- Análisis Funcional de Genes de Interés Biotecnológico
- Biotecnología de Cítricos y sus Fitopatógenos (BioCiF)
- Genómica Aplicada al Mejoramiento de Especies Forestales y Frutales
- Genómica Funcional y Ecofisiología Aplicada a la Senescencia y Eficiencia Fotosintética
- Transformación y Edición de Asteráceas (Lechuga y Girasol)
Resumen
El objetivo primario de nuestra línea de trabajo es estudiar el proceso de senescencia foliar en girasol y otros cultivos de interés agronómico mediante aproximaciones de genómica funcional, metabólica y ecofisiológica a nivel cultivo y planta entera, de modo de caracterizar e identificar las principales vías involucradas en el proceso de senescencia en girasol cultivado, así como también un número importante de genes candidatos, especialmente factores de transcripción de la familia NAC, para ser utilizados como biomarcadores asociados al proceso.
Adicionalmente, buscamos implementar una metodología de algoritmos de análisis y procesamiento de imágenes basados en softwares desarrollados para datos provenientes de plataformas de fenotipado, tanto para plantas de Arabidopsis thaliana que sobreexpresan genes de girasol, que serán previamente identificados a partir de análisis transcriptómicos, así como también para dos genotipos pertenecientes al Programa de Mejoramiento de INTA, previamente evaluadas en variables relacionadas con el rendimiento, y fenotipados en diferentes plataformas automatizadas a campo
El cultivo de girasol es la segunda especie oleaginosa en importancia por superficie y producción de la Argentina. Nuestro país es el segundo exportador mundial de aceite de girasol con un 7% del mercado internacional, mientras que Ucrania como primer exportador maneja el 56% de la demanda (ASAGIR). La mayor superficie sembrada en el país se alcanzó en la campaña 1998/1999 llegando a 4,24 millones de hectáreas (ha) y una producción de 7,1 millones de toneladas. Luego, debido a la pérdida de competitividad en relación a otros cultivos, se inició una abrupta caída del área sembrada llegando a 1,8 M de ha en 2012/2013, con una producción de 3,3 millones de toneladas. Esta situación comenzó a revertirse a partir de la campaña 2015/2016 a partir de un renovado interés por el aceite de girasol en los mercados internacionales y una mejora en la relación de precios. La Asociación Argentina de Girasol (ASAGIR), con quienes colaboramos de manera estrecha, conduce un programa de análisis de la brecha entre el rendimiento real (aprox. 2100 kg/ha) y el rendimiento potencial (aprox. 5.000kg), atribuyendo buena parte de esa inestabilidad al impacto ambiental asociado a la expresión de estreses bióticos y abióticos. Esta situación, junto con la meta de ampliar la participación en el mercado internacional en al menos un 10% en los próximos años, pone de manifiesto la necesidad de intensificar los esfuerzos de mejoramiento del cultivo para sustentar el desarrollo de materiales comerciales estables en distintos ambientes que maximicen los rendimientos obtenidos por los productores. El INTA ha sido pionero en el mejoramiento de girasol a nivel internacional y sus aportes colaboran en el desarrollo de materiales comerciales estables en distintos ambientes que maximicen los rendimientos obtenidos por los productores.
Líneas de investigación
- Identificación de genes y/o módulos de cascadas génicas en cultivos de interés agronómico (girasol y petunia), en diferentes tejidos y condiciones, validarlos en sistemas homólogos y/o heterólogos de plantas modelo (Arabidopsis y lechuga), analizar fenotipos y expresión.
- Implementación y autenticación de herramientas bioinformáticas de integración de datos genomicos y fenómicos para aportar al conocimiento de la respuesta molecular y agronómica del evento en estudio.
- Estrategias de integración de áreas de fisiología de planta entera y ecofisiología de cultivos bajo las diferentes aproximaciones ómicas, de modo de poder obtener información robusta a campo de los diferentes “traits” abordados.
- Formación de RRHH en estas áreas integradas.
