Instituto de Investigaciones
en Biociencias Agrícolas y Ambientales
Proyectos de investigación

Proyectos de investigación

Interacciones bióticas de importancia agrícola

El interés de nuestro grupo en particular es la Ecología Química de las interacciones planta-insecto. Nuestro objetivo es estudiar tanto las respuestas inmunológicas de las plantas frente al ataque de insectos, como las respuestas de los propios insectos a las defensas químicas de las plantas. Uno de los aspectos que hemos comenzado a trabajar recientemente es sobre la función de la flora microbiana en la tolerancia de los insectos a las defensas de las plantas. El estudio de las interacciones bacteria-insecto y sus efectos sobre el comportamiento de estos permitirá entender como los insectos plaga toleran las defensas de los cultivos. Para contestar estas preguntas estudiamos las interacciones de la soja (Glycine max) con dos de sus plagas más importantes, la chinche verde (Nezara viridula) y Anticarsia gemmatalis.

Investigador responsable:

Integrantes del grupo:

  • Dra Romina Giacometti
  • Dr Francisco Dillon
  • Lic. Virginia Medina
  • Ing Agr. Jesica Barneto
  • Ing Agr. Lucia Barriga
  • Ing Prod Agrop. Maria E. Vago
  • Ing Agr. Bruno Rosso
  • Lic. Vanesa Jacobi
  • Lic. Camila Davila
  • Lic. Daniela Tejedor
  • Mariana Manetti
  • Juan P Gnata
  • Berenice Romero
  • Irigoyen Gerardo

El presente proyecto busca entender los mecanismos de defensa de la planta de soja activados por MAPKs contra el hongo patógeno Macrophomina phaseolina, causante de la Podredumbre Carbonosa. Nuestros estudios se basan en el análisis transcripcional y post-traduccional de los componentes de la cascada de quinasas en los tejidos vegetales inducidos por el hongo. En un contexto ecológico resultan de interés tanto la respuesta inmunológica de la planta frente al ataque del patógeno, como la respuesta bioquímica y molecular frente a la interacción con otros organismos benéficos/controladores, como Trichoderma sp y hongos formadores de micorrizas arbusculares.
El estudio detallado de estas interacciones nos permitirá entender cómo la planta forma selectivamente las redes de señalización, impactando directamente en el funcionamiento de su sistema de defensa frente a enfermedades como la producida por M. phaseolina, lo que permitirá lograr un nuevo enfoque para la protección y mejoramiento del cultivo.

Investigador responsable:

Integrantes del grupo:

  • Martín Cappi Dahl

Se estudian las tiorredoxinas, proteínas de bajo peso molecular, aproximadamente 12-13 kDa, poseedoras de un motivo conservado (-C-G-P-C-) que les permite actuar como moduladoras rédox tiol-disulfuro en diversos mecanismos bioquímicos y en diferentes organismos. Nuestro abordaje incluye la participación de las tiorredoxinas en:
a) la tolerancia al estrés: participación de tiorredoxinas citosólicas de soja, clonadas en nuestro laboratorio, en condiciones que imponen estrés oxidativo tales como sequía y metales pesados.
b) la respuesta a la herbivoría: efecto de las tiorredoxinas sobre los inhibidores de proteinasas, portadores de grupos tioles susceptibles de ser regulados. Se incluyen las tiorredoxinas de soja y las que poseen el tracto digestivo de los insectos.
c) la regulación de la degradación de las reservas amilolíticas y proteicas en cereales: efecto de la regulación rédox mediada por tiorredoxinas en las actividades de amilasas a través de la influencia que éstas pueden tener en el estado de reducción de los inhibidores de estas enzimas. También se analizan los perfiles de deposición y degradación de las proteínas de reserva en cereales tales como prolaminas y hordeínas, susceptibles de modificaciones estructurales impuestas por el estado de oxidación de sus restos tioles.


