually determine low growth rates, but in cool temperate
plants root growth is less affected by cold than shoot growth, thus resulting
in an increase in the root to shoot ratio. In these plants, carbon fixation
rates are commonly relatively less affected than growth rates by cold, and this
determines carbohydrate accumulation. Both changes in root growth and
carbohydrate accumulation are, in turn, processes linked to cold acclimation in
many species, which may enable them to avoid restrictions in water provision by
cold soils. Studies on the effects of low temperatures are almost lacking in
species with two separate root systems, such as carrot, one of them linked to
water and mineral absorption, and the other to carbohydrate storage. In the present work
we describe the effect of suboptimal temperature and temperature shifts on the
growth and morphology of shoots and both root systems. Carbon partitioning is
also studied under these contrasting conditions. Two carrot cultivars, Colmar and Narbone, were grown in growth chambers at
constant temperatures: 12ºC and 25ºC. Part of the pots were kept at these
temperatures for the whole experimental period, while others were subjected to
temperature shifts (either 12°C to 25°C or the opposite). Plants developed form
seed at 12°C showed a lower growth rate than those at 25°C; however, shoot
growth was more affected by cold than growth of both root systems. As a
consequence, high fibrous root: shoot and storage root: shoot ratios were found
at 12°C. Within the storage roots, large phloem:xylem ratios were found as a
consequence of the low temperature treatment. Relatively small changes in
carbohydrate concentration in most plant parts were brought about by
temperature treatments. Plants subjected to temperature shifts showed plastic
modifications in several morpho-physiological characters, which occurred with
different delay after the shift. Morho-physiological changes elicited by
temperature are discussed within the frame of the functional equilibrium
theory.
7.5 Comunicaciones
a- Equiza MA, Tognetti JA, Orioli GA, Pontis HG. 2002. Morpho-physiological plasticity of wheat under changing temperatures. Plant Biology 2002, p. 149 (Denver, Colorado, EEUU, 3-7 agosto 2002).
b- Pontis HG, Martínez Noel G, Tognetti JA. 2002. Effects of sucrose on the expression of protein kinase and protein phosphatase in connection with fructan syntehsis initiation. Plant Biology 2002, p. 171 (Denver, Colorado, EEUU, 3-7 agosto 2002).
c- Vargas WA, Tognetti JA, Pontis HG. 2002. Sucrose metabolism and environmental stresses adaptation in wheat seedlings. XXXVIII Reunión Anual, SAIByBM, Villa Carlos Paz, Córdoba, Argentina, 5-9 noviembre 2002. Resumen en Biocell 26 (suppl.), p. 102.
d- Martínez Noel G, Tognetti JA, Pontis HG. 2002. Expression of protein phosphatase 2-A and sugar signaling in wheat leaves. XXXVIII Reunión Anual, SAIByBM, Villa Carlos Paz, Córdoba, Argentina, 5-9 noviembre 2002. Resumen en Biocell 26 (suppl.), p. 114.
8. TRABAJOS DE DESARROLLO DE TECNOLOGÍAS
8.3 Montaje de laboratorios
Durante se este período se encaró, en conjunto con otros integrantes del Grupo Fisiología Vegetal, el diseño y construcción de microinvernáculos (4 en total, de 4,5 m2 cada uno) con control automatizado de la temperatura, sobre fosas de 1 m de profundidad, en un predio de la Unidad Integrada Balcarce. Contarán con una estructura de hierro galvanizado y estarán cubiertos con polietileno y/o policarbonato. Estas unidades permitirán variar independientemente la temperatura de suelo y del aire, mediante termocuplas que accionen, a través de relés, equipos de calefacción y/o ventilación, siendo programables por computadora desde una unidad central. Constituirán un equipamiento único en nuestro país para este tipo de estudios. Se espera concluir la primera etapa de su construcción alrededor de fines de 2003.