Integrantes
DIRECTORA
Paula del Carmen Fernandez
Investigadora INTA
Investigadora CONICET (Independiente)
POSTDOCTORALES
Sofía Bengoa Luoni
DOCTORALES
Melanie Anahi Corzo
Nicolas Gimenez
Producción y Financiamiento
- “First Development, Characterization and Experimental Validation of sunflower (Helianthus annuus L.) 44 K Agilent gene expression microarray” P. Fernández, M. Soria, D. Blesa, J. Di Rienzo, S. Moschen, D. Principi, G. Dosio, L. Aguirrezabal, F. Garcia, A. Conesa, H.E. Hopp, J. Dopazo, R.A. Heinz and N. Paniego. (2012). PloS ONE; 7(10).
- “De novo assembly and characterization of leaf transcriptome for the development of functional molecular markers of the extremophile multipurpose tree species Prosopis alba” Susana L Torales, Máximo L Rivarola, María F. Pomponio, Sergio González, Cintia V. Acuña, Paula Fernández, Diego L. Lauenstein, Aníbal R. Verga, Esteban H. Hopp, Norma B. Paniego and Susana N. Marcucci Poltri. (2013) BMC Genomics,14:705
- “Transcriptomic analysis of midgut from one of the most threatening pest in Argentina, Anthonomus grandis (Coleoptera: Curculionidae)” R. Salvador, D, Príncipi, M, Berretta, P. Fernández, N. Paniego, J. Dopazo, A. Sciocco de Cap y E. Hopp. “ (2014). Journal of Insect Science, Jan 2014,14(1)DOI: 10.1093/jisesa/ieu081
- Moschen S., Bengoa Luoni, S., Paniego N., Hopp H.E., Dosio G., Fernández P. and Heinz, R.A. (both last authors contributed equally) “Identification of candidate genes associated with leaf senescence in cultivated sunflower (Helianthus annuus L.)” (2014). PLoS ONE 9(8): e104379. doi
- “Integrating transcriptomic and metabolomic analysis to understand natural leaf senescence in sunflower». Moschen, S., Bengoa, S., Di Rienzo, J.A., Caro, M.P., Tohge, T., Hollmann, J., González, S., Rivarola, M., Hopp, H.E., Dosio, G.A.A., Fernie, A., Krupinska, K., Paniego, N., Fernández, P and Heinz, R.A (both last authors contributed equally) (2015) Plant Biotechnol journal. doi
- “Identification and characterization of contrasting sunflower genotypes to early leaf senescence process combining molecular and physiological studies (Helianthus annuus L.)”. A.I. López, S. Moschen, C.S. Villán, M.P.López Fernández, S. Maldonado, N. Paniego, R.A. Heinz and P. Fernandez. (2016) Plant Science doi
- “Network and biosignature analysis for the integration of transcriptomic and metabolomic data to characterize leaf senescence process in sunflower” Moschen, S., Higgins, J., Di Rienzo, J., Heinz, Ruth A., Paniego, N. and Fernandez P. (2016) BMC Bionformatics, 17(Suppl 5):174. doi
- “ATGC transcriptomics: a web-based application to integrate, explore and analyze de novo transcriptomic data”. Gonzalez, S., Clavijo, B. J., Rivarola, M., Moreno, P., Fernandez, P., Dopazo, J. and Paniego, N. (2017). BMC Bioinformatics. doi
- “Integration of transcriptomic and metabolic data reveals hub transcription factors involved in drought stress response in sunflower (Helianthus annuus L.)”. Sebastián Moschen, Julio A. Di Rienzo, Janet Higgins, Takayuki Tohge, Mutsumi Watanabe, Sergio González, Máximo Rivarola, Francisco García-García, Joaquin Dopazo, H. Esteban Hopp, Rainer Hoefgen, Alisdair R. Fernie, Norma Paniego, Paula Fernández and Ruth A. Heinz (2017). Plant Molecular Biology. doi
- “De novo transcriptome sequencing and SSR markers development for Cedrela balansae C.DC., a native tree species of northwest Argentina”. (2018). Susana L. Torales, Máximo Rivarola, Sergio Gonzalez, María Virginia Inza, María F. Pomponio, Paula Fernández, Cintia V. Acuña, Noga Zelener, Luis Fornés, H. Esteban Hopp, Norma B. Paniego y Susana N. Marcucci Poltri. (2018). Plos One. doi
- “Identification and expression analysis of NAC transcription factors potentially involved in leaf and petal senescence in Petunia hybrida” Santiago A. Trupkin, Francisco H. Astigueta, Amilcar H. Baigorria, Martín N. García, Verónica C. Delfosse, Sergio A. González, Mariana Cecilia Pérez de la Torre, Sebastián Moschen, Verónica V. Lía, Paula Fernández * and Ruth A. Heinz. Plant Science. doi (2019).
