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Resúmenes Septiembre 2023

Trabajo 1 Disminución de las poblaciones de insectos: análisis de los factores determinantes El artículo analiza la disminución de insectos en Europa central y occidental a partir de datos de monitoreo a largo plazo. Se revisaron numerosas publicaciones relacionadas con los patrones de insectos del grupo Carabidae (Coleoptera) y Lepidoptera en paisajes agrícolas y se identificaron diversos factores que afectan tanto positiva como negativamente la abundancia y diversidad de las poblaciones de insectos. Entre ellos  se encuentra la agricultura, el cambio climático, las actividades de conservación de la naturaleza y la urbanización. La mayoría de los efectos se observaron principalmente a nivel del hábitat más que de manera directa sobre los insectos. El estudio destaca la necesidad de una base científica sólida para evaluar los cambios en la biodiversidad y promover prácticas más sostenibles en la agricultura y otras actividades humanas en armonía con la conservación de la naturaleza. Rumohr Q, Baden CU, Bergtold M, Marx MT, Oellers J, et al. (2023). Drivers and pressures behind insect decline in Central and Western Europe based on long-term monitoring data. PLOS ONE 18(8): e0289565. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0289565 Trabajo 2 Maíces más modernos expanden sus hojas más rápido El estudio investiga los cambios en el desarrollo vegetativo del maíz después de cuatro décadas de mejoramiento genético. Se analizaron 78 híbridos de maíz de ciclo corto y largo lanzados entre 1980 y 2020. Se realizaron mediciones semanales de hojas expandidas en 13 experimentos desarrollados en el cinturón maicero de Estados Unidos. Se encontró que los híbridos más modernos producen sus hojas más rápido que los más antiguos, sobre todo en las etapas vegetativas más avanzadas. Además, se observó un acortamiento del tiempo a floración en los híbridos más actuales. Los resultados indican que el mejoramiento genético ha alterado indirectamente la velocidad de desarrollo vegetativo de los híbridos de maíz sin afectar el número final de hojas. Estos hallazgos amplían el conocimiento sobre la variabilidad genotípica existente en los rasgos asociados con el desarrollo de la planta, y permite incrementar la robustez de los modelos utilizados para predecir las etapas de desarrollo y rendimiento del cultivo. dos Santos CL, Miguez FE, King KA, et al. (2023). Accelerated leaf appearance and flowering in maize after four decades of commercial breeding. Crop Science, 63, 2750–2762. https://doi.org/10.1002/csc2.21044 Trabajo 3 La relevancia de la interdisciplinariedad en el análisis de riesgo del uso de pesticidas El estudio examina la evidencia científica existente sobre la relación entre la exposición a pesticidas y el desarrollo neuronal, cognitivo, y comportamiento en niños. Se analizaron 114 publicaciones a partir de una revisión en la literatura epidemiológica publicada entre 2011 y 2022. Se encontró que los compuestos organoclorados y otros insecticidas eran las clases de pesticidas más estudiadas, con hasta 159 metabolitos o ingredientes activos diferentes reportados. Además, se observó una gran variabilidad en los métodos utilizados para evaluar los efectos en el neurodesarrollo, así como en las combinaciones de exposiciones y resultados estudiados. Dicha variabilidad limita la capacidad de evaluar estimaciones de riesgo específicas para cada combinación de exposición y resultado. De esta manera, la colaboración interdisciplinaria resulta fundamental para que haya coherencia entre la recopilación de los datos y la interpretación de los resultados a través de las poblaciones. Reed JE, Baden CU, B Burns CJ, Pisa F. (2023).  Literature landscape of neurodevelopment and pesticides: A scoping review of methodologies. Global Epidemiology, 6: 100121. https://doi.org/10.1016/j.gloepi.2023.100121 Trabajo 4 Usos innovadores de la investigación en hormonas vegetales El artículo explora el uso de isómeros en la química de las hormonas vegetales como una herramienta para mejorar la eficacia y las propiedades de los compuestos agroquímicos. Se presentan ejemplos recientes de isómeros en las hormonas vegetales, que incluyen el ácido abscísico, ácido jasmónico, y ácido salicílico, entre otros. Estos isómeros han demostrado tener afinidad con los receptores de las hormonas vegetales y pueden mejorar la resistencia de las plantas al estrés abiótico y promover su crecimiento. Se destacan las modificaciones en la estructura de los isómeros del ácido abscísico y se presentan avances en la síntesis de análogos sintéticos con propiedades mejoradas. El trabajo resalta la importancia de la “creatividad sintética” como herramienta para ampliar el alcance de los productos químicos naturales, brindando nuevas oportunidades en áreas de investigación asociadas con la tolerancia a estreses abióticos, y el desarrollo de promotores de crecimiento de las plantas. Frackenpohl J, Abel S, Alnafta N, et al. (2023).  Inspired by Nature: Isostere Concepts in Plant Hormone Chemistry. Journal of Agricultural and Food Chemistry. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c01809 Trabajo 5 Los maíces de baja estatura son más eficientes en el uso del nitrógeno que los más altos El estudio, realizado en ensayos a campo en Estados Unidos, investigó las respuestas del rendimiento y la fisiología a la aplicación de nitrógeno en dosis divididas, comparando maíces de baja estatura con híbridos de maíz altos. Los resultados mostraron que la aplicación de nitrógeno en dosis divididas en etapas vegetativas produjo un aumento en el rendimiento en grano en ambos tipos de híbridos (baja estatura, altos). Sin embargo, hubo diferencias en la partición de nitrógeno en los distintos órganos de la planta. Los híbridos de baja estatura tuvieron una mayor concentración de nitrógeno en las hojas y en las espigas, y una menor concentración en los tallos. Estos hallazgos sugieren que los maíces de menor altura pueden ofrecer una mayor flexibilidad en cuanto a la aplicación del fertilizante nitrogenado durante el ciclo del cultivo, lo que puede mejorar la eficiencia del fertilizante y el potencial de rendimiento, sobre todo en ambientes propensos a mayores pérdidas de nitrógeno vía lixiviación del nutriente. Kosola KR, Eller MS, Dohleman FG, et al. (2023). Short-stature and tall maize hybrids have a similar yield response to split-rate vs. pre-plant N applications, but differ in biomass and nitrogen partitioning. Field Crops Research, 295, 108880. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2023.108880

