Evaluación de la sustentabilidad de tres secuencias de doble cultivo en el partido de Tres Arroyos (Argentina) bajo diferentes condiciones de suelo y nivel tecnológico

The Tres Arroyos party registers a process of agriculturization, intensification and productive specialization in which the wheat / soybean sequence is the main protagonist. Barley and rapeseed are alternatives to wheat that could diversify production. In this framework, it is important to evaluate the effect of the replacement of wheat by these crops on the sustainability of agroecosystems before their diffusion. Additionally, the environment and the technological model condition sustainability, so the objective of this work was to compare the ecological sustainability of the wheat / soybean, rapeseed / soybean and barley / soybean sequences under different environmental and technological conditions. The results show rapeseed / soybean as the sequence with the least ecological sustainability, associated with the inefficient use of water and energy, and the impact of the use of pesticides. The lower knowledge of this crop by the producers, the high energy content of its seeds and the lower biomass production of rapeseed would be some of the causes. Wheat / soybean and barley / soybean saw their sustainability limited, in medium technology, by the low production of biomass (and its effects on the use of water and energy), and in high technology approaches, by a high use of total herbicides. Greater application of technology increased yields but reduced sustainability in all cases, while, in general, sustainability was higher in the deeper soils environment. It is considered important to evaluate other forms of production that try to minimize the problems associated with low biomass production, low efficiency in the use of water and the impact of the use of pesticides, recognized as critical points for sustainability, and incorporate the evaluation of the economic and sociocultural dimension in a longer period.El partido de Tres Arroyos registra un proceso de agriculturización, intensificación y especialización productiva en el cual la secuencia trigo/soja es la protagonista principal. La cebada y la colza son alternativas al trigo que podrían diversificar la producción. En este marco, es importante evaluar el efecto del reemplazo del trigo por estos cultivos sobre la sustentabilidad de los agroecosistemas, antes de su difusión. Adicionalmente, el ambiente y el modelo tecnológico condicionan la sustentabilidad, por lo que el objetivo de este trabajo fue comparar la sustentabilidad ecológica de las secuencias trigo/soja, colza/soja y cebada/soja bajo diferentes condiciones ambientales y tecnológicas a través del uso de indicadores de sustentabilidad. Los resultados muestran a colza/soja como la secuencia de menor sustentabilidad ecológica, asociada al uso poco eficiente del agua y la energía, y al impacto por el uso de plaguicidas. El menor conocimiento de este cultivo por los productores, el alto contenido energético de sus semillas y la menor producción de biomasa de la colza serían algunas de las causas. Trigo/soja y cebada/soja vieron limitada su sustentabilidad, en la tecnología media, por la baja producción de biomasa (y sus efectos sobre el uso del agua y la energía), y en los planteos de tecnología altos, por un alto uso de herbicidas totales. La mayor aplicación de tecnología aumentó los rendimientos, pero redujo la sustentabilidad en todos los casos, mientras que, en general, la sustentabilidad fue mayor en el ambiente de suelos más profundos. Se considera importante evaluar otras formas de producción que intenten minimizar los problemas asociados a la baja producción de biomasa, la escasa eficiencia en el uso del agua y al impacto por el uso de plaguicidas, reconocidos como puntos críticos a la sustentabilidad e incorporar la evaluación de la dimensión económica y sociocultural en un plazo mayor de tiempo