Investigador responsable:

Integrantes del grupo:

  • Ing. Agr. Andrés Peton
  • Ing. Agr. Ivana Sabljic
  • Dra. Natalia Ilina
  • Ing. Agr. Silvina Monti
  • Srta. Josefina Demicheli
  • Srta Guillermina Arias
  • Srta Lucía Giai
  • Srta Florencia Coleman

Los microorganismos del suelo son una de las comunidades naturales más complejas y diversas que se conocen. Ellos son responsables de pasos clave en los ciclos biogeoquímicos y sus actividades impactan en la productividad primaria, en la diversidad vegetal y animal, la regulación de enfermedades vegetales y en el clima del planeta, por ejemplo, a través de la emisión y mitigación de gases de efecto invernadero (GEI). Esta enorme diversidad puede verse afectada por fenómenos naturales y antrópicos. Entre los antrópicos, el cambio en el uso del suelo tiene importantes consecuencias sobre la abundancia y la diversidad microbiana. En los últimos años, gracias a la utilización de nuevas metodologías de secuenciación, se ha avanzado en el estudio de la diversidad microbiana del suelo, especialmente de las comunidades bacterianas. Sin embargo, aún no está claro cuál es la conexión entre la diversidad microbiana y las funciones ecológicas del suelo. En este proyecto proponemos establecer la conexión entre la diversidad microbiana de suelos prístinos y agrícolas del noroeste argentino y dos funciones ecológicas del suelo: la regulación de la emisión de GEI y la supresión de enfermedades. Encontrar el significado de esos cambios es una prioridad para el estudio de la ecología del suelo en ecosistemas naturales y agroecosistemas, y particularmente para la preservación y el uso racional y sustentable de los suelos. Este estudio generará conocimientos que contribuyan al uso de prácticas sustentables ecológica, económica y socialmente.

Investigador responsable:

Integrantes del grupo:

  • Dr. Ana M Romero
  • Dr. Filipe Behrends Kraemer
  • Ing. Agr. Mario O Tesouro
  • Ing. Agr. Mario O Tesouro
  • Ing. Agr. Marcos A Roba

Los géneros Pseudomonas y Burkholderia comprenden distintas especies con interesantes propiedades de promoción de crecimiento vegetal, antagonismo de hongos fitopatógenos y degradación de compuestos tóxicos, entre ellos micotoxinas involucradas en la patogenia vegetal. Los objetivos de nuestras líneas de investigación incluyen el estudio de los mecanismos involucrados en la competencia y la supervivencia en el suelo, la producción de compuestos antifúngicos y la degradación de micotoxinas en especies de estos géneros bacterianos.

Investigador responsable:

Integrantes del grupo:

  • Dra. Irma Roberts
  • Dra. Ester Simonetti
  • Dra. Florencia Alvarez
  • Bioq. Matías Vinacour
  • Ignacio Drehe
  • Nicolás Feldman

En el marco de contribuir al desarrollo, mejoramiento y competitividad de los cultivos comerciales soja y trigo, el objetivo general de esta línea de trabajo es investigar al plasma no-térmico (o plasma frío) como un controlador de patologías fúngicas y plagas en semillas y harinas, además de determinar su efecto promotor de la germinación y crecimiento de las plantas. Dicha implementación como práctica agronómica espera reflejar beneficios productivos de dicho cultivo y la disminución de la contaminación por agroquímicos de suelo y agua de zonas rurales.

Investigadores responsables:

Integrantes del grupo:

  • Dra. Carla Giannina Zilli
  • Celeste del Amo Hospital
  • Cecilia Pérez Pizá
  • Dr. Leandro Prevosto (UTN-CONICET)
  • Dr. Guillermo Noriega CIPYP (CONICET)

