Laboratorio de Fisiología de las Plantas

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Director

Dr. Guillermo Santa-María

Investigadores

Dr. Jorge Moriconi

Becarios/as

Dra. Sonia Oliferuk (Becaria Post-doctoral CONICET)

Lic. Martha Silva (Becaria Doctoral ANPCYT)

Ing. Agrobiot. Leonardo Gualano (Colaborador Ad-honorem)

Ø lineasdeinvestigacion

Un objetivo central en la agricultura moderna es lograr la sustentabilidad de la producción a la par de minimizar los costos económicos y ambientales asociados a la misma. Esto implica un uso eficiente de los recursos requeridos por los cultivos para completar su crecimiento y desarrollo, así como para asegurar su rendimiento y calidad. Uno de tales insumos son los nutrientes minerales, los que son incorporados merced a la actividad de las raíces en el suelo. Un aumento de la eficiencia con que los nutrientes se incorporan y utilizan puede lograrse a expensas de un mejor manejo de los cultivos así como a través de la mejora genética de los mismos. Nuestro laboratorio busca estudiar en cereales, singularmente trigo (Triticum aestivum) y cebada (Hordeum vulgare), la variabilidad en las eficiencias de captura y utilización de dos de tales nutrientes, potasio y fósforo. A la vez procuramos asociar tal variabilidad con los mecanismos fisiológicos que las determinan y examinar sus bases moleculares.

Fenotipado para Eficiencia de Utilización

En esta línea de trabajo se procura vincular la variabilidad en la eficiencia de utilización de potasio y de fósforo con SNPs (Single Nucleotide Polimorphisms) en trigo pan; para lo cual se emplea una población de mapeo por asociación adecuadamente caracterizada a nivel molecular. El relevamiento de tales poblaciones requiere, previamente, el desarrollo de sistemas de “fenotipado” apropiados, lo que ha sido objeto de trabajo en nuestro laboratorio en años recientes.  Se espera que el mapeo por asociación permita vincular las diferencias en la eficiencia de utilización de cada uno de estos nutrientes con zonas cromosómicas definidas y eventualmente avanzar hacia la identificación de variantes alélicas responsables de tales diferencias.

Rol de las proteínas DELLA en determinar las eficiencias de adquisición y utilización

Una aproximación alternativa a la recién mencionada es tratar de examinar el desempeño de plantas que –se sabe por trabajos anteriores- portan distintas versiones de genes que pueden potencialmente influenciar la composición elemental de las plantas y la capacidad de éstas de producir materia seca (biomasa). Los llamados “genes de enanismo” han tenido un rol crítico en el aumento del rendimiento ocurrido durante la revolución verde. Nuestro trabajo, en conjunto con el de otros grupos de investigación, ha permitido proponer que tales “genes” influencian de modo notorio la composición elemental de las plantas y la eficiencia con que las mismas adquieren potasio y fósforo y utilizan los mismos. Nuestro trabajo actual procura explorar los mecanismos a través de los cuales estos genes ejercen su acción. Se espera que este conocimiento permita el diseño de nuevas variantes alélicas con impacto potencial en la agricultura.

Publicaciones

 2013-2018:

-KT-HAK-KUP transporters in major terrestrial photosynthetic organisms: a twenty years tale. G.E. Santa-María*, S. Oliferuk, J.I. Moriconi. Journal of Plant Physiology 226: 77-90, 2018. ISSN 0176-1617.

-A survey of sequences of KT-HAK-KUP transporters in green algae and basal land plants. G.E. Santa-María, S. Oliferuk, JI Moriconi. Data in Brief 19: 2356-2363, 2018. ISSN: 2352-3409.

-Sodium fluxes and silicon at the root plasma membrane: a paradigm shift? G.E. Santa-María*, F. Rubio. Journal of Experimental Botany 69; 1433–1436, 2018. ISSN 0022-0957.

-Key acclimation responses to phosphorus deficiency in maize plants are influenced by exogenous nitric oxide. Facundo Ramos-Artuso, Andrea Galatro, Agustina Buet, Guillermo E Santa-María, Marcela Simontacchi.  Journal of Plant Physiology 222, 51-58, 2018. ISSN 0176-1617.