11. DIRECCION DE
TESIS
11.1 Posgrado
a. Ing. Agr. M. Virginia González: Tesis de Magister, UNMdP (Escuela de
Posgrado, Unidad Integrada Balcarce), Diciembre 2002. Título: Respuestas
morfo-fisiológicas de la zanahoria a la temperatura.
b. Lic. M. Alejandra Equiza. Tesis de Doctorado, UNMdP (Escuela de
Posgrado, Unidad Integrada Balcarce). Título: Plasticidad morfológica,
anatómica y fisiológica a bajas temperaturas en cultivares de trigo invernales
y primaverales y su vinculación con la economía del agua. (La defensa se
realizará en octubre 2003).
11.2 Grado
a. Sres. Damián Cirelli y Darío Ganem: Taller de
Licenciatura en Producción Vegetal, FCA, UNMdP (marzo 2003). Título: Morfología
foliar del trigo en relación con la radiación incidente y la temperatura
En realización:
b. (codirección): Sr. Gastón Sasso: Tesis de Grado, Carrera Ingeniería Agronómica, FCA, UNMdP
12. PARTICIPACION
EN REUNIONES CIENTIFICAS
a- Plant Biology 2002 (Denver, Colorado, EEUU, 3-7 agosto 2002). Posters presentados:
- Morpho-physiological plasticity of wheat under changing temperatures. Autores: Equiza MA, Tognetti JA, Orioli GA, Pontis HG.
- Effects of sucrose on the expression of protein kinase and protein phosphatase in connection with fructan syntehsis initiation. Autores: Pontis HG, Martínez Noel G, Tognetti JA.
b- XXXVIII Reunión Anual SAIByBM (Villa Carlos Paz, Córdoba, Argentina, 5-9 noviembre 2002). Posters presentados:
- Sucrose metabolism and environmental stresses adaptation in wheat seedlings. Autores: Vargas WA, Tognetti JA, Pontis HG.
- Expression of protein phosphatase 2-A and sugar signaling in wheat leaves. Autores: Martínez Noel G, Tognetti JA, Pontis HG.
15. SUBSIDIOS RECIBIDOS EN EL PERIODO
a- (Director) Proyecto: Crecimiento y partición del carbono en especies
de interés agronómico en las condiciones agroclimáticas del sudeste de la Pcia.
de Buenos Aires. Universidad Nacional de Mar del Plata. Fecha inicio: 01/01.
Fecha finalización: 12/03. Monto recibido en mayo 2003 (correspondiente al
período 2002): $ 1.845,88.
b- (Integrante del Grupo Responsable) Proyecto: Estudios bioquímicos,
fisiológicos y moleculares del metabolismo de hidratos de carbono en plantas y
su vinculación a fenómenos ambientales adversos. Director: Horacio G. Pontis.
Agencia Nacional para la Promoción Científica y Tecnológica. Fecha inicio:
09/00. Fecha finalización: 09/03.
c- (Integrante del Grupo Responsable) Proyecto: Temperatura y
composición en compuestos carbonados determinantes de la calidad de productos
agrícolas. Director: Luis A.N. Aguirrezábal. Agencia Nacional para la Promoción
Científica y Tecnológica, PICT 2000/2001. Fecha inicio: 08/02. Fecha
finalización: 08/04.
17. ACTUACION EN ORGANISMOS DE PLANEAMIENTO, PROMOCION O EJECUCION
CIENTIFICA Y TECNOLÓGICA
- Evaluador del proyecto de lanzamiento de la carrera “Tecnicatura en
Producciones Intensivas”, con funciones asignadas para la realización de los
análisis de prefactibilidad y factibilidad (RD 255, FCA, UNMdP). El tiempo
dedicado ha sido hasta el momento relativamente reducido, ya que la designación
fue realizada durante mayo de 2003.