Resúmenes Agosto 2023

Trabajo 1 Mejora de la eficiencia en el uso del agua en plantas de arabidopsis y trigo desde un enfoque genético En este estudio, se analizó el potencial de mejorar la eficiencia en el uso del agua (EUA) en plantas de arabidopsis y trigo sin comprometer su crecimiento y productividad. La EUA se mejoró sin afectar el crecimiento al ajustar las respuestas del ácido abscísico (ABA), a partir de la sobreexpresión de receptores específicos de ABA, o de la deficiencia de correceptores de ABA. Las plantas mostraron una mayor productividad del agua consumida en comparación con sus tipos silvestres, es decir, crecieron de manera similar, pero con menor consumo de agua. Esta ventaja se mantuvo frente a cambios en la intensidad de luz y disponibilidad de agua, pero varió con la temperatura ambiente. Cuando se aplicó ABA en las plantas de arabidopsis, se observó la misma tendencia pero menos efectiva a la de los individuos modificados a nivel genético. En el caso del trigo, la aplicación de ABA mejoró la EUA sin observarse penalidad en su crecimiento. Lograr mejorar la EUA en cultivos altamente sensibles al déficit hídrico como el trigo contribuiría con una mayor seguridad alimentaria. Yang, Z., et al., Abscisic Acid Receptors and Coreceptors Modulate Plant Water Use Efficiency and Water Productivity. (2019). Plant Physiology, Volume 180, Issue 2, Pages 1066–1080. https://doi.org/10.1104/pp.18.01238 Trabajo 2 Respuesta de las plantas al estrés salino: el rol de las poliaminas El estudio investigó el efecto de las poliaminas (PAs) en la respuesta de cultivos de cítricos al estrés salino y su interacción con el estrés oxidativo y nitrosativo. Se demostró que las PAs revirtieron parcialmente los efectos negativos del estrés salino en las plantas, mejorando sus respuestas fenotípicas y fisiológicas. Las PAs también modificaron el estado oxidativo de las plantas estresadas por salinidad, al afectar la producción de especies reactivas de oxígeno, el estado redox y la actividad de enzimas antioxidantes. Asimismo, las PAs restauraron parcialmente la regulación de genes y la actividad de enzimas relacionadas con el metabolismo del óxido nitroso (NO) en plantas estresadas por salinidad. También se observaron cambios en las modificaciones postraduccionales de las proteínas relacionadas con el estrés oxidativo y nitrosativo en presencia de PAs. Estos hallazgos resaltan la importancia de las PAs en la respuesta de las plantas al estrés salino y su interacción con el estrés oxidativo y nitrosativo, mejorando el conocimiento sobre las respuestas de las plantas a los cambios en el ambiente. Tanou, G., Ziogas, V., Belghazi, M., Christou, A., Filippou, P., Job, D., Fotopulos, V., Molassiotis, A. Polyamines and oxidative/nitrosative signaling. (2014). Plant Cell Environ, 37: 864-885. https://doi.org/10.1111/pce.12204 Trabajo 3 Distintas especies de abejas difieren en su sensibilidad a los insecticidas El estudio investigó la sensibilidad de las abejas a los insecticidas neonicotinoides y descubrió que las abejas melíferas y las abejas bombus (abejorros) mostraban variación en su sensibilidad a diferentes neonicotinoides. Se determinó que ciertas enzimas del citocromo (P450 de la subfamilia CYP9Q) fueron las responsables de las diferencias en los niveles de sensibilidad exhibidos por las abejas. Además, se identificaron los genes CYP9Q3 y CYP9Q4 como determinantes metabólicos clave de la sensibilidad a los neonicotinoides en las abejas melíferas y bombus, respectivamente. Estos resultados demuestran que las abejas están equipadas con sistemas de defensa bioquímicos que definen su sensibilidad a los insecticidas, lo que puede ser utilizado favorablemente con el fin de salvaguardar su salud. Manjon, C. et al. Unravelling the Molecular Determinants of Bee Sensitivity to Neonicotinoid Insecticides. (2018). Current Biology, Volume 28, Issue 7, 1137 – 1143. https://doi.org/10.1016/j.cub.2018.02.045 Trabajo 4 Aumentar la productividad anual intensificando la rotación de cultivos y el manejo agronómico El estudio evaluó la productividad anual de distintas secuencias de cultivos: monocultivo de soja, rotación de maíz y soja, y rotación de trigo/soja-maíz-soja, bajo dos sistemas de manejo agronómico: convencional o intensificado. También se evaluó la incorporación de cultivos de cobertura invernales en las rotaciones. Los resultados mostraron que las secuencias de rotación de cultivos más intensificadas, especialmente la rotación de trigo/soja-maíz-soja bajo manejo intensificado, tuvieron una mayor productividad anual en comparación con el monocultivo de soja. El uso de cultivos de cobertura durante el invierno tuvo un efecto negativo en el rendimiento anual de los cultivos, afectando particularmente el rendimiento del maíz. Sin embargo, este efecto negativo varió con el año (oferta de lluvias) y la composición del cultivo de cobertura (relación gramínea/leguminosa). En conclusión, se destaca la importancia de aumentar la productividad anual de las áreas de cultivo existentes a través de la intensificación tanto de las secuencias de cultivos, como del manejo agronómico. Hisse, I.R., Biganzoli, F., Peper, A.M., Poggio, S.L. Annual productivity of cropping sequences: Responses to increased intensification levels. (2022). European Journal of Agronomy, Volume 137, 126506. https://doi.org/10.1016/j.eja.2022.126506. Trabajo 5 El rol del mejoramiento genético en la tolerancia de los cultivos a altas temperaturas El artículo analiza la importancia en el desarrollo de cultivos tolerantes a altas temperaturas debido al calentamiento global y sus efectos en la producción agrícola. Se discuten los efectos del estrés por calor en la fisiología de las plantas, su desarrollo, fertilidad, y rendimiento, así como las estrategias para el desarrollo de cultivares tolerantes a las altas temperatura. Aunque se reconocen avances en el desarrollo de plantas con mayor tolerancia al estrés por calor, tanto la base genética como la diversidad de dicha tolerancia son aún en gran medida desconocidas. La exploración e incorporación de germoplasma silvestre y variedades locales en el mejoramiento genético vegetal pueden aumentar la diversidad genética en la respuesta al estrés por calor en los cultivos actuales. Además, se destaca la importancia de abordar el desafío del proceso de mejoramiento genético de manera multidisciplinaria, involucrando agencias gubernamentales, empresas privadas e instituciones académicas. Así, el conocimiento de los mecanismos genéticos subyacentes a la tolerancia a altas temperaturas ayudaría en el diseño de estrategias para identificar rasgos de importancia en las respuestas del germoplasma. Driedonks, N., Rieu, I., Vriezen, W.H. Breeding for plant heat tolerance at vegetative and reproductive stages. (2016). Plant Reproduction, 29, 67–79. https://doi.org/10.1007/s00497-016-0275-9