- “Exploring gene networks associated with leaf senescence in sunflower using a system biology approach”. Moschen, Sebastian; Nicosia, Salvador; Marino, Johanna; Higgins, Janet; Alseekh, Saleh; Bengoa Luoni, Sofía; Rivarola, Máximo; Fernie, Alisdair; Blanchet, Nicolas; Langlade, Nicolas; Paniego, Norma; Fernández, Paula; Heinz, Ruth. BMC Plant Biology (2019). doi
- “Transcription Factors Associated To Leaf Senescence In Crops”. SOFIA BENGOA LUONI, FRANCISCO ASTIGUETA, SALVADOR NICOSIA, SEBASTIAN MOSCHEN, PAULA FERNANDEZ *, RUTH HEINZ. (2019), Plants. Section: Plant Physiology and Metabolism. doi
- “Transcriptomic Analysis Reveals a Differential Gene Expression Profile Between Two Sunflower Inbred Lines with Different Ability to Tolerate Water Stress”. Maximiliano Escalante, Ana Vigliocco, Sebastián Moschen, Paula Fernández, Ruth Heinz, Francisco Garcia-Garcia, Julio A. Di Rienzo, Andrea Andrade & Sergio Alemano. Plant Molecular Biology Reporter. doi. Enero 2020
- «Genome-Wide and Comparative Phylogenetic Analysis of Senescence-Associated NAC Transcription Factors in Sunflower (Helianthus annuus L.)» BMC Genomics. 2021 Dec 14;22(1):893, doi
- “Cost-effective method to perform SARS-CoV-2 variant surveillance: detection of Alpha, Gamma, Lambda, Delta, Epsilon and Zeta in Argentina”. Carolina Torres, Laura Mojsiejczuk, Dolores Acuña, Sofia Alexay, Ariel Fernando Amadio, Paula Aulicino, Humberto J Debat, Franco Fernandez, Stephanie Goya, Guido Konig, Mercedes Nabaes Jodar, Luis Pianciola, Sofia Bengoa Luoni, Marco Cacciabue, Cecilia Camussone, MARIA JOSE DUS SANTOS, Maria Florencia Eberhardt, Ailen Fernandez, PAULA DEL CARMEN FERNANDEZ, Dario Fernández Do Porto, Maria I Gismondi, Jose Matias Irazoqui, Silvina Lusso, Nathalie Marquez, Marianne Muñoz, Monica Natale, Maria Belen Pisano, Andrea Fabiana Puebla, Viviana Re, Ezequiel Jorge Sosa, Jonathan Zaiat, Sebastian Zunino, Maria Elina Acevedo, Cristina Alvarez Lopez, Maria Laura Alvarez, Patricia Angeleri, Andres Angelletti, Manuel Arca, Gabriela Barbas, Ana Bertone, Agustina Bonnet, Ignacio Bourlot, Victoria Cabassi, Alejandro A. Castello, Gonzalo Castro, Carolina Ceriani, Carlos J. Cimmino, Julián Cipelli, Maria Colmeiro, Andres Cordero, Carolina Cristina, Sofia Di Bella, Guillermina Dolcini, Regina Ercole, Yesica Espasandin, Carlos Espul, Andrea Falaschi, Facundo Fernandez Moll, Andrea Gatelli, Sandra Goñi, Maria Jofre, Jose Jaramillo, Natalia Labarta, Maria Agustina Lacaze, Rocio Larreche, Viviana Leiva, Gustavo Levin, Erica Luczac, Marcelo Mandile, Carla Massone, Melina Mazzeo, Carla Medina, Belen Monaco, Luciana