18. TAREAS DOCENTES DESARROLLADAS EN EL PERIODO
a- Profesor del curso de
grado Fisiología Vegetal, correspondiente a la currícula de la carrera de
Ingeniería Agronómica, de la Facultad de Ciencias Agrarias (UNMdP), 1er.
cuatrimestre 2002 y 2003 (6 hs. Semanales).
b- Coordinador del Curso
optativo (grado y posgrado) “Relaciones planta-ambiente I. Una introducción a
la fisiología ambiental de los vegetales superiores”, dictado en la Facultad de
Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional de Mar del Plata, 2do.
Cuatrimestre de 2002 (6 hs semanales).
20. TITULO Y PLAN DE TRABAJO A REALIZAR EN EL PROXIMO PERIODO
“Estudios
vinculados a la economía del carbono en especies de importancia económica en la
región S.E. de la Provincia de Buenos Aires – continuación-II”
Se
prevé seguir investigando sobre las mismas líneas que en el período precedente.
Estas son:
1- Aspectos
ecofisiológicos vinculados con la economía del carbono y del agua a bajas
temperaturas;
2- Estudio de las
vías de transducción de señales que intervienen en las respuestas adaptativas a
estrés por bajas temperaturas; y
3- Estudios sobre
producción y fenología frutihortícola en las condiciones agroclimáticas del
sudeste bonaerense.
Las
líneas 1- y 2- conciernen estudios de tipo básico, mientras la 3- es
eminentemente aplicada a la problemática frutihortícola regional.
Se
recuerda que estas líneas corresponden a proyectos de investigación subsidiados
por la Universidad Nacional de Mar del Plata (líneas 1 y 3) y por la Agencia
Nacional para la Promoción Científica y Tecnológica (líneas 1 y 2).
Se
sintetizan a continuación, y luego de una breve introducción al tema, los
objetivos propuestos para el trabajo
durante el próximo período, en cada una de ellas.
1-
Aspectos ecofisiológicos vinculados con la economía del carbono y del agua a
bajas temperaturas
Se
ha venido estudiando el crecimiento y la partición del carbono en relación con
la temperatura en trigo y zanahoria, como especies modelo; en ambos casos,
hemos obtenido resultados que nos han hecho plantear que determinadas
características morfológicas y fisiológicas desarrolladas a temperaturas
subóptimas (tales como disminución en el área foliar final, incremento relativo
del tamaño del sistema radical, acumulación de azúcares, disminución del potencial
osmótico, etc.) tienen importancia para el mantenimiento del estado hídrico
durante períodos fríos. Esto se vincula a que las épocas frías se encuentran
asociadas con bajas temperaturas del suelo, lo que dificulta el
reabastecimiento de agua por las plantas, debido a incrementos en la
resistencia al transporte y en la viscosidad del agua. Esta situación adquiere
máxima gravedad en condiciones de elevado diferencial de temperatura suelo/aire
(es decir, con suelos fríos y aire cálido) tal como suele ocurrir en días
soleados durante la época invernal. Esta interpretación ecofisiológica de la
adaptación a las bajas temperaturas en plantas herbáceas ha sido propuesta por
nuestro laboratorio; y ha permitido explicar información bibliográfica antigua
según la cual el tiempo de adaptación a las bajas temperaturas se correlaciona
con la adquisición de tolerancia a sequía. Teniendo en cuenta que los mismos
fenómenos pueden apreciarse en especies muy diferentes –como es el caso de las
dos que hemos elegido como modelos, o en otras señaladas en la bibliografía- es
posible pensar que se trata de fenómenos compartidos por la generalidad de las
plantas que deben atravesar períodos fríos, y esto debe ser de interés
agronómico especialmente considerando las condiciones del sur de nuestro país,
en que bajas temperaturas y déficits hídricos limitan severamente la
productividad agrícola.
Recientemente se han completado, bajo mi supervisión,
sendas tesis de posgrado –cada una de ellas basada sobre una especie modelo-.
