Respuesta ecofisiológica al estrés hídrico de clones de Populus en la provincia de Mendoza: análisis a escala de rodal y en condiciones experimentales controladas

La actividad forestal en la provincia de Mendoza se centra en el género Populus, el cual incluye especies arbóreas de crecimiento rápido, pero vulnerables al déficit hídrico. En Mendoza, el riego es una práctica fundamental para el desarrollo de cualquier cultivo debido al clima árido con precipitaciones de 250 mm.año-1. Desde hace aproximadamente 12 años, la provincia viene enfrentando una crisis hídrica que ha afectado el caudal de sus ríos y la consecuente disponibilidad de agua para el riego. A pesar de ello, y de la importancia del género Populus en la actividad forestal de Mendoza, aún no se han realizado estudios que evalúen el efecto de la reducción en la disponibilidad de agua en el desarrollo de los macizos forestales de álamo en el contexto actual. El objetivo general de esta tesis es determinar los efectos de la sequía sobre la productividad de las plantaciones en macizo de los clones de Populus con mayor superficie cultivada en los oasis irrigados de la provincia de Mendoza, y de otros aún no implantados en la región. Para eso, en primer lugar, se caracterizó el estado actual de plantaciones cerca del turno de corte en el Valle de Uco. Para ello, se evaluaron las características estructurales y edáficas de cinco plantaciones de Populus × canadensis ‘Conti 12’ y ‘Guardi’. Las plantaciones presentaron heterogeneidad estructural intra macizo, con gradientes en parámetros de rendimiento, como área basal y altura media dominante, asociados con la ubicación geográfica del ingreso del agua de riego. Adicionalmente, algunos sitios presentaron una anticipación en la edad en la cual los árboles alcanzaron el máximo incremento en área basal (BAI). En estos sitios, tal momento coincidió con el inicio de la emergencia hídrica en la provincia de Mendoza y la reducción del caudal del río Tunuyán. A modo de demostrar que la anticipación del momento del máximo BAI de los álamos estuvo relacionado a la reducción del agua de riego y que los árboles estuvieron sometidos a períodos de estrés hídrico, se seleccionó una plantación y en ella se estudió el efecto de las variables hidrometeorológicas (temperatura media, precipitación, índice estandarizado de precipitación-evapotranspiración (SPEI) y caudal del río Tunuyán) correspondientes al período primavera-verano. Allí se reconstruyó la historia de vida de los árboles a través del incremento en área basal, composiciones isotópicas de carbono (δ13C) y oxígeno (δ18O), discriminación del 13C (Δ13C) y eficiencia intrínseca en el uso de agua (iWUE) a partir de los anillos de crecimiento. El δ13C se asoció negativamente con en el crecimiento radial y positivamente con el δ18O de los anillos de crecimiento indicando que los árboles experimentaron condiciones de estrés hídrico durante su ciclo de vida. Asimismo, los índices de correlación mostraron que el δ13C, δ18O, Δ13C e iWUE se asociaron significativamente con el caudal del río Tunuyán durante la estación de crecimiento. Esto sugiere que el δ13C, δ18O, Δ13C e iWUE son indicadores de la variación en la disponibilidad de agua para el riego durante la estación de crecimiento. En forma experimental, se evaluó el comportamiento de clones Populus deltoides y Populus × canadensis bajo estrés hídrico de corto y largo plazo en condiciones semi-controladas (invernáculo). Para este análisis comparativo se seleccionaron cuatro clones de Populus × canadensis (‘Conti 12’, ‘Guardi’, ‘I-214’ and ‘I45/51’) y cuatro clones de Populus deltoides (‘Stoneville 67’, ‘Catfish 2’, ‘Dvina’ and ‘Australiano 129/60’). En primer lugar, y para la simulación del estrés hídrico de corto plazo, se impusieron tres tratamientos hídricos a plantas de 6 meses de edad: bien regadas (WW, acrónimo del inglés Well-watered), 5 días de retirada de riego seguidos de un nuevo riego (-5+RW), y 9 días de retirada de riego seguidos de un nuevo riego (-9+RW). Los clones presentaron diferentes estrategias para afrontar el déficit hídrico, lo que dio lugar a efectos variables en el crecimiento de la planta. El clon de hoja pequeña 'Australiano 129/60' mostró un fuerte control estomático y mantuvo un elevado incremento del área foliar durante el periodo de déficit hídrico. Estas estrategias se asociaron con un alto crecimiento relativo bajo ambos tratamientos de escasez de agua. Adicionalmente, para la evaluación del efecto del estrés hídrico de largo plazo se impusieron tres tratamientos hídricos en plantas de 1 mes de edad durante 5 meses: Bien regadas (WW) en que las plantas fueron mantenidas cerca de la capacidad de campo, con contenido de agua en el suelo (SWC) de ~30%; restricción hídrica moderada (RM) en que las plantas crecieron en condiciones de SWC ~20%; y restricción hídrica severa (RS), con SWC ~10%. Los clones presentaron un continuum de comportamientos hídricos y distintos mecanismos de resistencia al déficit hídrico. Los clones de comportamiento más cercano al anisohídrismo (‘I-214’, ‘I45/51’, ‘Guardi’ y ‘Australiano 129/60’) presentaron mayor resistencia a la cavitación y mayor acumulación de biomasa bajo condiciones de déficit hídrico. La capacidad de ajuste de las relaciones hídricas foliares (regulación osmótica y del módulo de elasticidad la pared celular) y la iWUE no estuvieron asociadas a la tasa de crecimiento bajo condiciones de baja disponibilidad de agua o al comportamiento hídrico. ‘Australiano 129/60’ presentó un comportamiento más anisohídrico asociado a una moderada resistencia a la cavitación y una alta acumulación de biomasa bajo condiciones óptimas de disponibilidad de agua. Además, bajo condiciones de restricción hídrica este clon presentó un crecimiento moderado, capacidad de ajuste osmótico y aumento de la WUE. Los resultados encontrados en esta tesis emergen como un acercamiento inicial en la búsqueda de genotipos más aptos para las condiciones ambientales de cultivo en Cuyo. El clon P. deltoides ‘Australiano 129/60’ presentó una variedad de mecanismos de resistencia a la sequía que lo ayudaron a sobrellevar las condiciones de restricción hídrica y que podrían brindar a este clon un mejor desempeño en los macizos forestales bajo riego de la provincia de Mendoza. Cabe resaltar la necesidad de la realización de estudios que evalúen el comportamiento de los clones en condiciones de campo. Estos resultados, y la necesidad de contar con clones resistentes a la sequía para establecer plantaciones más sostenibles, ponen de manifiesto la necesidad de seguir investigando y de considerar clones de álamo alternativos a los que se utilizan en la actualidad en la provincia de Mendoza.Asesor académico: Juan F. GoyaFacultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Neural Basis of Psychological Growth following Adverse Experiences: A Resting-State Functional MRI Study

Over the past decade, research on the aftereffects of stressful or traumatic events has emphasized the negative outcomes from these experiences. However, the positive outcomes deriving from adversity are increasingly being examined, and such positive changes are described as posttraumatic growth (PTG). To investigate the relationship between basal whole-brain functional connectivity and PTG, we employed resting-state functional magnetic resonance imaging and analyzed the neural networks using independent component analysis in a sample of 33 healthy controls. Correlations were calculated between the network connectivity strength and the Posttraumatic Growth Inventory (PTGI) score. There were positive associations between the PTGI scores and brain activation in the rostral prefrontal cortex and superior parietal lobule (SPL) within the left central executive network (CEN) (respectively, r = 0.41, p < 0.001; r = 0.49, p < 0.001). Individuals with higher psychological growth following adverse experiences had stronger activation in prospective or working memory areas within the executive function network than did individuals with lower psychological growth (r = 0.40, p < 0.001). Moreover, we found that individuals with higher PTG demonstrated stronger connectivity between the SPL and supramarginal gyrus (SMG). The SMG is one of the brain regions associated with the ability to reason about the mental states of others, otherwise known as mentalizing. These findings suggest that individuals with higher psychological growth may have stronger functional connectivity between memory functions within the CEN and social functioning in the SMG, and that their better sociality may result from using more memory for mentalizing during their daily social interactions

Stem volume model adjustment fitting for Populus x canadensis ‘Conti 12’ and ‘Guardi’ in irrigated plantations in Mendoza, Argentina

Despite the extensive literature on model fitting to estimate volume in different tree species and regions of Argentina, the references related to volume equations for Populus spp. in irrigated plantations in the Province of Mendoza are scarce. This information is essential for silvicultural management. The objectives of this study were: 1) to calculate and compare the artificial form factors for Populus x canadensis ‘Conti 12’ and ‘Guardi’ clones growing in irrigated plantations in Uco Valley, Mendoza, 2) to fit and compare different equations of stem volume with bark for these two clones and 3) to evaluate the possibility of using a single function to estimate this parameter in both clones. Seven models previously used on Populus in Argentina were fitted to estimate the total stem volume per tree. The form factors for ‘Conti 12’ and ‘Guardi’ were different between them (0.44 and 0.38, respectively). For both, ‘Conti 12’ and ‘Guardi’, the adjustment of the seven models allowed estimating the total stem volume with bark with a very high and similar degree of precision, although in both situations two models (Schumacher-Hall and a variant of the standard function with constant form factor) highlighted over the rest. The statistics of self-validation, homoscedasticity and parsimony criteria allow favoring the decision for the Schumacher-Hall model adjusted individually for each clone and not as a general expression.A pesar de la amplia literatura existente sobre el ajuste de modelos para estimar el volumen en especies forestales y regiones de Argentina, los antecedentes de ajuste de ecuaciones de volumen para Populus spp. de plantaciones bajo riego de la provincia de Mendoza son escasos. Esta información es necesaria para la planificación y la gestión silvícola. Los objetivos de este trabajo fueron: 1) calcular y comparar los factores artificiales de forma para los clones Populus x canadensis ‘Conti 12’ y ‘Guardi’ creciendo en plantaciones bajo riego del valle de Uco, Provincia de Mendoza, 2) ajustar y comparar diferentes ecuaciones de volumen de fuste con corteza para estos dos clones y 3) evaluar la posibilidad de utilizar una única función para estimar este parámetro en ambos clones. Siete modelos empleados previamente en plantaciones de Populus spp. en Argentina fueron ajustadas para estimar el volumen total de fuste por árbol. Los factores de forma para ‘Conti 12’ y ‘Guardi’ resultaron diferentes entre sí (0,44 y 0,38, respectivamente). Tanto para ‘Conti 12’ como para ‘Guardi’ el ajuste de los siete modelos permitió estimar el volumen total del fuste con corteza con un grado de precisión muy alto y similar, aunque en ambas situaciones se destacaron los modelos de Schumacher-Hall y una variante de la función estándar con factor de forma constante sobre el resto. Los indicadores de autovalidación, homogeneidad de varianza y criterio de parsimonia permiten inclinar la decisión por el de Schumacher Hall ajustado en forma individual para cada clon.Fil: Mundo, Ignacio Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Rovida Kojima, Elisa Akemi. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Investigaciones de las Zonas Áridas. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Investigaciones de las Zonas Áridas. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Investigaciones de las Zonas Áridas; ArgentinaFil: Aschero, Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Receptor for Activated Protein Kinase C: Requirement for Efficient MicroRNA Function and Reduced Expression in Hepatocellular Carcinoma

