Impacto de la senescencia foliar sobre la producción de fotoasimilados y el rendimiento de maíz (Zea mays L.) bajo condiciones de estrés abiótico

El objetivo general de esta tesis fue estudiar si la demora en la senescencia foliar (carácter stay-green, SG) en híbridos de maíz confiere tolerancia del rendimiento al estrés abiótico. Se realizaron ensayos a campo utilizando híbridos contrastantes en la senescencia foliar. Se registró la evolución de la senescencia, la producción neta de fotoasimilados, el rendimiento y sus componentes. Bajo sequía en post-floración, los genotipos SG presentaron mayor producción de fotoasimilados y esto se relacionó con mayor conductancia estomática y con la retención de área foliar verde (AFV). Esta ventaja se tradujo en mayor rendimiento (a través de un mayor peso de grano, PG) en dos ensayos; en el tercer ensayo los genotipos SG presentaron menor partición a espiga por lo que el rendimiento no se diferenció del grupo de híbridos no stay-green (NSG). En condiciones de deficiencias de N, los genotipos SG presentaron mayor producción de fotoasimilados en post-floración mientras las temperaturas mínimas se mantuvieron por encima de 10°C, pero pérdidas netas de materia seca por debajo de este umbral que no se observaron en los genotipos NSG o con mayor nivel de fertilización. El carácter SG no se relacionó con el rendimiento o con el PG a bajo nivel de N (18 kg de N ha-1) pero sí al aumentar la dosis de fertilización (100 y 200 kg de N ha-1). En condiciones de estrés por alta densidad poblacional, se compararon dos genotipos. El genotipo SG presentó menor producción de asimilados, y menor inducción de la senescencia de las hojas basales por sombreo. El genotipo SG demoró la senescencia aún cuando la absorción de N en post-floración fue menor que en el genotipo NSG. El PG se relacionó con la concentración de N en granos, y ambos fueron menores en el genotipo SG, resultando en menor rendimiento. En un tercer ensayo, se incorporaron dos genotipos adicionales. En uno de ellos, el carácter SG se mantuvo sólo en las hojas superiores; éste genotipo SG presentó mayor PG y rendimiento en comparación con los otros tres. Finalmente, se analizó la degradación de proteínas foliares durante el llenado. La degradación de proteínas se relacionó positivamente con el PG en condiciones de deficiencias de N pero inversamente cuando las plantas se fertilizaron con 200 kg N ha-1. Uno de los genotipos SG mostró muy escasa degradación de proteínas mientras que en otro SG la degradación aumentó en respuesta a las deficiencias de N. En conclusión, la contribución del carácter SG a la estabilidad del rendimiento depende de la capacidad que presenten los genotipos SG para ajustar la expresión del carácter en función del ambiente (por ejemplo, induciendo la senescencia en respuesta al sombreo, o por deficiencias de N edáfico).Facultad de Ciencias Naturales y Muse

Andean maize in Argentina : physiological effects related with altitude, genetic variation, management practices and possible avenues to improve yield

In the Argentinean Andean region, maize is a main staple being cropped up to 3,900 m above sea level (masl). Yields are limited by the sharp decrease in temperature associated with altitude but also by a lack of management and breeding technologies to underpin traditional practices. In this review we discuss: (i) the main physiological changes of increasing altitude using experimental reports up to 2,650 m above sea level plus own experiments up to 3,300 masl; (ii) available genetic diversity within local races; (iii) maize cropping systems based on literature and own data from 23 surveys; and (iv) possible avenues for improving yield. Among physiological traits, major penalties are associated with delayed phenology reducing light capture, and low temperatures inhibiting photosynthesis and kernel growth rate. As a result, yields can be reduced up to 85% at 3,300 masl compared with 2,300 masl in contrast to increases at lower latitudes. Local races are characterized by a high genetic diversity that is aiming to be preserved by both in situ and ex situ conservation initiatives. However, little is known about phenotypic variation, impairing the exploitation of these genetic resources in breeding programs. Breeding strategies could consider tillering ability (to buffer stand heterogeneity) and photosynthetic recovery rates from chilling as important target traits, whereas plant density management could overcome penalties related with delayed plantings and phenology. Water availability is currently insufficient, especially at higher altitudes where most farmers rely on water from thaw, and climate change projections suggest this will worsen; thus improving water use efficiency also deserves further work.EEA PergaminoFil: Salve, Diego Antonio. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Investigación y Desarrollo Tecnológico para la Agricultura Familiar Región NOA; ArgentinaFil: Ferreyra, Mariana Jimena. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Salta; ArgentinaFil: Defacio, Raquel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Pergamino. Recursos Genéticos; ArgentinaFil: Maydup, M. L. Universidad Nacional de La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Fisiología Vegetal; ArgentinaFil: Lauff, Diana B. Universidad Nacional de La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Fisiología Vegetal; ArgentinaFil: Tambussi, Eduardo A. Universidad Nacional de La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Fisiología Vegetal; ArgentinaFil: Antonietta, M. Universidad Nacional de La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Fisiología Vegetal; Argentin

Leaf protein allocation across the canopy and during senescence in earlier and later senescing maize hybrids, and implications for the use of chlorophyll as a proxy of leaf N

Leaf chlorophyll (chl) and protein distribution were analyzed throughout grain filling in four modern maize hybrids with contrasting senescence behavior, at three different canopy levels and at low-N (LN, 18 kg N ha−1) and high-N (HN, 218 kg N ha−1) fertilization levels. Chl content assessed by SPAD resembled protein content only at LN, with delayed senescing genotypes having more leaf protein content than reference genotypes. Across N levels, relative chl content negatively related to light intensity (r2 = 0.59, P < 0.001), while relative protein content did only for the lowest part of the canopy (r2 = 0.54, P < 0.001), suggesting protein distribution in the canopy could be further improved. Relative Rubisco/LHCII partitioning increased from lower to upper leaves (P < 0.09) and differed among genotypes (P < 0.05) with no link to senescence behavior. Photosynthetic electron transport rates were lower at LN and differed between genotypes (P < 0.05) including those with similar leaf protein contents. Chl and protein contents were related across the entire dataset (r2 = 0.53, P < 0.001) but the slope (b) of this relationship varied widely depending on the leaf position (b = 0.026–0.019), the senescence stage (b = 0.014–0.020), the N level (b = 0.035–0.026) and the hybrid (b = 0.016–0.033). Our results suggest that in modern maize hybrids, leaf N utilization can be further improved and that genotypic together with other sources of variation should be included as specific variables in SPAD-based predictions of leaf N content.Instituto de Fisiología Vegeta

Prolonged low temperature exposure de‐sensitises ABA‐induced stomatal closure in soybean, involving an ethylene‐dependent process

Chilling can decrease stomatal sensitivity to abscisic acid (ABA) in some legumes, although hormonal mechanisms involved are unclear. After evaluating leaf gas exchange of 16 European soybean genotypes at 14°C, 6 genotypes representing the range of response were selected. Further experiments combined low (L, 14°C) and high (H, 24°C) temperature exposure from sowing until the unifoliate leaf was visible and L or H temperature until full leaf expansion, to impose four temperature treatments: LL, LH, HL, and HH. Prolonged chilling (LL) substantially decreased leaf water content but increased leaf ethylene evolution and foliar concentrations of the ethylene precursor 1‐aminocyclopropane‐1‐carboxylic acid, indole‐3‐acetic acid, ABA and jasmonic acid. Across genotypes, photosynthesis linearly increased with stomatal conductance (Gs), with photosynthesis of HH plants threefold higher than LL plants at the same Gs. In all treatments except LL, Gs declined with foliar ABA accumulation. Foliar ABA sprays substantially decreased Gs of HH plants, but did not significantly affect LL plants. Thus low temperature compromised stomatal sensitivity to endogenous and exogenous ABA. Applying the ethylene antagonist 1 methyl‐cyclopropene partially reverted excessive stomatal opening of LL plants. Thus, chilling‐induced ethylene accumulation may mediate stomatal insensitivity to ABA, offering chemical opportunities for improving seedling survival in cold environments