Resúmenes Julio 2023

Trabajo 1 La resistencia a proteínas Cry subraya la importancia del manejo integrado de plagas En este estudio, los autores caracterizaron los efectos letales y subletales de plantas de soja expresando las proteínas Cry1A.105 / Cry2Ab2 / Cry1Ac sobre especies de Spodoptera resistentes y susceptibles a las proteínas Cry 1, y Cry 2. Estas proteínas provienen de Bacillus thuringiensis y confieren resistencia a insectos, debido a sus propiedades insecticidas. La  Soja Cry1A.105 / Cry2Ab2 / Cry1Ac causó alta mortalidad de S. cosmioides, S. albula y S. frugiperda susceptibles a Cry 1 y Cry 2 y heterocigotas para resistencia a Cry 1 y Cry 2. Esta soja Bt también suprimió el crecimiento poblacional de S. eridiana, pero tuvo un impacto mínimo en S. frugiperda homocigota para resistencia a Cry 1 y Cry 2. No se detectó efecto letal relevante de sojas Cry 1Ac en las especies y genotipos evaluados de Spodoptera. Esta información es de relevancia para comprender la genética del fenómeno de resistencia y la necesidad de un adecuado manejo de refugio. Giovani A Barcellos, Manoela R Hanich, Venicius E Pretto, Marlon A G Weschenfelder, Renato J Horikoshi, Patrick M Dourado, Ramiro F L Ovejero, Geraldo U Berger, Samuel Martinelli, Graham P Head y Oderlei Bernardia. “Characterizing the lethal and sub-lethal effects of genetically modified soybean expressingCry1A.105, Cry2Ab2, and Cry1Ac insecticidal proteins against Spodoptera species (Lepidoptera: Noctuidae) in Brazil”. Pest Management Science 2023, Volumen 79: 548-559. https://doi.org/10.1002/ps.7225 Trabajo 2 Malezas resistentes a dicamba tienen menor competitividad En este trabajo se investigó la heredabilidad y la penalidad en la performance asociados a la mutación G73N, la cual confiere resistencia sintética a auxinas sintéticas en la maleza kochia (Bassia scoparia). La mutación proporciona una fuerte resistencia a dicamba, y una resistencia moderada/débil a 2,4-D y fluroxypyr. Las plantas mutantes mostraron una serie de defectos morfológicos y fisiológicos: (i) menor altura (30-50% más bajas), (i) arquitectura de planta más colgante, (iii) hojas más gruesas y ovadas, (iv) menor eficiencia fotosintética, y (v) tallos más pequeños con sistemas vasculares menos desarrollados. Además, fueron menos competitivas, con menor producción de biomasa y semillas. Los efectos pleiotrópicos de la mutación G73N fueron principalmente semidominantes y variaron según el ambiente y los rasgos medidos. Estos resultados sugieren que la resistencia sintética en kochia puede afectar negativamente su aptitud y competitividad. Por lo tanto, se recomienda enfocar las prácticas de manejo hacia la alta vulnerabilidad a la competencia de la kochia resistente para evitar la propagación de la resistencia. Chenxi Wu, Sherry LeClere, Kang Liu, Marta Paciorek, Alejandro Perez-Jones, Phil Westra, R Douglas Sammons. A dicamba resistance-endowing IAA16 mutation leads to significant vegetative growth defects and impaired competitiveness in kochia (Bassia scoparia) Pest Management Science 2021, Volúmen 77: 795-804. https://doi.org/10.1002/ps.6080 Trabajo 3 Las bacterias del género Azospirillum, aliadas de la agricultura para un mayor rendimiento El presente trabajo es una revisión bibliográfica acerca de las bacterias del género Azospirillum sp. Este género es uno de los más estudiados dentro de las rizobacterias promotoras del crecimiento de las plantas (PGPR). Estas bacterias pueden colonizar numerosas especies vegetales y mejorar su crecimiento, desarrollo y productividad debido a la fijación de nitrógeno atmosférico y producción de fitohormonas. Estos efectos son especialmente notables en condiciones estresantes. En estudios a campo, la inoculación con Azospirillum sp. ha demostrado mejorar el desarrollo de las raíces, aumentando el volumen de suelo explorado para la absorción de nutrientes y agua. Asimismo, se han observado aumentos en el rendimiento de los cultivos, especialmente en cereales de invierno (14.0%), cereales de verano (9.5%) y leguminosas (6.6%). Sin embargo, estos incrementos de rendimiento son menos evidentes en condiciones de estrés severo y están influenciadas por la compleja interacción entre Azospirillum sp., las plantas, los métodos de inoculación y las condiciones de producción de los cultivos. Fabricio Cassán, Martín Diaz-Zorita. Azospirillum sp. in current agriculture: From the laboratory to the field Soil biology and biochemistry 2016. Volúmen 103: 117-140. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2016.08.020 Trabajo 4 Nueva técnica para evaluar la lixiviación y degradación de agroquímicos en el suelo usando modelos de simulación En este estudio, se analiza el enfoque de modelado inverso como estimador de los niveles de lixiviación a campo y degradación en el suelo de agroquímicos. Para ello, se realizaron muestreos del agua retenida en el suelo en cinco profundidades diferentes hasta 1.5 metros. Se acoplaron el modelo de lixiviación PEARL y la herramienta de optimización universal PEST, y se cuantificó la sorción y degradación del fungicida fluopicolida y su metabolito en el suelo, BAM (2,6-diclorobenzamida). El tiempo promedio requerido para la degradación de los agroquímicos en el suelo arrojado por la técnica evaluada no difirió de los resultados obtenidos en otros estudios regulares de degradación a campo que muestrearon residuos en la matriz total del suelo; mientras que se observó un aumento en la sorción con el tiempo para el compuesto original. De esta manera, se concluyó que el este nuevo procedimiento evaluado posee el potencial de utilizar los estudios de lixiviación a campo (FLS) con fines regulatorios para estimaciones inversas de parámetros, proporcionando una comprensión cuantitativa sólida y profunda de los procesos de lixiviación, y degradación microbiana,, especialmente cuando se trata de compuestos móviles y muy móviles. Robin Sur, Carolin Kley, Stephan Sittig. Field leaching study – Inverse estimation of degradation and sorption parameters for a mobile soil metabolite and its pesticide parent Environmental pollution 2022. Volumen 310: 119794. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2022.119794 Trabajo 5 Identifican genes de arroz asociados al rendimiento El estudio investiga la variabilidad fenotípica de distintos rasgos relacionados directamente con el rendimiento en el cultivo de arroz: i) el nudo en el cual se inserta la panoja (MCPNN), ii) la tasa máxima de producción de nudos (MNPR) y iii) el tiempo a encañazón (DDTH), momento en el cual se elonga el tallo. Mediante estudios de asociación genómica (GWAS) sobre un conjunto diverso compuesto por 220 cultivares de arroz, se identificaron marcadores moleculares SNPs relacionados con MCPNN, MNPR y DDTH. Se detectaron asociaciones significativas entre MCPNN y ciertos SNPs en el cromosoma 2, entre MNPR y múltiples SNPs