MicroRNAs (miRNAs) are important regulators of gene expression that control physiological and pathological processes. A global reduction in miRNA abundance and function is a general trait of human cancers, playing a causal role in the transformed phenotype. Here, we sought to newly identify genes involved in the regulation of miRNA function by performing a genetic screen using reporter constructs that measure miRNA function and retrovirus-based random gene disruption. Of the six genes identified, RACK1, which encodes “receptor for activated protein kinase C” (RACK1), was confirmed to be necessary for full miRNA function. RACK1 binds to KH-type splicing regulatory protein (KSRP), a member of the Dicer complex, and is required for the recruitment of mature miRNAs to the RNA-induced silencing complex (RISC). In addition, RACK1 expression was frequently found to be reduced in hepatocellular carcinoma. These findings suggest the involvement of RACK1 in miRNA function and indicate that reduced miRNA function, due to decreased expression of RACK1, may have pathologically relevant roles in liver cancers

Sweet Taste Receptor Expressed in Pancreatic β-Cells Activates the Calcium and Cyclic AMP Signaling Systems and Stimulates Insulin Secretion

BACKGROUND:Sweet taste receptor is expressed in the taste buds and enteroendocrine cells acting as a sugar sensor. We investigated the expression and function of the sweet taste receptor in MIN6 cells and mouse islets. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS:The expression of the sweet taste receptor was determined by RT-PCR and immunohistochemistry. Changes in cytoplasmic Ca(2+) ([Ca(2+)](c)) and cAMP ([cAMP](c)) were monitored in MIN6 cells using fura-2 and Epac1-camps. Activation of protein kinase C was monitored by measuring translocation of MARCKS-GFP. Insulin was measured by radioimmunoassay. mRNA for T1R2, T1R3, and gustducin was expressed in MIN6 cells. In these cells, artificial sweeteners such as sucralose, succharin, and acesulfame-K increased insulin secretion and augmented secretion induced by glucose. Sucralose increased biphasic increase in [Ca(2+)](c). The second sustained phase was blocked by removal of extracellular calcium and addition of nifedipine. An inhibitor of inositol(1, 4, 5)-trisphophate receptor, 2-aminoethoxydiphenyl borate, blocked both phases of [Ca(2+)](c) response. The effect of sucralose on [Ca(2+)](c) was inhibited by gurmarin, an inhibitor of the sweet taste receptor, but not affected by a G(q) inhibitor. Sucralose also induced sustained elevation of [cAMP](c), which was only partially inhibited by removal of extracellular calcium and nifedipine. Finally, mouse islets expressed T1R2 and T1R3, and artificial sweeteners stimulated insulin secretion. CONCLUSIONS:Sweet taste receptor is expressed in beta-cells, and activation of this receptor induces insulin secretion by Ca(2+) and cAMP-dependent mechanisms

Dicer Is Required for Maintaining Adult Pancreas

Dicer1, an essential component of RNA interference and the microRNA pathway, has many important roles in the morphogenesis of developing tissues. Dicer1 null mice have been reported to die at E7.5; therefore it is impossible to study its function in adult tissues. We previously reported that Dicer1-hypomorphic mice, whose Dicer1 expression was reduced to 20% in all tissues, were unexpectedly viable. Here we analyzed these mice to ascertain whether the down-regulation of Dicer1 expression has any influence on adult tissues. Interestingly, all tissues of adult (8–10 week old) Dicer1-hypomorphic mice were histologically normal except for the pancreas, whose development was normal at the fetal and neonatal stages; however, morphologic abnormalities in Dicer1-hypomorphic mice were detected after 4 weeks of age. This suggested that Dicer1 is important for maintaining the adult pancreas