Identificación y caracterización de los hongos micorrícicos arbusculares autóctonos en simbiosis con prosopis alba y los mecanismos fisiológicos/bioquímicos relacionados con la tolerancia a sequía

Tesis (Doctor en Ciencias Agropecuarias) -- UNC- Facultad de Ciencias Agropecuarias, 2019Prosopis alba Grisebach (algarrobo blanco) es una de las especies más importantes en el ecosistema natural del Chaco Occidental Semiárido de Argentina. Entre las estrategias para asegurar el establecimiento y el adecuado desarrollo de los bosques implantados, la producción de plantines de buena calidad es un requisito indispensable. El objetivo de esta tesis fue seleccionar y caracterizar inóculos mixtos de hongos micorrícicos arbusculares (HMA) autóctonos que confieran mayor tolerancia frente al estrés por sequía en plantines de algarrobo con especial énfasis en la regulación del daño oxidativo. Se aislaron dos inóculos mixtos de HMA autóctonos de los sitios de Colonia Benítez (CB, húmedo) y Padre Lozano (PL, semiárido) en las provincias de Chaco y Salta respectivamente. En el sitio de CB se identificaron HMA que se adaptan a diferentes condiciones ambientales, mientras que en las plantas trampa de PL se identificó Diversispora spurca propia de suelos con alto contenido orgánico y tolerante a la sequía. Asimismo, se desarrolló un sistema experimental bajo condiciones controladas de riego y sequia moderada y severa, al 50 y 10 % de contenido hídrico del suelo. En la simbiosis con P.alba, bajo condiciones de riego normal, ambos inóculos mostraron una capacidad similar para incrementar la respuesta micorrícica (RM) temprana. Sin embargo, bajo condiciones de riego, y a más largo tiempo de tratamiento (de 60 días en adelante) el inóculo de CB, presentó mayor formación de hifas y arbúsculos comparado con el inoculo de PL, lo cual fue acompañado de un incremento en la RM para el crecimiento y el contenido de nutrientes como P y N en P.alba. Por el contrario, el inóculo de PL aislado de una región semiárida, resultó promisorio en la mitigación de la sequía, comparado con el inóculo de CB y la mezcla de ambos (MIX) la cual no mostró un efecto sinérgico bajo riego y/o sequía. La simbiosis P. alba-HMA (PL), se caracterizó por una mayor capacidad en la formación de arbúsculos, contenido en nutrientes como P y N, mayor diámetro del tallo y mitigación del daño oxidativo. Además, el inóculo de PL, fue el más eficiente en vivero y en condiciones de invernadero la supervivencia cuando fue sometido a sequía severa, sugiriendo que su mayor capacidad para beneficiar a P. alba se relaciona con el sitio de origen del inóculo, siendo mejorado su efecto por la aplicación de bajas tasas de fertilización.Prosopis alba Grisebach (algarrobo blanco) is one of the most important species in the natural ecosystem of the Semi-arid Western Chaco of Argentina. Among the strategies to ensure the establishment and proper development of implanted forests, the production of good quality seedlings is an indispensable requirement. The objective of this thesis was to select and characterize mixed inoculums of native arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) that confer greater tolerance to drought stress in P. alba seedlings with special emphasis on the regulation of oxidative damage. Two mixed native HMA inocula were isolated from the sites of Colonia Benítez (CB, wet) and Padre Lozano (PL, semi-arid) in the provinces of Chaco and Salta respectively. In the CB site, HMAs that adapt to different environmental conditions were identified, while in the trap plants of PL, Diversispora spurca was identified in soils with high organic content and drought tolerant. Likewise, an experimental system was developed under controlled conditions of irrigation and moderate and severe drought, at 50 and 10% of soil water content. In the symbiosis with P.alba, under normal irrigation conditions, both inoculums showed a similar ability to increase the early mycorrhizal response (MR). However, under irrigation conditions, and for longer treatment time (from 60 days onwards) the inoculum of CB, presented greater formation of hyphae and arbuscules compared to the inoculum of PL, which was accompanied by an increase in the MR for growth and nutrient content such as P and N in P.alba. On the contrary, the inoculum of PL isolated from a semi-arid region, was promising in the mitigation of drought, compared with the inoculum of CB and the mixture of both (MIX) which did not show a synergistic effect under irrigation and / or drought. The symbiosis P. alba-HMA (PL), was characterized by a greater capacity in the formation of arbuscules, nutrient content such as P and N, larger stem diameter and mitigation of oxidative damage. In addition, the inoculum of PL was the most efficient in nursery and greenhouse conditions, when it was subjected to severe drought, suggesting that its greater capacity to benefit P. alba is related to the site of origin of the inoculum, being improved its effect by the application of low fertilization rates.Fil: Sagadín, Mónica Beatriz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos Vegetales (IFRGV). Centro de Investigaciones Agropecuarias (CIAP); Argentina.Fil: Luna, Celina Mercedes. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos Vegetales (IFRGV). Centro de Investigaciones Agropecuarias (CIAP); Argentina.Fil: Luna, Celina Mercedes. Consejo de Investigaciones Científicas y Técnicas de la República Argentina (CONICET); Argentina.Fil: Cabello, Marta Noemí. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Botánica Carlos Spegazzini; Argentina.Fil: Cabello, Marta Noemí. Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires (CIC); Argentina

Reference gene selection for gene expression studies using RT-qPCR in virus-infected planthoppers