Efecto de la cobertura vegetal sobre la temperatura del suelo

La temperatura del suelo es un factor a tener en cuenta al influir en la germinación de las semillas, desarrollo del cultivo y en procesos microbiológicos fundamentales para la disponibilidad de macronutrientes tales como el nitrógeno, azufre y fósforo. Los diferentes manejos del suelo alteran la estructura y por lo tanto la porosidad y la densidad, modificando el régimen térmico del suelo. Por otro lado el canopeo de los vegetales durante su ciclo fenológico condiciona la radiación que ingresa al suelo. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de diferentes coberturas vegetales sobre la temperatura del suelo. Se implantó un ensayo a campo, en un Argiudol típico, en la Estación Experimental J. Hirschhorn dependiente de la Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales, UNLP. Los tratamientos fueron 2, sorgo y soja,se instalaron 3 datalogger, a 5 cm de profundidad, los que recopilaron datos las 24 horas del día en intervalos de una hora. También se instalaron como testigo 3 lectores de temperatura en suelo con pastura natural con una cobertura del 100%. Se pudieron determinar tres patrones en las variaciones de la temperatura del suelo en los ciclos de los cultivos y pastura natural. En la primer etapase observó que las temperaturas máximas fueron superiores en el suelo con sorgo y soja respecto al testigo, siendo mayor en la soja.En la segunda etapa, las temperaturas máximas de las 3 situaciones analizadas tuvieron valores similares.En la tercera etapa, el suelo bajo la pastura natural registró temperaturas máximas mayores que los cultivos.Durante todo el periodo analizado las temperaturas máximas y mínimas del suelo se manifestaron dos horas más tarde que las ambientales. La pastura natural atemperó las temperaturas mínimas del suelo respecto a las de los cultivos de sorgo y soja. Las temperaturas edáficas máximas y mínimas a 5 cm de profundidad bajo pastura natural siempre fueron mayores que la ambiental. En el periodo de alta tasa de crecimiento de los cultivos de sorgo y soja las temperaturas máximas y mínimas ambientales son semejantes a las del suelo

Efficient generation of A9 midbrain dopaminergic neurons by lentiviral delivery of LMX1A in human embryonic stem cells and Induced Pluripotent Stem Cells

Human embryonic stem cells (hESC) and induced pluripotent stem cells (iPSC) offer great hope for in vitro modeling of Parkinson's disease (PD), as well as for designing cell-replacement therapies. To realize these opportunities, there is an urgent need to develop efficient protocols for the directed differentiation of hESC/iPSC into dopamine (DA) neurons with the specific characteristics of the cell population lost to PD, i.e., A9-subtype ventral midbrain DA neurons. Here we use lentiviral vectors to drive the expression of LMX1A, which encodes a transcription factor critical for ventral midbrain identity, specifically in neural progenitor cells. We show that clonal lines of hESC engineered to contain one or two copies of this lentiviral vector retain long-term self-renewing ability and pluripotent differentiation capacity. Greater than 60% of all neurons generated from LMX1A-engineered hESC were ventral midbrain DA neurons of the A9 subtype, compared with ∼10% in green fluorescent protein engineered controls, as judged by specific marker expression and functional analyses. Moreover, DA neuron precursors differentiated from LMX1A-engineered hESC were able to survive and differentiate when grafted into the brain of adult mice. Finally, we provide evidence that LMX1A overexpression similarly increases the yield of DA neuron differentiation from human iPSC. Taken together, our data show that stable genetic engineering of hESC/iPSC with lentiviral vectors driving controlled expression of LMX1A is an efficient way to generate enriched populations of human A9-subtype ventral midbrain DA neurons, which should prove useful for modeling PD and may be helpful for designing future cell-replacement strategies

DIFERENTES ESTRATEGIAS DE BARBECHO EN CULTIVOS EXTENSIVOS: ACTIVIDAD RESPIRATORIA Y DE LA ENZIMA UREASA EN EL SUELO

La alta frecuencia del cultivo de soja en las secuencias agrícolas y la tendencia a su monocultivo, acarrea problemas que han sido ampliamente documentados [1-3]. Podemos mencionar  el deterioro en las propiedades químicas, físicas y biológicas de los suelos, bajas eficiencias de uso del agua, problemas de malezas, plagas y enfermedades, entre otras. El área de influencia de la FCAyF de la UNLP es amplia, abarcando varios partidos entre ellos Magdalena, donde la superficie sembrada con soja aumento de 350 a 6.520 ha en el período 2002-2016 (Ministerio de Agricultura de la Provincia de Buenos Aires). Para que las consecuencias que se han registrado en otras zonas no se produzcan en el partido, se requieren resultados experimentales locales, sobre suelos que comparten características, que ofrezcan alternativas más sustentables de incorporar la soja. La rotación de cultivos, la siembra directa y la fertilización son tres pilares fundamentales para mejorar estos problemas [4]. Además, puede plantearse como alternativa promisoria incorporar compost o incluir cultivos de cobertura durante el barbecho, lo que permitiría mejorar las propiedades de suelo mencionadas [5-8]. La actividad biológica es la responsable de los procesos de mineralización y humificación de la materia orgánica del suelo, los cuales inciden en el ciclo de los nutrientes. Estos parámetros biológicos resultan ser más sensibles que los físico-químicos pudiendo detectarse tempranamente los cambios producidos por el uso al que están sometidos los suelos [6-9]. El objetivo general del  proyecto en el que se enmarca este trabajo es contribuir con opciones de manejo que puedan mejorar la sustentabilidad ecológica de los sistemas netamente agrícolas. En el presente resumen se presentan los primeros resultados de uno de los objetivos del trabajo, donde se plantea monitorear parámetros biológicos del suelo en el tiempo, entre ellos, la actividad respiratoria (AR) y de la enzima ureasa (AEU). En la Estación Experimental Julio Hirschornh, perteneciente a la FCAyF de la UNLP, sobre un suelo Argiudol vértico en el año 2017 se iniciaron ensayos donde se manejan dos secuencias: (S1) trigo/soja2° – soja - soja y (S2) cebada/soja2° - maíz – soja. En el año 2018 entre la cosecha de soja de segunda (soja 2°) y la siembra de los cultivos sucesores (S1: soja y S2: maíz) se realizaron 5 tratamientos de barbecho que consistieron en: (T): fertilización mineral considerado como testigo; (CP) agregado de cama de pollo estabilizada; (CCC) compost de cama de caballo y guano de conejo; (RSU) compost de residuos sólidos urbanos y por último la implantación de cultivos de cobertura (CC). Las dosis de compost aplicadas (referidas a peso seco) fueron de 10 t ha-1 para CP y RSU, para CCC fue de 8 tn ha-1. El CC consistió en una mezcla de Vicia sativa y Avena sativa. Todos los cultivos se manejaron en siembra directa. El diseño experimental fue en bloques al azar con cuatro repeticiones y parcelas divididas. Se tomaron muestras compuestas de suelo a 7 cm de profundidad en febrero de 2019 para dar inicio a un seguimiento en el tiempo de la AR y de la AEU. Con los datos obtenidos se realizó un análisis de la varianza (ANOVA), y se usó el test de Tukey (P<0,05) para la comparación de medias. La interacción Secuencia*Tratamiento no fue significativa para ninguna de las variables analizadas. No se encontraron diferencias significativas entre secuencias, pero si entre los tratamientos de barbecho. La AR del suelo fue mayor en el tratamiento CP y se diferenció estadísticamente de los restantes. En cuanto a la AEU, esta fue superior en CP y se diferenció estadísticamente de los tratamientos T, CCC y CC quedando en una situación intermedia el tratamiento RSU.Los restantes compost (CCC y RSU) y el uso de CC, tuvieron una tendencia a aumentar la AR y la AEU, comparados con el T. Sin embargo esta diferencia no fue estadísticamente significativa. La práctica del agregado de cama de pollo estabilizada en el barbecho mejoró la actividad respiratoria y la enzima ureasa en el suelo, respecto al uso de compost de residuos sólidos urbanos; de compost de cama de caballo y guano de conejo;  cultivo de cobertura  y fertilización mineral. Las secuencias de cultivos no tuvieron efecto sobre los parámetros biológicos analizados

