Bio-products: key components of sustainable agriculture

La llamada Revolución verde que se inicia hacia los años ’40, tuvo como consecuencia el gran aumento de la producción agrícola mundial, debido principalmente a la intensificación de las áreas cultivadas, al uso masivo de fertilizantes y pesticidas sintéticos, maquinarias pesadas y al avance tecnológico en riego. Este avance, sin embargo, tuvo consecuencias negativas, tales como la disminución de la biodiversidad, la aparición de plagas resistentes, desequilibrios en los agroecosistemas y efectos perjudiciales en el medio ambiente. Ante esto, la investigación se orientó hacia la agricultura sostenible, es decir, a una producción económica y socialmente aceptables y en armonía con el medio ambiente. Una alternativa para el manejo tradicional de los cultivos es el uso de bioinsumos. Estos productos de origen biológico tienen actividad pesticida, fertilizante o inductora de la defensa vegetal. En Argentina su uso se inicia en 1957, principalmente como biofertilizantes de origen microbiano destinados a la fijación de nitrógeno. En 2013, se forma el Comité Asesor en Bioinsumos de Uso Agropecuario (CABUA) que asesora sobre los aspectos técnicos de calidad, eficacia y bioseguridad que deben reunir los bioinsumos agropecuarios para su liberación al agroecosistema.The so-called Green Revolution that began in the 1940s, resulted in a great increase in world agricultural production, due to the intensification of cultivated areas, the massive use of synthetic fertilizers and pesticides, heavy machinery and technological advances in irrigation. This advance, however, had negative consequences, such as the decrease of biodiversity, the appearance of resistant pests, imbalances in agroecosystems and harmful effects on the environment. Given this, the research was oriented towards sustainable agriculture, that is, to an economically and socially acceptable production and in harmony with the environment. An alternative to the traditional management of crops is the use of bio-products. These products of biological origin fulfill pesticide functions, fertilizers or inducers of plant defense. In Argentina its use began in 1957, mainly as biofertilizers of microbial origin intended for nitrogen fixation. In 2013, the Advisory Committee on Bio-products for Agricultural Use (CABUA) which advises on the technical aspects of quality, efficacy and biosecurity that agricultural bio-products must meet for their release into the agroecosystem, was formed.Fil: Mamaní de Marchese, Alicia Inés. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Agronomía y Zootecnia; ArgentinaFil: Filippone, María Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucuman. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; Argentina. Gobierno de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres; Argentin

Ellagitannin HeT obtained from strawberry leaves is oxidized by bacterial membranes and inhibits the respiratory chain

Plant secondary metabolism produces a variety of tannins that have a wide range of biological activities, including activation of plant defenses and antimicrobial, anti-inflammatory and antitumoral effects. The ellagitannin HeT (1-O-galloyl-2,3;4,6-bis-hexahydroxydiphenoyl-β-d-glucopyranose) from strawberry leaves elicits a strong plant defense response, and exhibits antimicrobial activity associated to the inhibition of the oxygen consumption, but its mechanism of action is unknown. In this paper we investigate the influence of HeT on bacterial cell membrane integrity and its effect on respiration. A β-galactosidase unmasking experiment showed that HeT does not disrupt membrane integrity. Raman spectroscopy analysis revealed that HeT strongly interacts with the cell membrane. Spectrochemical analysis indicated that HeT is oxidized in contact with bacterial cell membranes, and functional studies showed that HeT inhibits oxygen consumption, NADH and MTT reduction. These results provide evidence that HeT inhibits the respiratory chain.Fil: Martos, Gustavo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Mamani, Alicia Ines de Fatima. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Filippone, María Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Gobierno de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres; ArgentinaFil: Abate, Pedro Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Química del Noroeste. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia. Instituto de Química del Noroeste; ArgentinaFil: Katz, Néstor Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Química del Noroeste. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia. Instituto de Química del Noroeste; ArgentinaFil: Castagnaro, Atilio Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Gobierno de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres; ArgentinaFil: Diaz Ricci, Juan Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; Argentin