Los nanomateriales son estructuras artificialmente desarrolladas con dimensiones inferiores a los 100 nanómetros, que exhiben propiedades dependientes del tamaño y que han sido mínimamente procesadas. Son ampliamente utilizadas en salud, alimentación y medio ambiente. Sin embargo el proceso de síntesis química resulta no solo costoso sino también perjudicial para el ambiente debido al uso de productos tóxicos.
Nuestro proyecto propone una alternativa eco-amigable, basada en la obtención de nanopartículas de plata (AgNP) empleando a Macrophomina phaseolina como fuente biológica de síntesis. Este hongo es capaz de llevar a cabo la formación extracelular de nanopartículas haciendo el manejo y procesamiento más sencillo, menos oneroso y biocompatible. Asimismo, la ausencia de agentes químicos reductores conduce a la obtención de superficies no contaminadas lo que las hace muy interesantes desde el punto de vista de su aplicación biotecnológica. Los resultados de nuestra investigación demuestran que las AgNPs obtenidas son estables en el tiempo y tienen una fuerte actividad bactericida, lo que podría resultar en su uso como protector de semillas.
Otro aspecto importante que este proyecto cubre el análisis a nivel eco-toxicológico del impacto que las nanopartículas en general y, las de plata en particular, podrían generar en el futuro sobre el ambiente.

Investigadores responsables:

Integrantes del grupo:

  • Dr. Federico N. Spagnoletti
  • Dra. Florencia Kronberg
  • Dra. Cecilia Spedalieri – INQUIMAE-CONICET
  • Damián A. Pérez

La búsqueda de principios activos de origen natural, que reemplacen a los tradicionales insecticidas, fungicidas, bactericidas y herbicidas resulta prioritaria para una agricultura y esencial para la agricultura orgánica. La creciente y rápida evolución de resistencias a clases de agroquímicos de uso corriente, los problemas en la salud humana y de contaminación ambiental derivados de su aplicación y los costos asociados de su remediación enfatizan la necesidad de encontrar nuevos compuestos y sititos de acción que permitan el desarrollo de una agricultura sustentable. En este sentido, en las últimas décadas se ha enfatizado el estudio de especies nativas como fuentes naturales de principios activos alternativos. En particular, en especies de zonas áridas y semiáridas, las plantas han desarrollado un arsenal de metabolitos secundarios que les han permitido subsistir en ambientes caracterizados por estrés ambiental (abióticos/bióticos).

Esta línea de investigación tiene como objetivo general la búsqueda de principios activos con potencial aplicación en la agroindustria en especies nativas de zonas áridas y semiáridas de Argentina. En las especies seleccionadas los estudios típicamente incluyen: la caracterización, identificación y cuantificación de los metabolitos presentes en los aceites, resinas y extractos de distintos órganos; el aislamiento de aquellos metabolitos que presentan actividad mediante fraccionamiento bioguiado y estudios sobre selectividad. A estos se suman la identificación de los sitios de producción y su distribución en la planta, y estudios ecofisiológicos que nos permitan comprender el funcionamiento de estas especies en su ambiente natural.

A partir de los estudios realizados en distintas especies arbustivas del género Flourensia (Asteraceae) hemos identificado compuestos noveles con potente acción alelopática y antibacteriana, y un elenco de bioproductos con aplicaciones directas o indirectas en diversas industrias.

Investigador responsable:

Integrantes del grupo:

  • Dr. Leonardo A. Piazza FAUBA
  • Dra. Mariana P Silva CONICET
  • Dra. M. Graciela Tourn FAUBA
  • Lic. Daniela López CONICET

Fertilidad de suelos y nutrición mineral de plantas

El objetivo general de esta línea de investigación es determinar el rol de las subtilisinas (serin-proteasas, familia S8A) en la proteólisis asociada a la removilización de nitrógeno en dos etapas clave del ciclo de vida de la planta: la senescencia foliar y la degradación de proteínas de reserva durante la germinación de los granos de cebada.