Disease-specific phenotypes in dopamine neurons from human iPS-based models of genetic and sporadic Parkinson's disease

Induced pluripotent stem cells (iPSC) offer an unprecedented opportunity to model human disease in relevant cell types, but it is unclear whether they could successfully model age-related diseases such as Parkinson's disease (PD). Here, we generated iPSC lines from seven patients with idiopathic PD (ID-PD), four patients with familial PD associated to the G2019S mutation in the Leucine-Rich Repeat Kinase 2 (LRRK2) gene (LRRK2-PD) and four age- and sex-matched healthy individuals (Ctrl). Over long-time culture, dopaminergic neurons (DAn) differentiated from either ID-PD- or LRRK2-PD-iPSC showed morphological alterations, including reduced numbers of neurites and neurite arborization, as well as accumulation of autophagic vacuoles, which were not evident in DAn differentiated from Ctrl-iPSC. Further induction of autophagy and/or inhibition of lysosomal proteolysis greatly exacerbated the DAn morphological alterations, indicating autophagic compromise in DAn from ID-PD- and LRRK2-PD-iPSC, which we demonstrate occurs at the level of autophagosome clearance. Our study provides an iPSC-based in vitro model that captures the patients' genetic complexity and allows investigation of the pathogenesis of both sporadic and familial PD cases in a disease-relevant cell type

Clonal chromosomal mosaicism and loss of chromosome Y in elderly men increase vulnerability for SARS-CoV-2

The pandemic caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2, COVID-19) had an estimated overall case fatality ratio of 1.38% (pre-vaccination), being 53% higher in males and increasing exponentially with age. Among 9578 individuals diagnosed with COVID-19 in the SCOURGE study, we found 133 cases (1.42%) with detectable clonal mosaicism for chromosome alterations (mCA) and 226 males (5.08%) with acquired loss of chromosome Y (LOY). Individuals with clonal mosaic events (mCA and/or LOY) showed a 54% increase in the risk of COVID-19 lethality. LOY is associated with transcriptomic biomarkers of immune dysfunction, pro-coagulation activity and cardiovascular risk. Interferon-induced genes involved in the initial immune response to SARS-CoV-2 are also down-regulated in LOY. Thus, mCA and LOY underlie at least part of the sex-biased severity and mortality of COVID-19 in aging patients. Given its potential therapeutic and prognostic relevance, evaluation of clonal mosaicism should be implemented as biomarker of COVID-19 severity in elderly people. Among 9578 individuals diagnosed with COVID-19 in the SCOURGE study, individuals with clonal mosaic events (clonal mosaicism for chromosome alterations and/or loss of chromosome Y) showed an increased risk of COVID-19 lethality

Evaluación de la sustentabilidad de tres secuencias de doble cultivo en el partido de Tres Arroyos (Argentina) bajo diferentes condiciones de suelo y nivel tecnológico

El partido de Tres Arroyos registra un proceso de agriculturización, intensificación y especialización productiva en el cual la secuencia trigo/soja es la protagonista principal. La cebada y la colza son alternativas al trigo que podrían diversificar la producción. En este marco, es importante evaluar el efecto del reemplazo del trigo por estos cultivos sobre la sustentabilidad de los agroecosistemas, antes de su difusión. Adicionalmente, el ambiente y el modelo tecnológico condicionan la sustentabilidad, por lo que el objetivo de este trabajo fue comparar la sustentabilidad ecológica de las secuencias trigo/soja, colza/soja y cebada/soja bajo diferentes condiciones ambientales y tecnológicas a través del uso de indicadores de sustentabilidad. Los resultados muestran a colza/soja como la secuencia de menor sustentabilidad ecológica, asociada al uso poco eficiente del agua y la energía, y al impacto por el uso de plaguicidas. El menor conocimiento de este cultivo por los productores, el alto contenido energético de sus semillas y la menor producción de biomasa de la colza serían algunas de las causas. Trigo/soja y cebada/soja vieron limitada su sustentabilidad, en la tecnología media, por la baja producción de biomasa (y sus efectos sobre el uso del agua y la energía), y en los planteos de tecnología altos, por un alto uso de herbicidas totales. La mayor aplicación de tecnología aumentó los rendimientos, pero redujo la sustentabilidad en todos los casos, mientras que, en general, la sustentabilidad fue mayor en el ambiente de suelos más profundos. Se considera importante evaluar otras formas de producción que intenten minimizar los problemas asociados a la baja producción de biomasa, la escasa eficiencia en el uso del agua y al impacto por el uso de plaguicidas, reconocidos como puntos críticos a la sustentabilidad e incorporar la evaluación de la dimensión económica y sociocultural en un plazo mayor de tiempo