Agua y mejoramiento genético

El aporte del mejoramiento genético en maíz para un uso más eficiente del agua El agua es un recurso vital para la agricultura, ya que es un elemento fundamental para el crecimiento y desarrollo de los cultivos. La producción agrícola demanda alrededor del 70% del total de agua dulce consumida a nivel mundial (1). Esta cifra revela la alta dependencia de la agricultura respecto de los recursos hídricos, y subraya la gran responsabilidad que recae sobre el sector agrícola en cuanto a su uso y gestión sostenible.  La contribución del mejoramiento genético al aumento en la producción de los cultivos es insoslayable, y junto con un manejo agronómico más eficiente permitieron incrementar sostenidamente los rendimientos de los cultivos como en el caso del maíz. Para este cultivo, el mejoramiento genético contribuyó con mejoras en la fotosíntesis, captura de radiación y crecimiento de las plantas (2). Y también, con el uso del agua. El agua desempeña diversas funciones esenciales en el crecimiento y desarrollo de las plantas. Cumple un rol clave en la nutrición vegetal al actuar como medio de transporte de los nutrientes en el suelo, desde las raíces hacia los diferentes órganos de la planta. Constituye un componente fundamental en el proceso de fotosíntesis, donde las plantas convierten el dióxido de carbono en carbohidratos y oxígeno utilizando la energía solar. El agua proporciona además turgencia a las células vegetales, lo que les otorga rigidez y soporte estructural. Asimismo, regula la temperatura de las plantas a través de la transpiración, al disipar la energía mediante la liberación de vapor de agua desde las hojas. Pese a la gran importancia del agua para las plantas, no resulta sencillo desarrollar y poner en práctica objetivos de mejoramiento genético que involucren mejoras en el uso del agua por los cultivos. Sin embargo, en un estudio reciente donde se compararon distintos híbridos de maíz lanzados por Bayer en Argentina durante los últimos 40 años, se observó que aquellos híbridos más modernos no sólo rinden más, sino que además son más eficientes en el uso del agua en comparación con los más antiguos (3). Esto significa que los híbridos más actuales producen más consumiendo la misma cantidad de agua. Así, conducir el proceso de selección genética bajo condiciones de alta competencia entre plantas permitió desarrollar plantas más eficientes en el uso de recursos como el hídrico (4). Esto resalta el gran aporte del mejoramiento genético en el uso más racional y sostenible de un recurso vital como el agua.  En un mundo en constante crecimiento y con una demanda alimentaria en aumento, comprender y valorar la relevancia del agua en la agricultura es esencial para asegurar el bienestar de las generaciones futuras. Así, el mejoramiento genético contribuye fuertemente con un uso más racional y sostenible del agua con el propósito de garantizar la seguridad alimentaria y la sostenibilidad ambiental. Bibliografía https://www.bancomundial.org/es/topic/water-in-agriculture Lee, E.A., Tollenaar, M. 2007. Physiological basis of successful breeding strategies for maize grain yield. Crop Sci. 47, 202–215. https://doi.org/10.2135/cropsci2007.04.0010ipbs Curin, F., Severini, A., González, G., Otegui, M. 2020. Water and radiation use efficiencies in maize: Breeding effects on single-cross Argentine hybrids released between 1980 and 2012. Field Crops Research, 246, 107683. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2019.107683. Duvick, D.N., Smith, J.S.C., Cooper, M. 2004. Long-term selection in a commercial hybrid maize breeding program. In: Janick, J. (Ed.), Plant Breeding Reviews. John Wiley & Sons, Inc., pp. 109–151. https://doi.org/10.1002/9780470650288.ch4.