Investigador responsable:

Integrantes del grupo:

  • Ing. Agr. María Florencia Galotta
  • Ing. Agr. María Isabel Rodríguez

Colaboradores:

  • Dra. Carla Caputo
  • Dra. M. Victoria Criado
  • Lic. Cintia Gabriela Veliz
  • Dra. Mariela Echeverria
  • Dra. Ester Simonetti
  • Dr. Federico Spagnoletti
  • Dr. Flavio H. Gutiérrez Boem
  • Ing. Agr. M.Sc. Pablo Prystupa
  • Dra. Sonia A. Wirth (FCEyN-UBA)

Se estudian los procesos fisiológicos, bioquímicos y moleculares que determinan las fluctuaciones en la removilización de nutrientes ante los estreses abióticos que más frecuentemente limitan el rendimiento del cultivo de cereales en la región Pampeana.
Asimismo, se evalúa la capacidad de diferentes microorganismos simbióticos para mitigar dichos estreses. Se otorga especial énfasis al efecto de estos procesos sobre los parámetros que determinan la calidad de los granos.

Investigador responsable:

Integrantes del grupo:

  • Dra. Irma Roberts
  • Dra. Mariela Echeverria
  • Lic. Cintia Veliz
  • Ing Agr. Federico Pandol Avalos
  • Ing Agr. José Boero
  • Lic. Federico Ciolfi
  • Dr. Flavio Gutiérrez Boem
  • M.Sc. Pablo Prystupa

Esta línea de investigación se alinea dentro de la necesidad de adaptar los sistemas productivos actuales a un marco de productividad sustentable en el tiempo, minimizando los impactos ambientales e identificando alternativas para diversificar la producción agrícola.
Mediante ensayos agronómicos y experimentos con modelos de simulación se evalúan indicadores de sustentabilidad de la producción agrícola, se estudian los mecanismos biofísicos que afectan la sustentabilidad de la producción agrícola y estrategias de optimización de recursos y de intensificación. Los principales proyectos de investigación en curso incluyen la identificación de limitantes actuales y futuros de la productividad de maíz y soja en la región chaqueña, la búsqueda de alternativas para incrementar la eficiencia en el uso del nitrógeno en sistemas de cultivo con cereales y la identificación de estrategias que permitan reducir o eliminar el uso de herbicidas.

Investigador responsable:

Integrantes del grupo:

  • Ing. Agr. Luciana B. Bolañez
  • Lic. Lucía Casali

Se evalúan las respuestas de las raíces ante la presencia de factores limitantes y su impacto en la exploración del suelo y en el crecimiento de los cultivos, En experimentos de campo y en condiciones controladas, se están estudiando aspectos de la disponibilidad edáfica del fósforo y los mecanismos de su utilización por las plantas que contribuyan al manejo eficiente de la nutrición de los cultivos de la Región Pampeana.

Investigador responsable:

Integrantes del grupo:

  • Dr. Flavio Gutiérrez Boem
  • Dr. Fernando Salvagiotti
  • MSc. Pablo Prystupa
  • MSc. María Marta Caffaro
  • Ing. Agr. Florencia Sucunza
  • Ing. Agr. Florencia de Marotte
  • Ing. Agr. Alejandra Hernández

Se propone explicar la respuesta de los cultivos en términos de los procesos edáficos que afectan la disponibilidad de los nutrientes y los procesos de los cultivos que son afectados por la nutrición. Evaluar los efectos de la nutrición tanto sobre la determinación del rendimiento, como sobre la calidad industrial del producto.

Investigadores responsables:

Integrantes del grupo:

  • Ing. Agr. M.Sc. Pablo Prystupa
  • Dr. Gerardo Rubio
  • Ing. Agr. José Julián Boero
  • Ing. Agr. Federico Manuel Gomez

Una estrategia para reducir los problemas ambientales y económicos de la fertilización fosfatada o para aprovechar rocas sin industrializar, es el uso de microorganismos del suelo. La habilidad de los hongos DSE para disolver fosfatos insolubles del suelo ha sido poco investigada. Existen estudios previos con hongos DSE provenientes de cultivos de la región Pampeana; donde se encontraron hongos con un metabolismo muy versátil. Se estudiará la viabilidad de utilizar estos hongos para solubilizar fosfatos insolubles de suelos y de rocas fosfóricas, como forma de contribuir a mejorar la nutrición de los cultivos.