- DELLAs contribute to set the response of Arabidopsis thaliana plants to conditions of  potassium  deprivation.  Sonia Oliferuk, Reyes Rodenas, Adriana Perez, Vicente Martinez, Francisco Rubio and Guillermo E. Santa-María*. Journal of Plant Growth Regulation 36: 487-501, 2017. ISSN: 0721-7595.

-How DELLAs Contribute to Control Potassium Uptake Under Conditions of Potassium Scarcity? Hypotheses and Uncertainties. Sonia Oliferuk, Reyes Rodenas, Adriana Perez, Vicente Martinez, Francisco Rubio and Guillermo E. Santa-María*. Plant Signaling and Behavior (doi/full/10.1080/15592324.2017.1366396).

- “Apuntes preliminares para una historia de la Nutrición Mineral en la Argentina.” G. E. Santa-María. En “y nos fuimos por las ramas”. Editores: E. Taleisnik y A. Golberg. SAFV. Encuentro Grupo Editor. 2016, ISBN 978-987-4078-07-0. Año: 2017.

-The stay-green phenotype of TaNAM-RNAi wheat plants is associated with maintenance of chloroplast structure and high enzymatic antioxidant activity. ML Checovich, AV Galatro, JI Moriconi, M Simontacchi, J Dubcovsky, GE Santa-María*. Plant Physiology and Biochemistry 104 257-265, 2016. ISSN 0981-9428.

-Plant survival in a changing environment: the role of nitric oxide in plant responses

to abiotic stress. M. Simontacchi*, AV Galatro, F Ramos Artuso, G.E. Santa-María.

Frontiers in Plant Science (2015, V 6, Article 977): http://dx.doi.org/10.3389/fpls.2015.00977.

-Internal efficiency of nutrient utilization:  what  is  it  and  how  to  measure  it  during vegetative  plant  growth.  G.E.  Santa-María*, J.I.  Moriconi, S.  Oliferuk.  Journal of Experimental Botany (2015) 66:3011-3018. ISSN 0022-0957.

-An  exogenous  source  of  nitric  oxide  modulates  zinc  nutritional  status  in  wheat plants.  A.  Buet, J.I.  Moriconi, G.E.  Santa-María, M.  Simontacchi*.  Plant Physiology and Biochemistry (2014) 83: 337-345. ISSN 0981-9428.

- A  theoretical  framework  to  study  potassium  utilization  efficiency  in  response  to withdrawal  of  potassium.  J.  I.  Moriconi, G.E.  Santa-María*.  Journal  of Experimental Botany (2013) 64: 4289-4299. ISSN 0022-0957.

- Nitric  oxide  as  a  key  component  in  hormone-regulated  processes.  M. Simontacchi*, C. García-Mata, C.G. Bartoli, G.E. Santa-María, L. Lamattina. Plant

Cell Reports (2013) 32: 853-866.ISSN: 0721-7714.

Subsidios

-PICT-2014-1887. Responsable: Dr. G.E. Santa-María. Variabilidad y bases moleculares de la restriccion al crecimiento impuesta por la deficiencia de potasio en trigo pan (Triticum aestivum). Período de ejecución: 2015-2019.

-PICT-2012-0429. Eficiencia en el uso y adquisición de fosfato en plantas de maíz y soja: participación del óxido nítrico” otorgado por la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica, SECYT. Período de ejecución: 2013-2016. Responsable: Dra. Marcela Simontacchi.

-Subsidio Puente 2014. Estudios para el mejoramiento de la eficiencia de utilización de potasio en trigo pan (Triticum aestivum): análisis de líneas nuli-tetrasómicas y mecanismos implicados. Secretaría de Investigación. Universidad Nacional de San Martín. Período de ejecución: 2015-2016. Responsable: Dr. Jorge I. Moriconi.

Contactos

Dr. Guillermo E. Santa-María: gsantama@intech.gov.ar

Dr. Jorge Moriconi: jorgemorico@intech.gov.ar