Se pretende para el próximo período continuar avanzando en la publicación de
parte de los resultados ya obtenidos, particularmente sobre los siguientes
aspectos: a) Respuestas morfo-fisiológicas al frío en trigos invernales y
primaverales: ajuste osmótico y mantenimiento de la turgencia; b) Plasticidad
morfo-anatómica del trigo bajo temperaturas fluctuantes y c) Respuestas
morfofisiológicas de la zanahoria a las bajas temperaturas y su relación con la
economía del agua (aspectos que ya fueron debatidos en el plan de trabajo
anterior). Por otra parte, se espera comenzar con la dirección de un nuevo
proyecto de tesis doctoral (del Lic. Máximo Lorenzo) en el que se continúe los
estudios hechos en nuestro laboratorio, sobre el tema: Reversión de
adaptaciones morfo-fisiológicas a las bajas temperaturas en distintos
cultivares de trigo.
Los
objetivos principales de este plan son:
1. Estudiar el
efecto de un período frío previo sobre las características morfofisiológicas de
la planta de trigo luego de ser transferida a temperaturas óptimas, en ensayos
comparativos con plantas cultivadas desde siembra a distintas temperaturas, en
dos tipos de ensayo: i- con temperaturas constantes, y demás condiciones
controladas, en cámaras de crecimiento, y ii- con temperaturas fluctuantes,
representando de un modo más cercano las condiciones naturales, en
microinvernáculos calefaccionados. (Dentro de este punto, son objetivos
particulares: 1.a Evaluar el crecimiento absoluto y relativo de las partes
aérea y radical, y parámetros morfológicos relacionados (relación raíz:parte
aérea, tamaño y grosor foliar, producción de macollos, etc.) luego del
incremento en la temperatura; 1.b Estudiar el efecto del incremento de la
temperatura sobre la composición en hidratos de carbono, incluyendo azúcares
solubles (sacarosa, fructanos, azúcares reductores); almidón; e hidratos de
carbono estructurales (fibras solubles e insolubles –estas últimas no son
digestibles por animales rumiantes–) en tejidos previamente existentes y en los
desarrollados bajo la nueva condición térmica, así como los posibles cambios
anatómicos relacionados con los hidratos de carbono estructurales: grosor de
paredes celulares; relación xilema: floema, etc.; y 1.c. Estudiar el efecto del
incremento de la temperatura sobre variables fisiológicas en los distintos
órganos de plantas de trigo previamente cultivadas bajo temperaturas
subóptimas, incluyendo tasas de fotosíntesis y respiración; estado hídrico
–potenciales agua y osmótico, contenido relativo de agua, transpiración
estomática y cuticular– y tolerancia a sequía fisiológica y a déficts hídricos
convencionales).
2. Evaluar
comparativamente, para cultivares de tipo invernal y primaveral, las respuestas
señaladas en el punto anterior.
3. Estudiar la
influencia de aumentos diferenciales en la temperatura del aire y del suelo
sobre respuestas señaladas en el punto 1, para cultivares invernales y
primaverales.
Se pretende,
para este próximo período, avanzar con la realización de los ensayos en cámaras
de cultivo, ya que los experimentos bajo condiciones fluctuantes requieren de
los microinvernáculos, actualmente en construcción y cuya primera etapa se
espera poder concluir hacia fines de 2003 (ver punto 8.3 del presente informe).
2- Estudio de las vías de transducción de señales que intervienen en las
respuestas adaptativas a estrés por bajas temperaturas: Caracterización de
proteín quinasas y proteín fosfatasas involucradas en la inducción de la
síntesis de fructanos mediada por sacarosa
Esta línea, iniciada
durante el período 2000/2001, es parte de una cooperación interinstitucional, y
se lleva a cabo en la Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas
(FIBA), y corresponde a la tesis doctoral de la Lic. G. Martínez Noel, dirigida
por el Dr. Horacio Pontis. Se ha venido estudiando la respuesta de las enzimas
que inician la síntesis de fructanos en hojas cortadas de trigo, ante el
suministro de varios azúcares exógenos. De acuerdo a los ensayos realizados,
tanto proteín quinasas como proteín fosfatasas estarían involucradas en señal
que media entre la llegada de los azúcares y la inducción de la enzima 6-SFT,
iniciadora de la polimerización de los fructanos. Los objetivos principales
consisten en identificar las actividades que forman parte del señalamiento de
este proceso de inducción.