Investigadores responsables:

Integrantes del grupo:

  • Lic. Federico Spagnoletti
  • Lic. Osvaldo Barresi
  • Lic. Fernando Ureta Suelgaray
  • Dra. Mónica B. Rodríguez

En los últimos años hubo importantes desarrollos en tecnologías como microsátelites, drones y sensores que permiten imaginar aplicaciones muy importantes para las ciencias agrícolas y ambientales.
Esta línea de investigación se asienta en técnicas de análisis de imágenes como así también en el procesamiento y análisis estadístico de grandes volúmenes de datos. Su objetivo principal es el de integrar información generada por sensores remotos y proximales en programas de mejoramiento genético y en estudios sobre eficiencia en el uso de insumos agrícolas. También se considera el potencial de estos métodos para determinar en forma precisa y a gran escala el impacto de insumos agrícolas, particularmente nitrógeno, en el ambiente.

Investigadores responsables:

Estudios ambientales en el contexto agronómico

El desarrollo de cultivos energéticos, para la generación de electricidad y otros tipos de aplicaciones por combustión de biomasa, constituye uno de los objetivos principales dentro de las políticas de energías renovables a nivel nacional (programa GENREN) y mundial. El tratamiento térmico o pirólisis de biomasa proveniente de la agricultura es una de las alternativas que permiten un aprovechamiento integral de la misma mediante su transformación en productos de alto valor agregado (bio-oil, biocarbón, bioproductos), que pueden emplearse para distintos fines e industrias.

En esta línea trabajamos con especies nativas de Argentina a las que se aplican diferentes tecnologías para evaluar sus usos potenciales. El método más empleado es el de pirólisis rápida (fast pyrolysis; diferentes temperaturas, catalizadores), a partir del cual evaluamos el rendimiento de las distintas biomasas en producir bio-oil, biocarbón y otros subproductos de interés industrial. En estos estudios se realiza la caracterización química de la biomasa original y de los principales productos obtenidos: composición elemental, lignina, celulosa y hemicelulosa, poder calorífico, determinación de los componentes del bio-oil (CG-MS), y aspectos estructurales de los biocarbones, etc. Asimismo se evalúa la potencial aplicación de los biocarbones como enmienda del suelo, a partir de bioensayos en los que se determina el efecto de los extractos acuosos de los biocarbones, sobre la germinación y crecimiento de Lactuca sativa.

Los resultados obtenidos hasta el presente señalan que en el género Flourensia existen especies promisorias para la producción de bio-oil y biocarbón con un amplio rango de aplicaciones, incluyendo el potencial uso de los extractos acuosos del biocarbón como regulador de crecimiento.

Investigadores responsables:

Integrantes del grupo:

  • Dra. Laura Moyano. INFIQC-Fac. Cs. Químicas-UNC)
  • Dra. Mariana P Silva CONICET
  • Dr. Leonardo A. Piazza. FAUBA
  • Lic. Daniela López CONICET
  • Ing. Agr. Diego Wassner. FAUBA

Se estudia la acumulación de arsénico y otros elementos potencialmente tóxicos de distintos orígenes al suelo, su adsorción en distintas fracciones, competencia entre ellos, su movilidad y absorción, acumulación y daño en soja y otros cultivos. Se trabaja a nivel físico-químico, bioquímico y agronómico, y se enfatiza la influencia de hongos micorrícicos y de hongos endófitos septados oscuros (DSE).

Investigador responsable:

Integrantes del grupo:

  • Dra. Viviana M. Chiocchio
  • Dr. Federico Spagnoletti
  • Lic. Gisele Ferreyroa INQUIMAE - FCEyN
  • Dr. Fernando Molina INQUIMAE - FCEyN
  • Dra. Karina Balestrasse
  • Lic. Marcos Orelllana
  • Ing. Agr. Ana Muzlera Klappenbach

Se desarrollan dos líneas principales de investigación bioinformática. i) Análisis genómicos y transcriptómicos en especies del género Mycobacterium. ii) Estudios metagenómicos mediante técnicas de análisis de amplicones (16S rRNA) y ADN total de diferentes comunidades microbianas: suelo, intestino de insectos e intestino humano.