El viaje de campaña como estrategia pedagógica para alumnos de Ciencias Naturales

La realización de viajes de campaña constituye un aporte fundamental para los estudios de grado de algunas carreras. Específicamente para alumnos del área biológica es la oportunidad de aprender en ambientes informales, realizar actividades que no podrían ser desarrolladas en el laboratorio y permite construir conocimiento a través de interacciones con el ambiente que invitan a observar, identificar, medir y comparar. En esta presentación se describen las características del viaje de campaña al Palmar de Colón del curso de Fisiología Vegetal de la Facultad de Ciencias Naturales y Museo, con el propósito de evaluar la experiencia piloto que el equipo docente viene desarrollando y definir algunas orientaciones para mejorar su aprovechamiento. El propósito de la actividad es que los alumnos integren contenidos previos de su carrera con los específicos del curso de Fisiología Vegetal para analizar, interpretar y explicar el comportamiento adaptativo de especies en ambientes naturales. Los alumnos deben completar una guía de actividades, en la registran parámetros descriptivos de cada ambiente, rasgos morfo-fisiológicos de las especies, miden procesos vinculados con el balance de agua y carbono y discuten su posible importancia en cada ambiente. Se realiza una puesta en común sobre cada ítem fomentando la discusión e intercambio de ideas. Con el fin de que los estudiantes tengan acceso a algunos equipos utilizados en la disciplina, la cátedra aporta aquellos que permitan efectuar mediciones morfológicas y fisiológicas de caracteres y procesos vinculados con los balances de agua y carbono. Se evalúa la experiencia a través de una encuesta.Trabajos del área Ciencias Naturale

El viaje de campaña como estrategia pedagógica para alumnos de Ciencias Naturales : La experiencia de Fisiología Vegetal

La realización de viajes de campaña constituye un aporte fundamental para los estudios de grado de algunas carreras. Específicamente para alumnos del área biológica es la oportunidad de aprender en ambientes informales, realizar actividades que no podrían ser desarrolladas en el laboratorio y permite construir conocimiento a través de interacciones con el ambiente que invitan a observar, identificar, medir y comparar. En esta presentación se describen las características del viaje de campaña al Palmar de Colón del curso de Fisiología Vegetal de la Facultad de Ciencias Naturales y Museo, con el propósito de evaluar la experiencia piloto que el equipo docente viene desarrollando y definir algunas orientaciones para mejorar su aprovechamiento. El propósito de la actividad es que los alumnos integren contenidos previos de su carrera con los específicos del curso de Fisiología Vegetal para analizar, interpretar y explicar el comportamiento adaptativo de especies en ambientes naturales. Los alumnos deben completar una guía de actividades, en la registran parámetros descriptivos de cada ambiente, rasgos morfo-fisiológicos de las especies, miden procesos vinculados con el balance de agua y carbono y discuten su posible importancia en cada ambiente. Se realiza una puesta en común sobre cada ítem fomentando la discusión e intercambio de ideas. Con el fin de que los estudiantes tengan acceso a algunos equipos utilizados en la disciplina, la cátedra aporta aquellos que permitan efectuar mediciones morfológicas y fisiológicas de caracteres y procesos vinculados con los balances de agua y carbono. Se evalúa la experiencia a través de una encuesta.Trabajos del área Ciencias NaturalesDepartamento de Ciencias Exactas y Naturale

Análisis de la temperatura de la espiga de trigo y características morfo-fisiológicas asociadas