Montoto, Viviana Mugna, Alejandra Musto, Victoria Nadalich, Maria Victoria Nieto, Guillermo Ojeda, Carolina Pintos, Marcia Pozzati, Marilina Rahhal, Claudia Rechimont, Federico Remes Lenicov, Gabriela Rompato, Vanesa Seery, Leticia Siri, Julieta Spina, Cintia Streitenberger, Ariel Suarez, Jorgelina Suarez, Paula Sujanski, Juan Manuel Talia, Clara Theaux, Guillermo Thomas, Marina Ticeira, Estefania Tittarelli, Rosana Toro, Osvaldo Uez, Maria B Zaffanella, Cecilia Ziehm, Martin Zubieta, PAIS Consortium, Alicia S Mistchenko, Laura Valinotto, Mariana Viegas . Frontiers in Medicine, section Infectious Diseases – Surveillance, Prevention and Treatment Article type: Brief Research Report. Front Med (Lausanne). 2021 Dec 10;8:755463. doi: 10.3389/fmed.2021.7 55463. eCollection 2021.
PROYECTOS EXTRAPRESUPUESTARIOS
- PUE 2018 ESTRATEGIAS DE MEJORAMIENTO DE NUEVA GENERACIÓN EN CULTIVOS AGRÍCOLAS Y FORESTALES – CONICET
- PRI-PAI UNSAM 2019-2023 “Análisis funcional de la senescencia foliar en girasol cultivado”.
- PICT 2019-2022 “Desarrollo de una plataforma de análisis para datos provenientes de plataformas de fenotipado automatizado, y su integración con datos ecofisiológicos, moleculares y transcriptómicos asociados a senescencia foliar en girasol»
- PIP CONICET 2021-2023 ““Desarrollo de una metodología de análisis de datos provenientes de plataformas de fenotipado automatizado, y su integración con datos ecofisiológicos, moleculares y transcriptómicos asociados a senescencia foliar en girasol”
PROYECTOS CON FINANCIAMIENTO INTA
PROYECTOS ESTRUCTURALES Y DISCIPLINARIOS DE LA CARTERA 2019
- Adaptación de los cultivos al cambio climático: Bases ecofisiológicas para el manejo y la mejora gen. Participante.2019-PD-E3-I060-001
- Prospección, Prevención y Control de Lobesia botrana, Drosophila suzukii, HLB y Carpocapsa
- Participante. 2019-PD-E4-I101-001
- Identificación y análisis funcional de genes o redes génicas de interés biotecnológico con fin agro. Participante. 2019-PD-E6-I116-001
- Edición génica, transgénesis y mutagénesis como generadores de nueva variabilidad en especies de interés agronómico. Participante. 2019-PE-E6-I115-001
- Mejoramiento genético de soja, girasol y oleaginosas invernales en calidad y valor agregado. Participante. 2019-PE-E6-I127-001
- Red de ecofisiología 1.6.2.1.REC.I026
OTROS PROYECTOS EXTRAPRESUPUESTARIOS
- PROYECTO PAIS Mincyt
- ANÁLISIS BIOINFORMÁTICO DE DATOS FENOTÍPICOS SNDG (Sistema Nacional de Datos Genómicos)
- PROCISUR HLB: Métodos-Moleculares-Aplicados-Al-Diagnóstico y Control del-Hlb de los-Cítricos – PROCISUR
Colaboraciones