Efficient generation of A9 midbrain dopaminergic neurons by lentiviral delivery of LMX1A in human embryonic stem cells and Induced Pluripotent Stem Cells

Human embryonic stem cells (hESC) and induced pluripotent stem cells (iPSC) offer great hope for in vitro modeling of Parkinson's disease (PD), as well as for designing cell-replacement therapies. To realize these opportunities, there is an urgent need to develop efficient protocols for the directed differentiation of hESC/iPSC into dopamine (DA) neurons with the specific characteristics of the cell population lost to PD, i.e., A9-subtype ventral midbrain DA neurons. Here we use lentiviral vectors to drive the expression of LMX1A, which encodes a transcription factor critical for ventral midbrain identity, specifically in neural progenitor cells. We show that clonal lines of hESC engineered to contain one or two copies of this lentiviral vector retain long-term self-renewing ability and pluripotent differentiation capacity. Greater than 60% of all neurons generated from LMX1A-engineered hESC were ventral midbrain DA neurons of the A9 subtype, compared with ∼10% in green fluorescent protein engineered controls, as judged by specific marker expression and functional analyses. Moreover, DA neuron precursors differentiated from LMX1A-engineered hESC were able to survive and differentiate when grafted into the brain of adult mice. Finally, we provide evidence that LMX1A overexpression similarly increases the yield of DA neuron differentiation from human iPSC. Taken together, our data show that stable genetic engineering of hESC/iPSC with lentiviral vectors driving controlled expression of LMX1A is an efficient way to generate enriched populations of human A9-subtype ventral midbrain DA neurons, which should prove useful for modeling PD and may be helpful for designing future cell-replacement strategies

Disease-specific phenotypes in dopamine neurons from human iPS-based models of genetic and sporadic Parkinson's disease

Induced pluripotent stem cells (iPSC) offer an unprecedented opportunity to model human disease in relevant cell types, but it is unclear whether they could successfully model age-related diseases such as Parkinson's disease (PD). Here, we generated iPSC lines from seven patients with idiopathic PD (ID-PD), four patients with familial PD associated to the G2019S mutation in the Leucine-Rich Repeat Kinase 2 (LRRK2) gene (LRRK2-PD) and four age- and sex-matched healthy individuals (Ctrl). Over long-time culture, dopaminergic neurons (DAn) differentiated from either ID-PD- or LRRK2-PD-iPSC showed morphological alterations, including reduced numbers of neurites and neurite arborization, as well as accumulation of autophagic vacuoles, which were not evident in DAn differentiated from Ctrl-iPSC. Further induction of autophagy and/or inhibition of lysosomal proteolysis greatly exacerbated the DAn morphological alterations, indicating autophagic compromise in DAn from ID-PD- and LRRK2-PD-iPSC, which we demonstrate occurs at the level of autophagosome clearance. Our study provides an iPSC-based in vitro model that captures the patients' genetic complexity and allows investigation of the pathogenesis of both sporadic and familial PD cases in a disease-relevant cell type