Las temperaturas elevadas durante el llenado de granos producen una disminución en el peso de los granos (con el concomitante deterioro del rendimiento) (Porter et al., 1999). Esta disminución puede oscilar entre un 3 a un 5 % por cada grado por encima de una temperatura media de 25 C (Wardlaw y Wrigley 1994; Savin, 2007; Savin, 2010). La relación entre la temperatura y el rendimiento ha sido ampliamente estudiada, analizando la depresión de la temperatura del canopeo (diferencia entre la temperatura del canopeo y la ambiental). Sin embargo, el llenado de granos se produce específicamente en la espiga, órgano con características particulares (Tambussi et al., 2005; Tambussi et al., 2007) (v.g. presencia de aristas) que podrían tener un balance térmico diferencial al resto del canopeo. El objetivo de este trabajo fue analizar la variabilidad en la temperatura de espigas de diferentes cultivares de trigo pan y su relación con características morfo-fisiológicas.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Análisis de la temperatura de la espiga de trigo y características morfo-fisiológicas asociadas

Las temperaturas elevadas durante el llenado de granos producen una disminución en el peso de los granos (con el concomitante deterioro del rendimiento) (Porter et al., 1999). Esta disminución puede oscilar entre un 3 a un 5 % por cada grado por encima de una temperatura media de 25 C (Wardlaw y Wrigley 1994; Savin, 2007; Savin, 2010). La relación entre la temperatura y el rendimiento ha sido ampliamente estudiada, analizando la depresión de la temperatura del canopeo (diferencia entre la temperatura del canopeo y la ambiental). Sin embargo, el llenado de granos se produce específicamente en la espiga, órgano con características particulares (Tambussi et al., 2005; Tambussi et al., 2007) (v.g. presencia de aristas) que podrían tener un balance térmico diferencial al resto del canopeo. El objetivo de este trabajo fue analizar la variabilidad en la temperatura de espigas de diferentes cultivares de trigo pan y su relación con características morfo-fisiológicas.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Análisis de la temperatura de la espiga de trigo y características morfo-fisiológicas asociadas

Las temperaturas elevadas durante el llenado de granos producen una disminución en el peso de los granos (con el concomitante deterioro del rendimiento) (Porter et al., 1999). Esta disminución puede oscilar entre un 3 a un 5 % por cada grado por encima de una temperatura media de 25 C (Wardlaw y Wrigley 1994; Savin, 2007; Savin, 2010). La relación entre la temperatura y el rendimiento ha sido ampliamente estudiada, analizando la depresión de la temperatura del canopeo (diferencia entre la temperatura del canopeo y la ambiental). Sin embargo, el llenado de granos se produce específicamente en la espiga, órgano con características particulares (Tambussi et al., 2005; Tambussi et al., 2007) (v.g. presencia de aristas) que podrían tener un balance térmico diferencial al resto del canopeo. El objetivo de este trabajo fue analizar la variabilidad en la temperatura de espigas de diferentes cultivares de trigo pan y su relación con características morfo-fisiológicas.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Abriendo las compuertas del aula: la fisiología vegetal en el viaje de campaña

La experiencia educativa durante el viaje de campaña adquiere características singulares que en parte podrían explicarse por una temporalidad diferente a la usual en el aula. También, el hecho de que nuestra propuesta no supuso abordar contenidos específicos de la disciplina sino integrar los ya vistos durante la cursada contribuyó a deshacernos de estructuras conceptuales o esquemas de razonamiento rígidos y, por lo tanto, a hacernos de ideas propias. La estrategia de utilizar un proceso de investigación como hilo conductor del trabajo grupal implicó colocarnos a docentes y alumnos en una misma situación de incertidumbre, acercándonos a una construcción colectiva del conocimiento disciplinar.Eje 1: La enseñanza universitaria en el contexto actual: transformaciones y propuestas. Reflexiones y experiencias en la enseñanza de las Ciencias NaturalesSecretaría de Asuntos Académico