El uso de productos biológicos fomenta la sostenibilidad agrícola

En el escenario global actual, donde la demanda de alimentos continua en aumento para satisfacer a una creciente población mundial, la agricultura desempeña un papel crucial en la seguridad alimentaria. Es necesario incrementar la producción de alimentos minimizando el impacto sobre los suelos, el agua, y la pérdida de biodiversidad1. En este contexto, los productos biológicos en la agricultura emergen como una solución prometedora para abordar estos desafíos y garantizar una producción sustentable. Los productos biológicos, también conocidos como bioinsumos, son aquellos derivados de organismos vivos o sus componentes, que se utilizan para mejorar el crecimiento de las plantas, aumentar la resistencia a enfermedades y plagas, y enriquecer la salud del suelo2,3. Estos productos ofrecen una alternativa valiosa a los enfoques convencionales, y contribuyen a minimizar el impacto ambiental. Uno de los ejemplos más comunes de productos biológicos en la agricultura son los biofertilizantes. Estos contienen microorganismos beneficiosos, como bacterias fijadoras de nitrógeno y micorrizas, hongos que ayudan a las plantas a absorber nutrientes de manera más eficiente4. Además de los biofertilizantes, los productos biológicos también incluyen: Enmiendas biológicas del suelo. Incluyen compost, estiércol y otros materiales orgánicos que mejoran la estructura del suelo, su capacidad de retención de agua, y la actividad microbiana. Bioestimulantes. Sustancias que promueven el crecimiento y la salud de las plantas al aumentar su resistencia al estrés, estimular el desarrollo de las raíces, y mejorar la absorción de nutrientes. Biopesticidas. Agentes de control de plagas derivados de microorganismos, como bacterias y virus. Estos ofrecen una alternativa a los plaguicidas químicos convencionales, y ayudan a mantener el equilibrio natural de los ecosistemas agrícolas al apuntar específicamente a los insectos dañinos sin afectar a otros organismos benéficos. Biofungicidas.Ayudan a prevenir enfermedades en las plantas al competir con hongos patógenos por recursos y espacio, lo que limita su crecimiento. Trichoderma es un ejemplo de un hongo beneficioso utilizado como biofungicida. Tecnologías de ARN. Desde Bayer estamos trabajando en el desarrollo la tecnología basada en ARN de interferencia (ARNi), el cual modula la actividad de un ARN específico, el ARN mensajero. Así, es posible utilizar señales biológicas para activar ARNi para genes específicos, lo que puede resultar en una mejor resistencia a enfermedades y plagas, mayores rendimientos o una mejor calidad. Favorecer la biodiversidad El uso de productos biológicos también fomenta la biodiversidad en las explotaciones agrícolas. Al aplicar microorganismos y otros bioinsumos, se promueve la presencia de una mayor variedad de organismos en el suelo y alrededor de las plantas, lo que mejora la resiliencia del sistema agrícola frente a enfermedades y cambios ambientales5. No obstante, la adopción de productos biológicos no está exenta de desafíos. La educación y capacitación de los agricultores en su uso adecuado son cruciales para maximizar los beneficios. Además, la efectividad de estos productos puede depender de factores ambientales y condiciones específicas del cultivo. En conclusión, el uso de productos biológicos en la agricultura representa un paso hacia la sostenibilidad y la conservación de los recursos naturales. Estas alternativas amigables con el medio ambiente promueven la salud del suelo y fomentan la biodiversidad, contribuyendo con un futuro agrícola más equilibrado y sustentable. Bibliografía 1Tilman, D., Balzer, C., Hill, J., Befort, B. (2011). Global food demand and the sustainable intensification of agriculture. PNAS, 108, 20260-20264. https://doi.org/10.1073/pnas.1116437108 2du Jardin, P. (2015). Plant biostimulants: Definition, concept, main categories and regulation. Scientia Horticulturae. 196, 3-14. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.09.021. 3Casals, C., Guijarro, B., De Cal, A., Torres, R., Usall, J., Perdrix, V., Hilscher, U., Ladurner, E., Smets, T., Teixidó, N. (2021), Field validation of biocontrol strategies to control brown rot on stone fruit in several European countries. Pest Manag. Sci., 77, 2502-2511. https://doi.org/10.1002/ps.6281 4Bhardwaj, D., Ansari, M.W., Sahoo, R.K. (2014). Biofertilizers function as key player in sustainable agriculture by improving soil fertility, plant tolerance and crop productivity. Microb. Cell. Fact., 13, 66. https://doi.org/10.1186/1475-2859-13-66 5Dimkpa, C., Weinand, T., Asch, F. (2009). Plant–rhizobacteria interactions alleviate abiotic stress conditions. Plant, Cell & Environment, 32, 1682-1694. https://doi.org/10.1111/j.1365-3040.2009.02028.x

Bayer presente en SETAC Latam 2023

Del 18 al 20 de septiembre tuvo lugar el 15° Encuentro Bianual SETAC Latin America 2023. Con 681 inscriptos de 22 países, el encuentro incluyó la visita de diez colaboradores de Bayer, que dieron ocho charlas, fueron moderadores de seis simposios y organizadores de un seminario sobre la colaboración académica desde Bayer. Además, presentaron 8 posters. El stand de Bayer dio al público la oportunidad de interactuar con nuestros especialistas en temas como agricultura de precisión, modelos toxicológicos y evaluación de riesgo ambiental de productos agrícolas, así como de enterarse de nuestra iniciativa de transparencia. Además recibimos consultas de científicos que estudian nuestros productos y de personas interesadas en trabajar en Bayer. Hubo especial interés en el poster presentado por Thomas Preuss sobre herramientas para modelado de toxicocinética y toxicodinámica, que compartimos aquí.