Evaluation of the in vitro antimicrobial activity of leaves extracts of different cultivars of Fragaria ananassa Duch. for phytosanitary bioproducts formulation

En este trabajo se caracterizaron extractos metanólicos y acuosos de hojas de Fragaria ananassa Duch. de los genotipos “Camarosa”, “Camino Real”, “Merced”, “Benicia” y “San Andreas” (este último de dos procedencias: Tafí del Valle, Tucumán, y Patagonia), en base al contenido de compuestos fenólicos totales y a la capacidad para inhibir el crecimiento de bacterias y hongos fitopatógenos. No se observaron diferencias significativas en el contenido de fenólicos a excepción del extracto metanólico (EM) del genotipo “Merced” que presentó el mayor valor y los extractos acuosos (EA) de los genotipos “San Andreas” de Tafí del Valle y “Camarosa”, que fueron los de menor contenido. Las bacterias mostraron mayor sensibilidad que los hongos a los EM, mientras que en el caso de los EA ambos tipos de microorganismos mostraron una sensibilidad similar. No se observó una relación directa entre el contenido de compuestos fenólicos totales y la actividad antimicrobiana. Aunque algunos genotipos de frutilla mostraron actividad antimicrobiana específica, en general todos los genotipos evaluados presentaron un comportamiento similar. Se destacan los extractos acuosos para el desarrollo de un bioinsumo de bajo costo de producción, aprovechando los residuos de cosecha del cultivo de frutilla.In this work, methanolic and aqueous extracts from leaves of five genotypes of Fragaria ananassa Duch. were characterized based on their total phenolic compounds content and the ability to inhibit the growth of bacterial and fungal phytopathogens. Genotypes studied were: “Camarosa”, “Camino Real”, “Merced”, “Benicia” and “San Andreas” (this last one from two origins: Tafí del Valle, Tucumán and Patagonia). No significant differences were observed in the phenolic content except for the methanolic extract (ME) of the “Merced” genotype that presented the highest value and the aqueous extracts (AE) of the “San Andreas” genotypes from Tafí del Valle and “Camarosa”, which exhibited the lowest value. Bacteria showed greater sensitivity than fungi to ME, whereas in the case of AE both types of microorganisms showed a similar sensitivity. No direct correlation was observed between the content of total phenolic compounds and the antimicrobial activity. Although some strawberry genotypes showed specific antimicrobial activity, in general all evaluated genotypes showed a similar behavior and would be equally valid for the development of bioproducts. The aqueous extracts stand out for the development of bioproducts of low production cost, taking advantage of the crop residues of the strawberry crop.Fil: Cerviño Dowling, Ana María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres" (p). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; ArgentinaFil: Grellet Bournonville, Carlos Froilan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres" (p). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; ArgentinaFil: Di Peto, Pía de Los Ángeles. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres" (p). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; ArgentinaFil: Rodríguez, L. C.. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Agronomía y Zootecnia. Departamento de Biología; ArgentinaFil: Castagnaro, Atilio Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres" (p). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; ArgentinaFil: Filippone, María Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Agronomía y Zootecnia. Departamento de Biología; ArgentinaFil: Mamani, Alicia Ines de Fatima. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Agronomía y Zootecnia. Departamento de Biología; Argentin

The ellagitannin HeT induces electrolyte leakage, calcium influx and the accumulation of nitric oxide and hydrogen peroxide in strawberry

HeT (1-0-galloyl-2,3; 4,6-bis-hexahydroxydiphenoyl-β-D-glucopyranose) is a penta-esterified ellagitannin obtained from strawberry leaves. Previous studies have shown that foliar application of HeT prior to inoculation with a virulent pathogen increases the resistance toward Colletotrichum acutatum in strawberry plants and to Xanthomonas citri subsp. citri in lemon plants. In this work we report that HeT induces an immediate leak of electrolytes, the hyperpolarization of the cellular membrane, a rapid Ca2+ influx to the cytoplasm during the first few seconds, which in turn modulates the accumulation of nitric oxide 5 min after treatment. At longer times, a biphasic accumulation of H2O2 with peaks at 2 and 5 h post treatment could be observed. In addition, HeT elicited the increase of alternative oxidase capacity during the first 12 h post treatment.Fil: Martos, Gustavo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Mamani, Alicia Ines de Fatima. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Filippone, María Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Castagnaro, Atilio Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Diaz Ricci, Juan Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; Argentin