Durante el período
2002/3 se avanzó particularmente en la caracterización de las proteín
fosfatasas. Se espera completar los estudios de purificación en DEAE Sephacel y
FPLC con experimentos fisiológicos que permitan precisar la secuencia de
requerimientos de las actividades proteín quinasas y proteín fosfatasas, para
la inducción de la enzima 6-SFT. Para esto se prevé la incorporación de
inhibidores específicos (p. ej., ácido okadaico para las proteín fosfatasas; W7
para las actividades kinasas) en tiempos sucesivos luego de colocadas las hojas
cortadas en un medio con azúcares. Se
pretende asimismo, para este próximo período, elaborar un manuscrito sobre el
tema.
Con respecto a las proteín quinasas (se han venido estudiando las proteín kinasas dependientes de calcio, CDPK, cuyos niveles de expresión parecen ligados a la inducción de la enzima 6-SFT por azúcares) se continuarán con ensayos en los que se adicionan diferentes agentes bloqueantes de la acción de calcio que son específicos para pools extra o intracelulares, tales como lantano o verapamil, observando los niveles de inducción de 6-SFT en hojas de trigo tratadas con sacarosa exógena. Por otra parte, se efectuarán determinaciones de actividad CDPK mediante un método radiactivo (consiste en el agregado de 32-P ATP en homogenatos de hojas con diferente tratamiento previo; es decir, con o sin azúcares, y posterior separación y cuantificación de las proteínas fosforiladas).
3-
Estudios sobre producción y fenología frutihortícola en las condiciones
agroclimáticas del sudeste bonaerense
Esta línea estudia problemas puntuales de la producción frutihortícola en el sudeste bonaerense, en general relacionados con la economía de carbono y/o con condiciones de estrés.
Se estudian dos subproyectos: a) Distribución de la luz en el dos sistemas de conducción del cerezo, en relación con la producción y calidad de los frutos. Se continuarán los estudios comenzados durante el período 2000/2001, en colaboración con el grupo de Fruticultura de la Unidad Integrada Balcarce, sobre el empleo de diferentes sistemas de conducción (Tatura o Eje Central) en cerezo, con el propósito de optimizar la intercepción de energía lumínica, la que suele considerarse como limitante para la producción de este tipo de frutales en el sudeste bonaerense. Se continuará empleando el monte implantado en la localidad de Cmte. N. Otamendi, integrado por cultivares provenientes del programa nacional de mejoramiento del Canadá. Con los datos obtenidos en este próximo período, en conjunto con los recabados previamente, se espera contar con un conjunto de información suficiente como para caracterizar en forma tridimensional la intercepción lumínica de ambos tipos de sistemas. Se espera además identificar ramas cargadoras y frutos en ellas, y se seguirá su evolución, determinándose algunos parámetros de calidad convencionales al momento de cosecha.
El segundo subproyecto es: b) Efectos de la sequía durante el cultivo de cebolla sobre la conservación poscosecha, y corresponde a una tesis de grado, en codirección con el grupo de Horticultura de la Unidad Integrada Balcarce. Se evalúan los posibles efectos negativos de la ocurrencia de déficits hídricos durante el cultivo de cebolla sobre la vida media de los bulbos en la poscosecha. Esta hipótesis surgió a partir de datos obtenidos en experimentos bajo riego o secano realizados con anterioridad (ver punto 7.3.a del presente informe).