Manejo integrado de plagas

En todos los sistemas de producción de cultivos coexisten diferentes especies que pueden generar disminución en la producción de alimentos y pérdidas económicas. Estas especies pueden ser malezas, insectos, roedores, hongos, virus, bacterias entre otras; y a todas ellas las englobamos en la definición “plagas”. Controlar las plagas de manera racional es un aspecto central para lograr así producciones más sustentables y sostenibles en el tiempo que minimicen el daño al medio ambiente y a la salud humana. ¿Qué entendemos por Manejo Integrado de Plagas? El manejo integrado de plagas (MIP) abarca múltiples herramientas para lograr el control de las plagas en los cultivos de renta o de subsistencia. Este control integra diferentes aspectos ecofisiológicos de los cultivos con las dinámicas de las plagas, para plantear así diferentes estrategias de manejo evitando el uso excesivo de plaguicidas (Andrade, 2020). Las opciones de MIP son diversas ya que dependerán principalmente del tipo de plaga y el cultivo afectado. Sin embargo, existen cuatro aspectos principales a tener en cuenta para implementar un buen MIP que son comunes a todas las plagas y cultivos: Definición de umbrales de acción La presencia de una plaga en los sistemas productivos no indica la necesidad inmediata de control ya que los umbrales de acción dependerán de factores inherentes tanto a la plaga como al cultivo. El estado de desarrollo de la plaga y la presencia de organismos benéficos, junto a las características del cultivo como la plasticidad, estado fenológico, especie, etc. son aspectos clave al momento de definir los umbrales. Los aspectos económicos también juegan un rol de importancia para definir los umbrales en cultivos de renta. Monitoreos intensivos y correcta identificación de la/s plagas/s El conocimiento de la biología de las plagas y su dinámica poblacional, junto con una correcta identificación de las diferentes plagas, resultará fundamental para decidir erradicar o no la plaga que se encuentre en niveles superiores al umbral de acción antes mencionado. Prevención de ocurrencia de plagas Evitar la presencia de una plaga, o mantener sus niveles poblacionales por debajo del umbral de acción, evitará la necesidad de control químico. En los sistemas de producción agrícola las principales herramientas de manejo podrían incluir la rotación de cultivos, elección de genotipos resistentes a plagas y/o enfermedades, especies con mayor tasa de crecimiento inicial, cambios de densidad o estructura, control mecánico, utilización de refugios, corredores biológicos o cultivos trampa, etc. (Anderson, et al., 2019; Belien et al., 2021; Borges et al., 2021 Prasanna et al., 2022). Control El control con plaguicidas de origen químico o biológico resulta una herramienta necesaria para eliminar o frenar el avance de la plaga una vez que esta haya alcanzado el umbral de acción a pesar de haberse utilizado diversas herramientas del MIP. Existen innumerables opciones de principios activos u organismos biológicos que podrían ser utilizados para la eliminación de las plagas, por lo tanto, al momento de la elección de uno de ellos es necesario tener en cuenta sus niveles de toxicidad. Una vez tomada la decisión del control con plaguicida, es clave lograr la máxima eficacia al momento de la aplicación. Así, el uso de tecnologías que permitan aumentar la cantidad de principio activo que llegue efectivamente al destino o blanco disminuirá el riesgo ambiental (Andrade, 2020). La implementación del MIP tiene diversos beneficios en los sistemas de producción agrícola, destacándose: i) la reducción de costos por una menor necesidad de aplicar controles químicos o biológicos, ii) la protección de la biodiversidad en los ecosistemas, iii) la promoción de la salud y seguridad alimentaria, iv) la reducción de residuos de plaguicidas, y v) el aumento de la sostenibilidad de los sistemas de producción agrícola. Desafíos en un futuro cercano La implementación del MIP requiere un conocimiento intensivo e integral de los sistemas productivos agrícolas. Es necesario una mirada sistémica de la producción donde interaccionan diferentes organismos, no solo el cultivo de interés. Esto contribuirá a reducir la utilización de agroquímicos y a su uso más seguro sin dañar el ambiente, los humanos, ni los organismos benéficos. Bibliografía Anderson, J. A., Ellsworth, P. C., Faria, J. C., Head, G. P., Owen, M. D., Pilcher, C. D., … & Meissle, M. (2019). Genetically engineered crops: importance of diversified integrated pest management for agricultural sustainability. Frontiers in bioengineering and biotechnology, 7, 24. Andrade, F. H. (2020). Los desafíos de la agricultura global. Ediciones INTA. Belien, T., Raymaekers, S., Eeraerts, M., Mommaerts, V., Claus, G., Bogen, C., … & Bylemans, D. (2021). Towards integrated pest and pollinator management in intensive pear cultivation: a case study from Belgium. Insects, 12(10), 901. Borges, S., Alkassab, A. T., Collison, E., Hinarejos, S., Jones, B., McVey, E., … & Wassenberg, J. (2021). Overview of the testing and assessment of effects of microbial pesticides on bees: strengths, challenges and perspectives. Apidologie, 1-22. Prasanna, B. M., Bruce, A., Beyene, Y., Makumbi, D., Gowda, M., Asim, M., … & Parimi, S. (2022). Host plant resistance for fall armyworm management in maize: relevance, status and prospects in Africa and Asia. Theoretical and Applied Genetics, 135(11), 3897-3916.

Cogollero de maíz: claves para un manejo eficiente de la plaga

El gusano cogollero (Spodoptera frugiperda) es una de las plagas más importantes del cultivo de maíz, que ha causado preocupación a nivel mundial debido a las pérdidas que produce en el cultivo. Puede causar daños en la implantación del cultivo, actuando como cortadora y reduciendo el stand de plantas, o como defoliadora en etapas vegetativas, causando daños en el cogollo (de allí su nombre). Incluso también puede dañar la espiga en estadios reproductivos del maíz. En este artículo exploraremos la biología de la plaga y diversas estrategias para prevenir y controlar su impacto en los cultivos. Biología y ciclo de vida de la plaga Spodoptera frugiperda es una polilla nocturna perteneciente a la familia Noctuidae. Su ciclo de vida se divide en 4 estadios: huevo, larva, pupa y adulto. Las hembras depositan los huevos en grupos, preferentemente en el envés de las hojas. Las larvas que emergen son muy voraces, y son las que producen el daño en los cultivos.  Se alimentan principalmente de las láminas de las hojas, y se dirigen al cogollo para protegerse, dejando los característicos orificios. Cuando las larvas han completado su desarrollo, se entierran en el suelo o quedan sobre el rastrojo, transformándose en pupas, de las que finalmente emergen los adultos para reiniciar el ciclo. La duración total del ciclo puede ser desde 20 días en verano, hasta 90 días en invierno, dependiendo principalmente de la temperatura (Gregs & Baden, et al. 2021). Manejo de la plaga Actualmente, la estrategia de protección más efectiva es la elección de cultivares que dispongan de la tecnología Bt. Los maíces Bt has sido modificados mediante ingeniería genética para expresar proteínas derivadas de la bacteria Bacillus thuringiensis, lo que les brinda protección frente a ciertas plagas. Es importante tener en cuenta que no todos los híbridos Bt tienen las mismas proteínas, y cada proteína actúa sobre distintas especies de plagas. Las proteínas que otorgan protección contra Spodoptera frugiperda son las Cry1F, Cry1A.105, Cry2Ab y Vip3A (Bernardi, et al. 2017). Esto convierte a la tecnología Bt en una herramienta no solo eficaz para el control de la plaga, sino también sostenible, ya que tiene un impacto mínimo sobre insectos benéficos, lo que contribuye a mantener el equilibrio natural en el ecosistema agrícola. Para que esta tecnología sea sostenible en el tiempo, es importante evitar la aparición de poblaciones resistentes. Actualmente se han reportado poblaciones resistentes a la proteína Cry1F (Amezian et al. 2022), por lo que la tendencia actual es apilar diferentes proteínas Bt para ampliar el espectro de control. Sin embargo, es necesario hacer un uso adecuado de la tecnología para evitar la aparición de nuevas resistencias. Uso de refugios y manejo de la resistencia La siembra de un refugio con un híbrido convencional (no Bt) es imprescindible para mantener baja la frecuencia de individuos resistentes a las proteínas Bt. Estos refugios proveen adultos susceptibles que se cruzan con los resistentes que surjan en el maíz Bt, y cuya descendencia es controlada por la tecnología Bt (Horikoshi et al. 2021).  El manejo del refugio es tan importante como su incorporación al planteo productivo. En general se sugiere sembrar un 10% del lote con el maíz no Bt, que debe tener un ciclo similar al híbrido Bt y ser sembrado en la misma fecha. Este refugio debe ser monitoreado separadamente, y puede recibir hasta dos aplicaciones de insecticidas para el control de cogollero hasta que el maíz alcance el estado de V8 (ocho hojas expandidas en el tallo). De esta manera, se hace un aporte de mariposas susceptibles sin comprometer el rendimiento del cultivo. Además, también es recomendable aplicar otras prácticas de manejo, como la rotación de cultivos y principios activos, y un monitoreo integral de plagas y malezas. Consideraciones finales   La tecnología Bt ha transformado la forma en que enfrentamos los desafíos de control de plagas en la agricultura, incluida Spodoptera frugiperda. Su especificidad, eficacia a largo plazo y menor impacto ambiental la convierten en una herramienta esencial para la producción agrícola sostenible. Sin embargo, es crucial utilizar esta tecnología de manera responsable, considerando la implementación de estrategias integrales de manejo de plagas para prevenir la resistencia y maximizar su impacto positivo en la seguridad alimentaria y el medio ambiente. Bibliografía Amezian, D., Mehlhorn, S., Vacher-Chicane, C., Nauen, R., & Le Goff, G. (2022). Spodoptera frugiperda Sf9 cells as a model system to investigate the role of detoxification gene expression in response to xenobiotics. Current Research in Insect Science, 2, 100037. https://doi.org/10.1016/j.cris.2022.100037 Bernardi, D., Bernardi, O., Horikoshi, R. J., Salmeron, E., Okuma, D. M., Farias, J. R., … & Omoto, C. (2017). Selection and characterization of Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) resistance to MON 89034× TC1507× NK603 maize technology. Crop protection, 94, 64-68. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2016.11.026 Gergs, A., & Baden, C. U. (2021). A dynamic energy budget approach for the prediction of development times and variability in Spodoptera frugiperda rearing. Insects, 12(4), 300. https://doi.org/10.3390/insects12040300 Horikoshi, R. J., Vertuan, H., de Castro, A. A., Morrell, K., Griffith, C., Evans, A., … & Head, G. (2021). A new generation of Bt maize for control of fall armyworm (Spodoptera frugiperda). Pest Management Science, 77(8), 3727-3736. https://doi.org/10.1002/ps.6334

Productos biológicos para una mejor nutrición vegetal

Hace ya poco más de 40 años, en su visita explorando el Valle de Oaxaca en Méjico, el investigador en fisiología vegetal Dr. Howard-Yana Shapiro quedó impresionado al descubrir un cultivo de maíz muy particular, que definiría luego como “el maíz gigante”. Dicha variedad medía el doble de altura que el maíz tradicional, y presentaba raíces adventicias de gran tamaño. Lo que más sorprendió al científico fue que el cultivo no había sido fertilizado, lo que no concordaba con plantas de semejante tamaño. Su hipótesis detrás de lo observado residía en la capacidad de estos maíces de fijar nitrógeno atmosférico, algo impensado para un cultivo como el maíz.      El nitrógeno atmosférico (N2) es el gas más abundante en la atmosfera, constituyendo alrededor del 78% del aire. Existen ciertos microorganismos conocidos como bacterias fijadoras que toman el nitrógeno del aire transformándolo en formas químicas aprovechables por las plantas como amonio (NH4+) o nitrato (NO3-) mediante el proceso conocido como fijación biológica de nitrógeno (FBN). Estas bacterias pueden vivir en asociación simbiótica con ciertas plantas o también pueden encontrarse de forma libre en el suelo, principalmente en la rizosfera. Un ejemplo común de asociación simbiótica es la relación entre las bacterias del género Rhizobium y las leguminosas. Así, las bacterias invaden las raíces de las plantas, formando estructuras llamadas nódulos, donde llevan a cabo la FBN, y a cambio, las plantas les proporcionan energía y un ambiente favorable. Por otro lado, dentro de las bacterias fijadoras de nitrógeno que viven de forma libre en el suelo se destaca el género Azospirillum, quienes forman asociaciones benéficas con gramíneas y gran número de cultivos hortícolas. La FBN contribuye con una agricultura sostenible, reduciendo la dependencia de fertilizantes sintéticos nitrogenados, cuya producción y aplicación liberan grandes cantidades de dióxido de carbono (CO2) y óxido nitroso (N2O) a la atmósfera, gases de efecto invernadero que contribuyen con el calentamiento global y el cambio climático1. Un menor uso de fertilizantes sintéticos no sólo reduce la huella de carbono de la agricultura sino también la contaminación de los acuíferos por la escorrentía y lixiviación de los nitratos, reduciéndose así el daño sobre los ecosistemas acuáticos2. Asimismo, en muchas regiones del mundo, los agricultores no tienen acceso a los fertilizantes, lo que reduce la calidad y la productividad de los cultivos, con el consecuente impacto negativo sobre el acceso a la comida y la nutrición de las personas.  Incrementar el aporte de nitrógeno para los cultivos vía FBN en detrimento del uso de fertilizantes resultará clave para reducir la contaminación y promover la soberanía alimentaria3. Sin embargo, el proceso de fijación biológica resulta importante sólo en cultivos de leguminosas como la soja, ya que en los cereales como el maíz el aporte de nitrógeno atmosférico es insignificante. En este sentido, Bayer viene trabajando con la empresa de biotecnología Ginkgo Bioworks, desarrollando investigación en productos biológicos innovadores que permitan mejorar la capacidad de los microorganismos del suelo para fijar nitrógeno atmosférico y así reducir el uso de fertilizantes sintéticos. El objetivo final consiste en incorporar, mediante ingeniería genética, la capacidad de FBN en los microorganismos que comúnmente habitan en la rizosfera de los cereales como el maíz, trigo o arroz.  Lograr dicho objetivo requiere del desarrollo tecnológico, el pensamiento innovador y la colaboración, con el consecuente aumento de la productividad reduciendo el impacto ambiental, lo que resulta en un beneficio tanto para los agricultores como el medio ambiente. 1Tilman, D., Cassman, K.G., Matson, P.A., Naylor, R., & Polasky, S. (2002). Agricultural sustainability and intensive production practices. Nature, 418, 671–677. https://doi.org/10.1038/nature01014 2Zhang, X., Davidson, E.A., Mauzerall, D.L., Searchinger, T.D., Dumas, P., & Shen, Y. (2015). Managing nitrogen for sustainable development. Nature, 528, 51-59. https://doi.org/10.1038/nature15743 3Green, H., Broun, P., Cakmak, I., Condon, L., Fedoroff, N., Gonzalez-Valero, J., Graham, I., Lewis, J., Moloney, M., Oniango, R.K., Sanginga, N., Shewry, P., & Roulin, A. (2016). Planting seeds for the future of food. J. Sci. Food Agric., 96, 1409-1414. https://doi.org/10.1002/jsfa.7554

La agricultura cambia para preservar el agua dulce

El agua dulce es un recurso escaso y clave para la sustentabilidad. La agricultura consume el 70 por ciento del agua dulce del planeta. Bayer impulsa investigaciones en mejoramiento, biotecnología y manejo agrícola, tanto en maíz como en otras especies, para contribuir a un mejor uso de agua en la agricultura y enfrentar el cambio climático. El agua dulce está en todas partes y en ninguna al mismo tiempo. Solo el 3 por ciento del agua del planeta es agua dulce. Y de eso, solo un medio por ciento es accesible para los humanos. El otro 2,5 por ciento permanece en casquetes polares, glaciares o subterráneos, o está tan contaminado que no es de utilidad. Entonces, el agua que tenemos es finita, y a medida que la población crece, esto se convierte en una preocupación. En algunos lugares, ya lo es. Aproximadamente 2.200 millones de personas no tienen acceso a agua potable, y casi dos tercios de la población ya enfrentan escasez de agua durante al menos un mes del año. «Muchos de los problemas que vemos, y sentimos con el agua hoy en día, son consecuencia del cambio climático en el que vivimos. Y el agua es la primera área donde nosotros, como seres humanos, percibimos el cambio climático tan de cerca», dijo la Dra. Cristina Alonso Alija, Directora de Sostenibilidad, Seguridad, Salud y Medio Ambiente de Bayer. «Es muy poca agua, o demasiada agua, o agua en el momento equivocado». La agricultura utiliza el 70 por ciento del agua dulce disponible, algo que debe cambiar. El arroz, que alimenta a la mitad de la población mundial, utiliza entre el 30 y el 40 por ciento del agua dulce del planeta. Cultivar un kilogramo de arroz requiere 3.000 litros de agua. El proceso intensivo en agua implica inundar los arrozales para el control de malezas, pero al hacerlo crea un caldo de cultivo para las bacterias que, aunque inofensivas para el arroz, producen gas metano, que daña el clima. Innovaciones como el arroz de siembra directa de Bayer ofrecen una solución que permite plantar directamente en los campos sin inundar los arrozales. Bayer se asoció con agricultores en Bhauwal, India, en un programa de arroz de siembra directa que ofrece una visión prometedora del futuro. El proyecto resultó en mayores rendimientos con menos agua y mano de obra, lo que significa mayores ganancias para los agricultores. «La sostenibilidad lo abarca todo», dijo Alonso Alija. «Abarca la mejora de la salud del planeta y abarca la mejora de los medios de vida de las personas. Y mejorar los medios de vida de las personas significa mejorar la salud, mejorar el acceso a los recursos y el acceso a la educación. Y, al final del día, poder elegir la vida que quieres vivir». La investigación, al servicio de la sustentabilidad En Bayer, estamos trabajando en toda la cadena de suministro agrícola para crear soluciones para una mejor gestión de los recursos hídricos y la sostenibilidad para lograr mejores cosechas utilizando menos agua. Los equipos científicos de Bayer trabajan en múltiples líneas de investigación relacionadas con el agua. Por ejemplo, estudian la fisiología de las plantas a la búsqueda de compuestos que modulen la respuesta frente a la escasez de agua (Roeder et al., 2023). A través de la biotecnología, buscan obtener líneas de maíz más resistentes a la sequía (Fischer et al., 2020). La práctica agronómica tampoco es ajena a la innovación y nuevas tecnologías están en estudio para conocer mejor el comportamiento del agua en el campo. Desde semillas como el arroz de siembra directa hasta herramientas digitales como Climate FieldView que ayudan a los productores a comprender el mejor momento y lugar para plantar para una mayor eficiencia, Bayer se compromete con la agricultura innovadora que beneficia a los agricultores, los consumidores y el medio ambiente. Referencias Roeder, J., Liu, J., Doch, I., Ruschhaupt, M., Christmann, A., Grill, E., Helmke, H., Hohmann, S., Lehr, S., Frackenpohl, J., & Yang, Z. (2023). Abscisic acid agonists suitable for optimizing plant water use. Frontiers in Plant Science, 13, 1071710. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1071710 Fischer, J., Nemali, K., Raychaudhuri, A., Corbin, J., Shirrell, T., O’Connor, D., Barberis, L., Klug, K., Li, X., Singh, D., Zapata, F., & Rogan, G. J. (2020). Yield component responses of biotechnology‐derived drought tolerant maize under controlled environment conditions. Agricultural & Environmental Letters, 5(1). https://doi.org/10.1002/ael2.20007 Peralta, N. R., Alesso, C. A., Costa, J. L., & Martin, N. F. (2022). Mapping soil depth in southern pampas Argentina using ancillary data and statistical learning. Soil Science Society of America Journal, 86(1), 65-78. https://doi.org/10.1002/saj2.20350

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