Defense elicitation activity of the ellagitannin HeT depends on its redox state

It was previously reported that the ellagitannin HeT obtained from strawberry leaves can elicit a defense response in strawberry and lemon plants, and exhibits antibacterial properties. It was also shown that the antibacterial activity was due to a strong interaction with bacterial membrane affecting the electron flux involved in the oxygen consumption, and as result of this interaction HeT becomes irreversibly oxidized. The aim of this paper was to investigate whether HeT is oxidized in contact with plant cells, and the influence of the redox state of HeT on the activation of a defense response; consequently, on the capacity of HeT to protect strawberry plants against a virulent pathogen. Results showed that HeT is rapidly oxidized by contact with the mesophilic cells of the strawberry, as previously reported with the bacterial cells, and only the reduced species of HeT (HeT-red) induce a defense response that protects plants against the virulent isolate M11 of Colletotrichum acutatum. Also, strawberry plants treated with the HeT-red exhibits a biphasic ROS accumulation. By contrary the oxidized species (HeT-ox) had no effect on plants. Evaluation of genes associated to the activation of a defense response depending on the salicylic acid (e.g. FaPR1, FaChi2-2) and ethylene pathways (e.g. FaERS1 and FaETR1) showed that HeT-red, but not HeT-ox, caused the upregulation of all of them 48 hpt. These findings indicate that only the reduced species of HeT is capable to induce a defense response which provides the plant protection against a virulent isolated of C. acutatum.Fil: Martos, Gustavo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Tomas Grau, Rodrigo Hernán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Marino, María Carla. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono; ArgentinaFil: Mamani, Alicia Ines de Fatima. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Diaz Ricci, Juan Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; Argentin

Bioproductos y sanidad vegetal

Enla Argentina, la historia de los bioproductos comienza en el año 1957 con losbiofertilizantes formulados en base a microorganismos simbióticos destinadospara el cultivos de leguminosas (principalmente soja) que se importabanespecialmente de EEUU. El impulso a la producción nacional de biofertilizanteslo dio el desarrollo y continua expansión del cultivo de la soja junto con lasinformaciones disponibles que indicaban claramente los beneficios económicos yecológicos de la inoculación de las semillas con bacterias fijadoras denitrógeno. Esta demanda por biofertilizantes determinó, a su vez, la institucionalizaciónde los desarrollos bio-industriales en las universidades y organismos públicosde ciencia y tecnología. El mercado de los inoculantes para leguminosas, secompone de una demanda local y regional con un marcado crecimiento, tanto por elaumento de las hectáreas sembradas con soja, como por el aumento de hectáreasinoculadas dentro de las hectáreas sembradas. Existe una demanda de productos biológicos que contemplen lasespecificidades locales y la potencialidad productiva que ha tomado la región,lo que ha hecho que las empresas radicadas en la región dispongan de ventajascompetitivas con respecto a otros productos provenientes del exteriorFil: Fillipone, Maria Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres"(p). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; ArgentinaFil: Di Peto, Pía de Los Ángeles. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres"(p). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; ArgentinaFil: Grellet Bournonville, Carlos Froilan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres"(p). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; ArgentinaFil: Chalfoun, Nadia Regina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres"(p). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; ArgentinaFil: Tortora, Maria Laura. Gobierno de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Vera, Lucía. Gobierno de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres; ArgentinaFil: Mamani, Alicia Ines de Fatima. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres"(p). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; ArgentinaFil: Castagnaro, Atilio Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres"(p). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; Argentin