Investigador responsable:

Integrantes del grupo:

  • Juan Orlowski. Cátedra de Microbiología. INBA
  • Paola Talia, Instituto de Biotecnología. CNIA. INTA
  • Dra. Fabiana Bigi, Instituto de Biotecnología. CNIA. INTA
  • Mg. Cristóbal Santamaría, Universidad Nacional de La Matanza

Formamos un equipo interdisciplinario que utiliza al nematodo C. elegans como modelo biológico para estudiar el impacto ambiental. Las principales líneas de investigación del laboratorio son el análisis de ecotoxicológico de aguas de diferentes regiones de la República Argentina y el estudio de los posibles efectos de disrupción endocrina de sustancias fitosanitarias. También trabajamos en la identificación de nuevos compuestos para el control del nematodo formador de agallas (Meloidogynes spp).

Investigador responsable:

  • Eliana R. Munarriz, PhD, MBA

Integrantes del grupo:

  • M. Florencia Kronberg, PhD
  • Aldana Moya, Ing
  • Araceli Clavijo, Mg
  • Anabella Confeggi

Colaboradores externos:

  • Ariana Rossen PhD (INA)
  • Jose Morabito Ing, (INA)
  • Olga Castro, PhD (FCEyN, UBA)
  • Eleodoro del Valle, PhD (FCA, UNL)

Proyecto institucional INBA

Los métodos convencionales para satisfacer las necesidades de nutrientes de los cultivos y para protegerlos de insectos y enfermedades han sido la aplicación de fertilizantes y plaguicidas, respectivamente. Estos métodos han conducido a una agricultura en base a productos sintéticos, exitosos para elevar los rendimientos, pero con costos ambientales. Consideramos que nuestra agricultura debe avanzar hacia una etapa de desarrollo en la cual se prioricen los mecanismos de las plantas y los microorganismos asociados para utilizar eficientemente los nutrientes y defenderse de las plagas. Nuestro objetivo general es estudiar las estrategias de las plantas y sus microbiomas asociados que permitan aumentar la eficiencia de utilización de recursos ambientales a fin de disminuir la utilización de agroquímicos. Los objetivos específicos en el área de las alternativas biológicas para reducir el uso de fertilizantes son: i) Evaluar los cambios morfológicos y funcionales de los órganos subterráneos de los cultivos ante la presencia de estreses simultáneos a fin de obtener herramientas para el uso eficiente de los nutrientes; ii) Evaluar el efecto de factores abióticos y bióticos sobre la removilización de nutrientes y su rol en la eficiencia en el uso eficiente de nutrientes en cultivos; iii) Evaluar la utilización de bacterias, hongos y compuestos biológicos como suplemento a la fertilización fosfatada. Los objetivos específicos en el área de las estrategias biológicas para reducir el uso de plaguicidas son: iv) Identificar mecanismos de defensa de la soja frente al ataque de insectos plaga y evaluar la posible modulación de estos mecanismos por parte de los microbiomas asociados; v) Determinar la participación del microbioma intestinal de los insectos en la tolerancia a las respuestas defensivas vegetales de la soja; vi) Desarrollar tecnologías de control biológico de hongos fitopatógenos en cultivos extensivos. Nuestro marco geográfico es la Región Pampeana y sus principales cultivos estivales (soja y maíz) e invernales (trigo y cebada). Las aproximaciones experimentales incluirán experimentos en condiciones controladas y de campo. Las mediciones a efectuar cubren un extenso rango que cubre el análisis de raíces mediante rhizotrones, análisis de reflectancia del cultivo, aislamiento y determinación de funcionalidad de microorganismos, determinaciones de la expresión de genes, entre otras mediciones.

Investigadores responsables:

Integrantes del grupo:

  • Este proyecto abarca a todo el personal del INBA.