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Planthoppers not only severely affect crops by causing mechanical damage when feeding but are also vectors of several plant virus species. The analysis of gene expression in persistently infected planthoppers might unveil the molecular basis of viral transmission. Quantitative real-time RT-PCR (RT-qPCR) is currently the most accurate and sensitive method used for quantitative gene expression analysis. In order to normalize the resulting quantitative data, reference genes with constant expression during the experimental procedures are needed.</p> <p>Results</p> <p>Partial sequences of the commonly used reference genes actin (ACT), α1-tubulin (TUB), glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH), elongation factor 1 alpha (EF1A), ribosomal protein S18 (RPS18) and polyubiquitin C (UBI) from <it>Delphacodes kuscheli</it>, a planthopper capable of persistently transmitting the plant fijivirus <it>Mal de Río Cuarto virus </it>(MRCV), were isolated for the first time. Specific RT-qPCR primers were designed and the expression stability of these genes was assayed in MRCV-infective and naïve planthoppers using geNorm, Normfinder and BestKeeper tools. The overall analysis showed that UBI, followed by 18S and ACT, are the most suitable genes as internal controls for quantitative gene expression studies in MRCV-infective planthoppers, while TUB and EF1A are the most variable ones. Moreover, EF1A was upregulated by MRCV infection.</p> <p>Conclusions</p> <p>A RT-qPCR platform for gene expression analysis in the MRCV-infected planthopper vector <it>Delphacodes kuscheli </it>was developed. Our work is the first report on reference gene selection in virus-infected insects, and might serve as a precedent for future gene expression studies on MRCV and other virus-planthopper pathosystems.</p

Genetic Breeding of Prosopis Species from the “Great American Chaco”

“Algarrobos” are a set of multipurpose tree species of the Prosopis genus, which consequently can have several breeding aims, including timber production, non-timber forest products and environmental services such as recovery of saline soils. The low-intensity breeding strategy for this group is presented here, detailing the identification of seed production areas in the natural forest for P. alba, P. chilensis, and P. flexuosa. Hybrid swarms are quite common, so the analysis of specific purity of natural stands is a basic step to manage the genetic resources of these species. Such analyses are conducted by means of morphological characters of leaves and isozyme patterns of seeds and can lead to the prescription of thinning in order to create seed production areas. Those basic materials are evaluated through provenance trials. The interest on using P. alba for afforestation has promoted the initiation of a high-intensity breeding program, including multi-site progeny testing with BLUP estimation, and backward, forward, family, and individual selection. The initial strategy of a unique base population dispersed in the entire Argentine Chaco was recently changed for the delineation of breeding zones. Vegetative propagation was adjusted as a useful tool for genetic improvement. Selection and breeding of beneficial soil microorganisms (rhizobia and mycorrhizae) accompany the breeding of the tree species: specific molecular markers were used for taxonomic identification and genetic characterization, and their symbiotic ability was evaluated.Fil: López Lauenstein, Diego Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigaciones Agropecuarias. Unidad de Estudios Agropecuarios - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Estudios Agropecuarios; ArgentinaFil: Teich, Ingrid. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigaciones Agropecuarias. Unidad de Estudios Agropecuarios - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Estudios Agropecuarios; ArgentinaFil: Carloni, Edgardo José. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigaciones Agropecuarias. Unidad de Estudios Agropecuarios - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Estudios Agropecuarios; ArgentinaFil: Melchiorre, Mariana Noemi. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigaciones Agropecuarias. Unidad de Estudios Agropecuarios - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Estudios Agropecuarios; ArgentinaFil: Sagadín, Mónica B.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigaciones Agropecuarias. Unidad de Estudios Agropecuarios - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Estudios Agropecuarios; ArgentinaFil: Frassoni, Javier. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigaciones Agropecuarias. Unidad de Estudios Agropecuarios - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Estudios Agropecuarios; ArgentinaFil: Jaqueline Joseau. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias; Argentin

High viral load in the planthopper vector Delphacodes kuscheli (Hemiptera: Delphacidae) is associated with successful transmission of Mal de Río Cuarto virus

Delphacodes kuscheli Fennah (Hemiptera: Delphacidae) is the main natural vector of Mal de Rio Cuarto virus (family Reoviridae, genus Fijivirus, MRCV), which infects different gramineae and causes the most important maize (Zea mays L.) disease in Argentina. MRCV—vector interactions usually are studied using different winter cereals as hosts. Under experimental conditions, <50% of D. kuscheli planthoppers fed on a MRCV-infected plant can transmit the virus to wheat (Triticum aestivum L. ). This fact is influenced by insect development stage at acquisition and the latency period. This work describes the relation between transmission efficiency and MRCV accumulation in its planthopper vector. First- and third-instar D. kuscheli nymphs were allowed to feed on MRCV-infected plants, and 9 or 17 d after the acquisition access period (AAP), viral load of transmitting and nontransmitting planthoppers was quantified by quantitative polymerase chain reaction. The transmitting planthoppers showed significantly higher viral titers than nontransmitting ones, suggesting that successful transmission is positively associated to viral accumulation in the insect. However, planthoppers of the third-instars group did not transmit the virus 9 d after AAP, even when 46% had similar titers to the transmitting insects of the other treatments. These results indicate that additional factors influence MRCV transmission efficiency when acquisition occurs in older planthoppers. This is the first precise quantitative analysis of MRCV in its main vector species and will definitely contribute to better understand planthopper—Fijivirus interactions and its epidemiological implications.Fil: Argüello Caro, Evangelina Beatriz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigaciones Agropecuarias. Instituto de Patología Vegetal; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Maroniche, Guillermo Andrés. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Dumón, Analía Delina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigaciones Agropecuarias. Instituto de Patología Vegetal; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sagadín, Mónica B.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigaciones Agropecuarias. Instituto de Patología Vegetal; ArgentinaFil: del Vas, Mariana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Truol, Graciela Ana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigaciones Agropecuarias. Instituto de Patología Vegetal; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin