Biólogo con mención Medio Ambiente / La pérdida de frugívoros a nivel mundial representa una seria amenaza para la persistencia de las plantas, ya que las interacciones dispersor-planta son fundamentales para la reproducción de estas últimas. Sin embargo, en algunos lugares donde los frugívoros nativos han desaparecido, herbívoros introducidos de gran tamaño pueden actuar como dispersores sustitutos. Una vez que las semillas se han dispersado, pueden germinar inmediatamente o formar banco de semillas. Eulychnia acida es una cactácea columnar endémica que habita la región semiárida de Chile. Estudios previos indican que no hay frugívoros nativos asociados a la dispersión de semillas de este cactus dentro de la Reserva Nacional Las Chinchillas. Sin embargo, existen reportes de animales como la cabra (Capra aegagrus hircus) y el guanaco (Lama guanicoe) consumiendo sus frutos a lo largo del rango de distribución de esta cactácea. En este estudio se evaluó el efecto del paso de semillas de E. acida por el tracto digestivo de C. a. hircus y L. guanicoe, sobre la germinación, sobrevivencia y crecimiento de plántulas. Para ello se, alimentó directamente a C. a. hircus y L. guanicoe con frutos de E. acida para obtener semillas desde sus heces , las que posteriormente fueron usadas en experimentos de germinación y crecimiento. Adicionalmente, se evaluó la capacidad de E. acida de formar banco de semillas y si el paso por el tracto digestivo de las semillas afecta en la viabilidad del banco de semillas de E. acida. Para esto se llevaron a cabo experimentos adicionales un año después de que las semillas hubieran sido recuperadas de las heces de los mamíferos. Los resultados indican que el paso de las semillas por el tracto digestivo de C. a. hircus no tiene efecto sobre la germinación, sobrevivencia o crecimiento de E. acida, mientras que L. guanicoe tiene un efecto negativo sobre la germinación. C. a hircus podría actuar como dispersor al llevar las vii semillas lejos de la planta parental, donde la mortalidad debido a causas denso-dependientes es usualmente mayor. Se detectó un aumento en el porcentaje de germinación en ambos tratamientos para el segundo año del experimento, lo que indica que E. acida podría formar al menos a corto plazo un banco de semillas, lo que se traduciría en efectos positivos para poblaciones de esta especie que habitan en un ambiente altamente variable. Son necesarios estudios adicionales que evalúen la dirección y magnitud de las interacciones entre C. a. hircus y la vegetación nativa para poder generar planes de manejo adecuados para la capricultura en el Norte chico de Chile compatibles con la conservación de especies de plantas endémicas de la zona. / Frugivore loss worldwide represents a serious threat for plant persistence because animal disperser-plant interactions are essential for plant reproduction. However, in some places where native frugivorous have disappeared, introduced large herbivore vertebrates may act as surrogate dispersal agents. Once seeds have been dispersed, they can germinate immediately or form a seed bank. Eulychnia acida is an endemic columnar cactus that inhabits the semiarid region of Chile. Previous studies indicate no native frugivorous associated with the dispersal of E. acida inside Las Chinchillas National Reserve. Notwithstanding, there have been reports of goats (Capra aegagrus hircus) and guanacos (Lama guanicoe) consuming its fruit throughout its distribution. In this study the effect of gut passage on the germination, growth and survival of seeds and seedlings of E. acida ingested by L. guanicoe and C. a. hircus was evaluated. To this end, no-choice feeding experiments were performed to obtain seeds consumed by L. guanicoe and C. a. hircus, which were later used in germination and growth experiments. The ability of E. acida to form a seed bank was also examined, and also if gut passage affects the viability of E. acida’s seed bank. To achieve this, additional germination experiments one year after seeds were retrieved from the tested mammals were carried out. Results indicate that C. a. hircus gut passage has no effect on germination, seedling survival or growth, while L. guanicoe had a negative effect on seed germination. C. a. hircus could be carry seeds away from the parent plant where density-dependent seed mortality is usually higher, thus acting as a seed disperser of E. acida. Germination increased the second year of the experiment for both treatments, which indicates that E. acida could form at least a short-term seed bank translating into a positive effect on populations of this species that inhabits a highly ix variable environment. Studies that evaluate the direction and magnitude of biotic interactions between C. a. hircus and the native vegetation are necessary for the generation of adequate programs for the management of C. a. hircus livestock in the North central region of Chile along with conservation of endemic plant species. / Al FONDECYT 1140521 y 1150112.

Bióloga con mención en Medio Ambiente / La estridulación es un mecanismo de comunicación vibroacústica generada por la fricción de dos estructuras rígidas. Se ha descrito este tipo de comunicación en varios grupos de insectos, entre ellos Reduviidae. Los hemípteros hematófagos, más conocidos como vinchucas (Reduviidae: Triatominae), participan como vectores del protozoo Trypanosoma cruzi, agente etiológico de la enfermedad de Chagas en humanos. En este grupo la estridulación resulta de la fricción del estilete sobre el surco estridulatorio, estructura ubicada en la parte ventral del protórax. Se ha descrito que la estridulación es emitida en respuesta a la manipulación, como mecanismo de defensa contra depredadores y como forma de rechazo de la hembra hacia el macho en su intento de copulación. En Chile, los triatominos endémicos del género Mepraia habitan zonas áridas, semiáridas y mediterráneas, y se caracterizan por la existencia de polimorfismo alar en machos adultos. En Mepraia existen individuos alados (braquípteros y macrópteros) y no alados (micrópteros), siendo las hembras de las tres especies invariablemente micrópteras. En Mepraia gajardoi los machos son exclusivamente braquípteros, en Mepraia parapatrica braquípteros y macrópteros, y en Mepraia spinolai braquípteros, macrópteros y micrópteros. El objetivo de este estudio es describir la morfología del surco estridulatorio de las tres especies del género Mepraia: M. gajardoi, M. parapatrica y M. spinolai, de manera de comparar entre sexos, especies y morfotipo alar de los machos. Para la descripción morfológica se utilizaron tres individuos de cada especie, sexo y morfotipo alar. Se observó la ultraestructura del surco estridulatorio mediante microscopía electrónica de barrido y se obtuvieron imágenes del protórax mediante microscopía confocal. Las imágenes obtenidas mediante ambos métodos se utilizaron para medir largo, ancho y profundidad del surco. Adicionalmente, se contó el número de crestas y la distancia entre éstas. Se realizó un análisis de similitud (ANOSIM) para evaluar diferencias entre grupos y, análisis de similitud de porcentajes (SIMPER) para evaluar el aporte de las variables a la disimilitud entre sexos, especies y tipo alar. Se realizó una descripción general de surco y se encontró que es similar al surco de otros Triatominos. Se detectó que la morfología del surco estridulatorio presenta diferencias significativas sólo entre morfotipos alares, pero no se encontraron diferencias significativas entre especies y sexos. Aun cuando la señal producida por la estridulación es desconocida en Mepraia, este trabajo aporta información relevante para el estudio de la comunicación vibroacústica en triatominos chilenos y además descarta a esta estructura como carácter morfológico para diferenciar entre las tres especies del género. / Stridulation is a mechanism of vibroacoustic communication generated by the friction of two rigid structures. Stridulation is emitted in several groups of insects, including the hematophagous hemipterans better known as kissing bugs (Reduviidae: Triatominae). These insects are vectors of Trypanosoma cruzi, responsible of Chagas disease in humans. In this group, stridulation results from the friction of the proboscis against the stridulatory sulcus. The sulcus is placed at the center of the prostern, and is composed of numerous horizontal ridges. Stridulation in Triatominae is emitted in response to predators, handling and by females in order to reject males during copulation attempts. In Chile, the endemic genus Mepraia inhabits arid, semiarid and Mediterranean zones and is characterized by conspicuous alary polymorphism. Females are always micropterous (wingless) and males can be brachypterous, macropterous or micropterous. The goal of this study is to describe the morphology of the stridulatory sulcus in the three species of Mepraia: M. gajardoi (with only brachypterous males), M. parapatrica (with brachypterous and macropterous males) and M. spinolai (with micropterous, brachypterous and macropterous males), and to compare between sexes, species and alary types. For the three species, three individuals of each sex and alary type were analyzed. Scanning electron microscopy (SEM) and confocal microscopy photomicrographs were used to measure length, width and depth of the sulcus. Additionally, the number of ridges and the inter-ridge distance were quantified. An Analysis of Similarities (ANOSIM) was performed to evaluate differences among groups. The contribution of the variables to differences among groups was evaluated by a Similarity of Percentages (SIMPER). Significant differences were detected in alary types but no differences were detected between sexes and among species. The results obtained in the present study provide important information for future research aiming at studying vibroacoustic communication in Chilean triatomines and preclude the use of this structure as a morphological character to differentiate among the three species of the Mepraia genus. / 04/2018

Ingeniera Civil en Biotecnología / La Biología Sintética es un campo emergente a nivel internacional que integra la ingeniería a la biología, permitiendo el uso de organismos como máquinas o herramientas para solucionar problemas tanto ambientales como energéticos y de salud. Sin embargo, en Chile está poco desarrollada, a pesar de algunos esfuerzos recientes desde el 2012. Por los principios ingenieriles transversales que trae (estandarización, modularidad, abstracción), su interdisciplinaridad y la visión colaborativa que la caracteriza, la Biología Sintética se vuelve una disciplina de alto interés para la formación educativa de los profesionales de mañana. Se propone en esta memoria la construcción de un oscilador biológico llamado represilador y del circuito electrónico equivalente, ambos simulados mediante un modelo matemático. El objetivo es utilizar estos sistemas para transparentar la analogía de comportamientos existentes entre Biología, Electrónica e Informática, basada en los principios de estandarización, modularidad y abstracción y utilizarlos como medio pedagógico. Por una parte, se construyó el represilador con técnicas estandarizadas de ensamblaje de ADN como el Gibson Assembly, basándose en el trabajo de Elowitz [1]. Por otra parte, el oscilador electrónico se construyó en base a la información encontrada en la literatura, proponiendo la integración de LEDs en el circuito como reporteros del comportamiento de las tensiones de salida de cada unidad electrónica, estas últimas representando las concentraciones de los distintos represores en el sistema biológico. Finalmente, la simulación de ambos osciladores se realiza mediante modelos matemáticos implementados en Matlab, permitiendo el análisis de la sensibilidad de los parámetros asociados a cada set de ecuaciones. La construcción del represilador se completó parcialmente con el ensamblaje exitoso del plásmido conteniendo el módulo PLacI-TetR-RFP. Una discusión importante que se desprende es la crítica acerca del uso de partidores flanqueando zonas estándares diseñadas para el ensamblaje de ADN mediante enzimas de restricción, que perjudica la especificidad de las reacciones de PCR y por lo tanto dificulta la purificación y la reamplificación de fragmentos ensamblados de interés. El oscilador electrónico se implementó exitosamente en el laboratorio de electrónica de la Facultad y la simulación con el programa LTSpiceIV mostró que los LEDs rompen la dinámica oscilante. La simulación informática de los sistemas biológico y electrónico mostró que ambos tienen efectivamente un comportamiento oscilatorio. El análisis de sensibilidad identificó la expresión basal de los promotores como parámetro crítico para la generación de oscilaciones en el sistema genético y la alimentación del polo negativo de los amplificadores operacionales como parámetro determinante en la persistencia de éstas en el sistema electrónico. En paralelo, se diseñó una actividad pedagógica para el curso de Biología para Ingenieros y Científicos de la Facultad para llevar este trabajo a una aplicación. En base a los resultados obtenidos, se concluye que se cumplió parcialmente los objetivos planteados y se propone un plan de acción a futuro para terminar el trabajo, el cual podría eventualmente ser aprovechado en el proyecto piloto de Educación y Cultura CTI del gobierno. Primero, se tiene que realizar los últimos ensamblajes genéticos para completar la construcción del represilador y luego monitorear la fluorescencia de las bacterias transformadas con el represilador. En el caso del sistema electrónico, se volverá al laboratorio para determinar el efecto de la inserción de los LEDs sobre la dinámica oscilatoria y probar varios sets de resistencias y condensadores para modificar la frecuencia de las oscilaciones. En cuanto a la simulación informática, se ajustará en el futuro a los parámetros experimentales de ambos sistemas biológico y electrónico.

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Bióloga con Mención en Medio Ambiente / La actual relación entre rasgos foliares con variables ambientales ha sido ampliamente utilizados como indicadores para la estimación de condiciones climáticas pasadas. Además, se ha observado que para algunos rasgos, las relaciones filogenéticas entre taxa también influyen en su evolución, implicando que el uso directo de la relación fisionomía-clima debiese ser correjida por sus relaciones ancestro descendientes. En este estudio se evaluó la variación de 20 rasgos foliares que han sido previamente correlacionados con clima, a lo largo de la evolución de la familia Nothofagaceae. Esta familia se distribuye exclusivamente en el hemisferio sur, presentando una distribución que refleja procesos vicariantes o dispersalistas, con tres subgéneros que se distribuyen bajo condiciones templadas (Nothofagus, Lophozonia y Fuscospora) y uno en condiciones tropicales (Brassosopora). Evaluamos si la evolución de los rasgos foliares en el género Nothofagus se asocian exclusivamente a variaciones en los climas pasados o si estos rasgos están restringidos por las relaciones filogenéticas. De ser así, la historia de estos rasgos debiesen estar asociado a la filogenia del grupo. Se evaluó la señal filogenética (lambda Pagel) de 20 rasgos foliares, los que consideran presencia y tipo de dientes, tamaño y forma foliar. Se evaluó el ajuste de estos rasgos a tres modelos evolutivos: Modelo Browniano, Modelo de Ornstein-Uhlenbeck y Modelo nulo White Noise. Finalmente, se realizó un análisis de partición de la varianza para evaluar la cantidad de variación de estos rasgos que puede ser explicada por filogenia o por ambiente. Los resultados indican que 4 de los 20 rasgos evaluados estarían respondiendo adaptativamente al ambiente, asociados a la forma y complejidad de la hoja. Por lo que estos rasgos serían buenos proxies para realizar estimaciones climáticas. Tres de los 20 rasgos, asociados a la presencia y número de dientes, se encuentra determinada exclusivamente por la filogenia. Y para el resto de los rasgos se encontró que la filogenia y el ambiente de manera conjunta explican la variación de ellos. / The current relationship between leaf traits and environmental variables has been widely used as proxy for climatic estimates. Furthermore, it has been observed that for some traits the phylogenetic relationships between taxa also influence their evolution, implying that the direct used of the physiognomy-climate relation should be corrected by their ancestor-descendant relations. In this work we evaluated the variation of 20 leaf traits, that have been previously correlated with climate, along the evolution of the Nothofagaceae family. This family is distributed exclusively in the southern hemisphere, presenting a distribution that reflects vicariance and dispersal processes, with three subgenera that are distributed under temperate conditions (Nothofagus, Lophozonia and Fuscosora) and one under tropical conditions (Brassospora). We evaluate whether the evolution of leaf traits are exclusively associated with variations in past climates or whether these traits are restricted by phylogenetic relationships. If so, the history of these traits should be associated with the phylogeny of the family. The phylogenetic signal (Pagel`s lambda) of 20 leaf traits was evaluated. These traits consider size, shape and the presence of theeth in the leaf. We evaluated the fit of these traits to three evolutionary models: Brownian Model, Ornstein-Uhlenbeck Model and a null White Noise Model. Finally, a variance patition analysis was performed to evaluate the amount of variation of these traits that can be explained by phylogeny or by environment. Our results indicate that 4 of the 20 traits, associated to the form and complexity of the leaf, could be responding adaptatively to the environment. Three of the 20 traits, associated with the presence and number of teeth, are determined exclusively by phylogeny. And for the rest of the traits we found that the phylogeny and the environment together explain the variation of them. / 30/08/2018

Título de Bióloga con mención en Medio Ambiente. / En escala global se ha documentado que el gradiente de riqueza de Familias de angiospermas está asociado al clima actual. Además, en regiones tropicales se concentran los clados de angiospermas más antiguos, donde las especies más emparentadas tienden a crecer en biomas y climas similares, surgiendo así la “hipótesis de conservatismo de nicho tropical” (HNT), la cual respalda el posible origen tropical de la mayoría de los grupos de angiospermas. Por lo que la dispersión hacia zonas templadas ocurrió con descenso de las temperaturas, y el desarrollo de tolerancia a la congelación, con lo cual pudieron colonizar latitudes altas. Sudamérica está enmarcado en un contexto biogeográfico y climático asociado al desmembramiento de Gondwana, alzamiento de la Cordillera de los Andes, surgimiento de la corriente fría de Humboldt y la aparición del desierto de Atacama, lo cual llevó a la distribución disyunta en diversos Géneros, como Escallonia, el cual está compuesto por 39 especies distribuidas en Sudamérica, mayoritariamente a lo largo de la Cordillera de los Andes desde Costa Rica hasta Tierra del Fuego. De este modo, habita en distintos climas: tropical, mediterráneo y templado. Por lo que surgen las siguientes preguntas: (1) ¿Dónde y en qué tipo de clima se habría originado el Género Escallonia?, (2) dada su distribución actual y la filogenia ¿cómo evolucionó su nicho climático? El objetivo general es predecir las condiciones climáticas y las zonas geográficas en las cuales se habría originado el Género Escallonia y analizar mediante qué modelo evolutivo habría cambiado su nicho climático en el tiempo hasta llegar a las condiciones actuales. 2 Se modeló el nicho de 35 especies del Género Escallonia con 9 variables bioclimáticas previamente seleccionadas a través de un PCA, posteriormente se obtuvieron los valores de PNO y PNO ponderados. Se reconstruyó la filogenia del gen NIA, por medio de inferencia Bayesiana. Luego se realizó una reconstrucción de clima ancestral, área ancestral y de modelos de evolución. Los resultados muestran que el ancestro común más reciente (ACMR) del Género Escallonia se originó hace 52,17 ± 0,85 Ma, correspondiente al Eoceno temprano, con una temperatura media anual de 13,8°C, y precipitación anual de 1.081 mm, correspondiente a un clima mesotermal, en la zona centro y Sur de los Andes. Durante el Oligoceno, entre los ~ 32 y 20 Ma., evoluciona el clima microtermal en las especies templadas. La colonización hacia los Andes Norte habría sido por expansión de área, siguiendo el clima mesotermal, cual se iba generando a medida que los Andes se elevaba. Por su parte, la separación Este-Oeste de las especies, y la colonización de Brasil, ocurrió por medio de expansión del rango de distribución desde los Andes centrales. Finalmente, Escallonia no se habría originado en la zona tropical y migrado hacia el Sur, como propone la HNT, sino que seguiría el patrón opuesto: hacia el trópico. / Broad-scale richness gradients of angiosperm families are closely related with actual climate. In addition, the older angiosperms clades are concentrated in tropic regions, so related species tend to grow in similar biomes, latitudes and climates, according to “tropical niche conservatism hypothesis” (TNCH), proposing that angiosperms probably have a tropical origin. Then, dispersion to temperate areas occur when global temperatures decrease, by evolving tolerance to freezing, allowing to invade high latitudes. South America has a biogeographic and climatic context associated to breakup of Gondwana, the uplift of Andes, emergence of the cold Humboldt Current, and Atacama Desert, which lead to disjunct distribution of diverse genus, like Escallonia, with 39 species distributed in South America, mostly along the Andes from Costa Rica to Tierra del Fuego. In this way, this genus habit in different climates: tropical, mediterranean, and temperate. So, the following questions arise: (1) where and in which climate Escallonia genus was originated? and (2) as we have its actual distribution and its phylogeny, how the climate niche of this genus evolved? The aim of this study is to predict the ancestral climatic conditions and geographical distribution of Escallonia genus, and to analyze by which evolutionary model the climate niche would have changed in time until arriving at the present conditions. The niche of 35 species of the genus Escallonia was modeled with 9 bioclimatic variables previously selected through a PCA, after which PNO and PNO weighted values were obtained. The phylogeny of the NIA gene was reconstructed by means of 4 Bayesian inference. Then an ancestral climate reconstruction, ancestral area and evolutionary models were carried out. Our results show that the most recent common ancestor (MRCA) of Escallonia Genus was originated 52,17 ± 0,85 My. ago, corresponding to the early Eocene, with an annual average temperature of 13,8 °C, and annual precipitation of 1.081 mm, corresponding to a mesothermal climate, in central and Southern Andes. During Oligocene, between the 32 and 20 My. microthermal climate evolves in the temperate species. Colonization to Northern Andes would be occur by areal expansion, following mesothermal climate, originated by the rising of Andes mountain. Meanwhile, East-West species separation, and Brasil colonization occur by areal expansion range from central Andes. Finally, the origin of Escallonia wasn’t in tropical zone, with a posterior Southern Andes colonization, as TNCH proposed, but it would follow the opposite pattern: into the tropics.

Título de Biólogo Ambiental / Las herramientas moleculares han permitido analizar la estructura y diversidad genética en especies de las que se tiene poca información previa, y a detectar procesos como la pérdida de variabilidad genética y estimar flujo genético entre taxa. Estos análisis cobran especial relevancia en especies de distribución restringida, las cuales son más susceptibles a efectos de la deriva génica y la depresión por consanguinidad. En la familia Cactaceae es frecuente la hibridación interespecífica y este proceso ha sido propuesto como parte del mecanismo que da origen a algunas especies pertenecientes a este linaje. En el en el Sitio Prioritario para la Conservación Los Molles – Pichidangui de Chile central cohabitan Eriosyce chilensis y Eriosyce chilensis var. albidiflora, dos cactáceas endémicas exclusivamente de esa zona. En base a evidencias moleculares y a sus características morfológicas se ha propuesto un origen híbrido a partir del entrecruzamiento entre E. subgibbosa y E. curvispina var. mutabilis, taxa con los que crecen en simpatría. El objetivo de esta tesis es analizar la diversidad y estructura genética y el flujo genético entre E. chilensis, E. chilensis var. albidiflora, E. subgibbosa y E. curvispina var. mutabilis mediante el uso de AFLP. Los resultados principales indican niveles similares de diversidad genética en E. chilensis, E. chilensis var. albidiflora, E. subgibbosa y E. curvispina var. mutabilis, además baja estructuración entre E. chilensis y E. chilensis var. albidiflora; y la existencia de flujo genético (hibridación) entre E. chilensis y E. subgibbosa. Por otro lado, E. curvispina var. mutabilis posee la mayor diferenciación genética con el resto de los taxa. Solo se encuentran patrones de aislamiento genético por distancia en E. chilensis. Los niveles de diversidad genética en E. chilensis y E. chilensis var. albidiflora pueden ser explicados por el efecto de la polinización biótica y la longevidad de estos xii taxa, como también por el flujo genético con E. subgibbosa. La tendencia a la exogamia, el ámbito de hogar de los polinizadores y la dimensión del hábitat de los taxa estudiados daría cuenta de la carencia de estructuración intrapoblacional en el complejo E. chilensis-E. chilensis var. albidiflora y de los patrones de aislamiento genético por distancia. Solo se encuentra mezcla genética de E. subgibbosa en E. chilensis y E. chilensis var. albidiflora, por lo que en base a la evidencia obtenida en este trabajo y otros, se apoya parcialmente la hipótesis del origen híbrido y se propone un escenario que explica el origen de estos taxa. La técnica de AFLP muestra efectividad para el cumplimiento de los objetivos planteados en esta tesis, aunque se sugiere ampliar el muestreo y el número de partidores utilizados para mayor resolución en los resultados. / Molecular tools have allowed analyzing the genetic structure and diversity of species with low information available, detecting processes as genetic variability loss, and estimating genetic flux between taxa. These analysis may be particularly relevant in narrowly distributed species, which are more susceptible to the effect of genetic drive and inbreeding. Interspecific hybridization is frequent in the Cactaceae family and this process has been proposed as part of the mechanism that originates some species in this lineage. Eriosyce chilensis and Eriosyce chilensis var. albidiflora, two endemic cacti, cohabitate exclusively in central Chile’s Priority Site for Conservation Los Molles – Pichidangui. Based on molecular evidence and morphological characterization, an hybrid origin of these taxa has been proposed, from the cross between E. subgibbosa and E. curvispina var. mutabilis, with whom they grow in sympatry. The aim of this thesis is to analyze the genetic structure, genetic diversity and the genetic flux between E. chilensis, E. chilensis var. albidiflora, E. subgibbosa and E. curvispina var. mutabilis using the AFLP technique. Principal results indicate similar levels of genetic diversity between E. chilensis, E. chilensis var. albidiflora, E. subgibbosa and E. curvispina var. mutabilis, and low genetic structuration between E. chilensis and E. chilensis var. albidiflora; besides the existence of genetic flux (hybridization) between E. chilensis and E. subgibbosa. On the other side, E. curvispina var. mutabilis is genetically isolated from the other taxa. Genetic isolation by distance is only found in E. chilensis. Eriosyce chilensis and E. chilensis var. albidiflora’s genetic diversity levels may be explained by the effect of biotic pollination and the longevity of these taxa, as by the genetic flux with E. subgibbosa. Tendency to outcrossing, pollinator’s home range and xiv habitat dimension of the studied taxa may account for the lack of intrapoblational substructuration in the E. chilensis – E. chilensis var. albidiflora complex and for the genetic isolation by distance patterns. Genetic admixture only of E. subgibbosa is found in E. chilensis and E. chilensis var. albidiflora, thus, based on evidence found on this study and others, the hybrid origin hypothesis is partially supported, and an explicative scenario of the taxa’s origin is proposed. AFLP technique shows effectiveness on the accomplishment of the objectives of this thesis, although it is suggested to expand the sampling and the number of primers for a better resolution in the results.

La retina de los vertebrados está compuesta por cinco tipos de neuronas: fotorreceptores (FRs, conos y bastones), bipolares, ganglionares, horizontales y amacrinas, y células no neurales entre las que se destacan las células gliales de Müller. Durante el desarrollo, estas neuronas se originan a partir de células progenitoras que pasan a través de una serie de estados de competencia determinados por factores genéticos, celulares y moleculares, lo que permite la aparición ordenada y secuencial de los distintos tipos celulares (Livesey y Cepko, 2001b). Entre las diversas moléculas y factores tróficos que influencian el desarrollo de los bastones se encuentran el Ácido Retinoico (AR) y el Ácido Docosahexaenoico (ADH). El AR ejerce una amplia variedad de efectos durante el desarrollo de los vertebrados y la diferenciación celular. Juega un rol crucial en la determinación del patrón antero-posterior del cuerpo, en la espermatogénesis, y en la formación y crecimiento de los miembros y de la piel. Además, es crítico para el desarrollo temprano del ojo y diferenciación de los FRs (Stenkamp y col., 1993; Prabhudesai y col., 2005; Hyatt y col., 1996; Khanna y col., 2006). El AR ejerce sus efectos en las células uniéndose y activando a receptores nucleares que funcionan como factores de transcripción y regulan así la transcripción génica. Por otro lado, en nuestro laboratorio se ha establecido que el ADH promueve la supervivencia y diferenciación de los FRs de retina de rata en cultivo, y que sus efectos anti-apoptóticos ocurren a través de la estimulación de la vía de la ERK/MAPK y de la modulación de la expresión de proteínas anti y pro-apoptóticas.El objetivo general de este trabajo fue estudiar los efectos del AR en el desarrollo de neuronas amacrinas y FRs de retina in vitro. Para ello utilizamos cultivos neuronales de retinas de rata postnatal desarrollados en medio químicamente definido, los cuales fueron suplementados con AR y/o ADH. Dado que el AR es un factor de diferenciación celular nuestra hipótesis fue que, al igual que otros factores tróficos, esta molécula promovería además la supervivencia de los FRs. Sin embargo, cuando el AR se agregó al día 0 se incrementó el porcentaje de FRs apoptóticos, lo cual se correspondió con una pérdida de funcionalidad mitocondrial. Esta apoptosis pudo ser bloqueada completamente por el tratamiento con un pan-inhibidor de caspasas previo a la suplementación con AR. Estos resultados sugieren que el AR induciría la muerte de los FRs a través de un mecanismo apoptótico que involucra la pérdida de la actividad mitocondrial y activación de caspasas. Como el AR está ubicuamente presente en la retina y es esencial para su desarrollo, la preservación de FRs viables requeriría que su efecto pro-apoptótico fuera contrarrestado por la presencia simultánea de moléculas de supervivencia, como el ADH. Para poner a prueba esta hipótesis agregamos ADH a los cultivos previo al tratamiento con AR. Este agregado previno la muerte de los FRs inducida por el AR, respaldando la hipótesis de que durante el desarrollo se requeriría la presencia de otros factores de supervivencia para prevenir esta muerte. Notablemente, la inducción de apoptosis por AR afectó selectivamente a los FRs, resultando inalteradas las neuronas amacrinas.Dado que el AR es reconocido por sus efectos promotores de la diferenciación, su efecto inductor de la muerte de los FRs fue un hallazgo inesperado. Esta observación hizo necesario verificar si, en las condiciones experimentales ensayadas, el AR favorecía o no la diferenciación. Comprobamos que el AR promovió marcadamente la diferenciación, en paralelo al aumento en el porcentaje de células apoptóticas. Determinamos, por inmunocitoquímica y Western Blot, que el AR incrementó la cantidad de FRs que expresaron opsina y periferina, proteínas características de FRs maduros, y que desarrollaron procesos apicales, rudimentos de los segmentos externos propios de estas neuronas maduras. Además, el AR aumentó el número de FRs que desarrollaron neuritas y la extensión alcanzada por las mismas.Cabe destacar que a diferencia de los otros parámetros analizados, la estimulación del desarrollo de neuritas no fue selectiva para los FRs: el tratamiento con AR indujo el crecimiento de neuritas también en las neuronas amacrinas. Dado que el AR y el ADH tienen efectos similares sobre la diferenciación, y que se unen a receptores que forman heterodímeros (RAR y RXR respectivamente), decidimos estudiar sus posibles efectos aditivos o sinérgicos. El tratamiento simultáneo con ambos factores aumentó la expresión de opsina y periferina a valores semejan la suma de los dos por separado. Estos resultados implican que el AR y ADH contribuyen a la diferenciación de los FRs en forma aditiva, y sugieren que estimularían vías independientes para promover sus efectos. El hecho de que el AR indujera mayor expresión de proteínas y formación de estructuras de neuronas maduras, nos llevó a proponer que la funcionalidad de los FRs también podría estar estimulada. Sin embargo, observamos que el AR no estimuló la hidrólisis del GMPc, característica indicativa de una cascada de fototransducción activa y por consiguiente de capacidad de respuesta a la luz, ni la capacidad de incorporar neurotransmisores (como glutamato en los FRs y GABA en las neuronas amacrinas) del medio extracelular. Estos resultados indican que, aunque el AR promueve la diferenciación de los FRs y neuronas amacrinas, por sí solo no logra la maduración funcional de estas neuronas en cultivo, sugiriendo que se requeriría la presencia de otros factores. La observación de que el AR inducía simultáneamente la diferenciación y simultáneamente la apoptosis nos hizo suponer que podría tener efectos distintos sobre distintas sub-poblaciones de FRs o sobre sub-poblaciones celulares en distintos estadios de maduración. Para corroborar esta hipótesis, se suplementaron los cultivos con AR al día 0, cuando la proliferación aún era activa, y al día 2, momento en el cual ya no había progenitores en proliferación. Notablemente, al tratar los cultivos al día 2, el AR estimuló la diferenciación de los FRs, aunque ya no se observó un aumento en la apoptosis. Estos resultados indican que el AR actuaría en forma diferencial según el estadio de desarrollo de los FRs, induciendo la apoptosis en una sub-población de aquellos que aun son progenitores indiferenciados y acelerando la diferenciación en los que ya han abandonado el ciclo celular. Diversos trabajos han demostrado que el AR influye en la proliferación y la adquisición de un fenotipo particular en progenitores de retina embrionarios. Esto sugirió que el incremento en el número de células diferenciadas inducido por el AR podría ser resultado de un mayor número total de FRs debido a que el AR podría estar modificando la proliferación o redirigiendo el destino celular. Sin embargo, al analizar distintos parámetros relacionados con estos eventos, como la incorporación de BrdU, la expresión de p27, nestina, Crx y HPC-1 (marcadores de FRs y neuronas amacrinas, respectivamente), observamos que el AR no indujo una salida temprana del ciclo ni modificó la determinación de la identidad celular. Esto implica que al menos en las condiciones experimentales descritas, y en ese momento del desarrollo postnatal temprano, el AR no altera la salida del ciclo ni regula la identidad celular de estas neuronas in vitro. Para comprender mejor los mecanismos de acción del AR sobre los FRs, estudiamos la modulación de las vías de señalización intracelular implicadas en sus efectos. Se ha involucrado al AR en la activación de la quinasa p38, relacionada con la regulación de la apoptosis en varios tipos celulares. Cuando investigamos si el AR activaba la vía de p38 en los FRs, el análisis por Western Blot e inmunocitoquímica demostró que el AR promovió rápidamente la activación de esta vía de señalización, y que el bloqueo de dicha activación con un inhibidor específico de p38 evitó la apoptosis de los FRs. Paralelamente, la inhibición de esta vía redujo significativamente, aunque no por completo, la diferenciación de los FRs. Esto sugiere que la vía de señalización de p38 sería la preferencialmente activada por el AR para activar la apoptosis de los FRs y al menos una de las involucradas en inducir su diferenciación. Trabajos previos han mostrado que en la estimulación de la supervivencia de los FRs promovida por ADH interviene la activación de ERK/MAPK. Por ello, sería posible que el efecto deletéreo del AR implicara una modulación de esta vía. Sin embargo, no observamos cambios en la activación de dicha vía, indicando que no estaría afectada en el proceso de muerte inducido por AR. Por otro lado, teniendo en cuenta que la actividad de p38/MAPK podría ser regulada por interacción con la vía de PI3K/Akt, determinamos si el AR era capaz de modular esta vía en los FRs. El tratamiento con AR redujo la cantidad de P-Akt, respaldando la hipótesis de que el efecto estimulatorio del AR sobre la vía de p38 involucraría también una inhibición de la actividad de PI3K/Akt. En conjunto, estos resultados muestran que el AR es requerido para promover la diferenciación de los FRs y que este proceso de diferenciación no está necesariamente ligado a la supervivencia de estas neuronas. Su presencia prematura podría inducir la muerte de los progenitores al inducirlos a diferenciarse cuando aun están demasiado inmaduros, lo que resalta la importancia de la presencia simultánea de factores tróficos para prevenir dicha muerte. En conclusión, este trabajo remarca la importancia de una adecuada sincronización entre los niveles de diferentes señales moleculares esenciales para el desarrollo de los FRs. El AR podría así ser una de las moléculas cruciales que contribuyen a definir el número final de FRs en la retina. Las principales conclusiones de esta tesis son: a) El AR induce la muerte por apoptosis en los progenitores de FRs mientras se encuentran en el ciclo celular, por una vía que involucra la pérdida de funcionalidad mitocondrial y la activación de caspasas. b) El AR induce la diferenciación de los FRs, estimulando la expresión de opsina, periferina y el crecimiento de neuritas. c) El AR promueve el crecimiento de las neuritas en las neuronas amacrinas. d) La inducción de apoptosis por parte del AR es selectiva para los FRs. e) El AR no altera la proliferación ni modifica el destino de los progenitores. f) La inducción de de la diferenciación es independiente de que las células estén activas o no en el ciclo celular. g) Los procesos de apoptosis y diferenciación en los FRs inducidos por el AR dependen de la activación de la vía de p38/MAPK, que a su vez interacciona con la vía de PI3K/Akt. h) Un factor trófico lipídico, el ADH, protege a los FRs de la muerte inducida por AR. / The vertebrate retina has five neuronal types: photoreceptors (PHRs, rods and cones), bipolar, ganglion, horizontal and amacrine neurons, and non neuronal cells including the Müller glial cells. During development, these neurons are originated from progenitor cells that undergo a series of competence states, determined by genetic, cellular and environmental factors, thus allowing the sequential and organized appearance of the different cell types (Livesey y Cepko, 2001b). Retinoic Acid (RA) and Docosahexaenoic Acid (DHA) are among the different molecules and trophic factors that influence the development of rod PHRs. RA exerts a wide variety of effects during vertebrate development and cell differentiation. It plays a major role in the determination of the antero-posterior body axis, spermatogenesis, the formation and growth of body limbs and skin. Moreover, it is critical for the early development of the eye and PHR differentiation (Stenkamp y col., 1993; Prabhudesai y col., 2005; Hyatt y col., 1996; Khanna y col., 2006). RA binds to and activates nuclear receptors that function as transcription factors, thus regulating gene transcription. On the other hand, in our lab we have established that DHA promotes the survival and differentiation of rat PHRs in culture, and that these anti-apoptotic effects require the activation of the ERK/MAPK signaling pathway and the modulation of anti- and pro-apoptotic protein the expression. The general purpose of this work was to study the effects of RA on the development of amacrine neurons and PHRs in vitro. To that end, we used cultures obtained from postnatal rat retinas, developed in chemically defined media, which were supplemented with RA and/or DHA. Given that RA is a cell differentiation factor; our hypothesis was that, like other trophic factors, this molecule would also promote PHR survival. However, when RA was added at day 0, the percentage of apoptotic PHRs increased, in parallel with a loss of mitochondrial functionality. This apoptosis was completely blocked by incubating the cultures with a caspase inhibitor before RA addition. These results suggest that RA would induce PHR death through an apoptotic mechanism involving a loss of mitochondrial activity and caspase activation. Since RA is ubiquitously present in the retina and it is essential for development, the preservation of viable PHRs would require its pro-apoptotic effects to be counteracted by the simultaneous presence of survival molecules, such as DHA. To test this hypothesis, we added DHA to the cultures prior RA treatment; this addition prevented RA-induced PHR death, supporting the hypothesis of the necessity of other survival factors to prevent death during development. Noteworthy, RA-induced apoptosis was selective for PHRs, since amacrine neurons were not affected. Since RA is well known for its differentiation-promoting effects, the fact that it induced apoptosis was rather unexpected. This observation led us to test whether, under these experimental conditions, RA would promote or not PHR differentiation. RA indeed promoted differentiation, in parallel with an increase in the percentage of apoptotic PHRs. We determined, by immunocytochemistry and Western Blot, that RA increased the amount of PHRs that expressed opsin and peripherin, characteristic proteins of mature PHRs and of PHRs that developed apical processes, structures that resemble the initial steps of outer segment formation. Moreover, RA increased the percentage of PHRs that developed neurites and promoted neurite outgrowth. It is worth to note that, unlike other evaluated features, the stimulation of neurite outgrowth was not exclusive for PHRs; RA treatment also induced also neurite outgrowth in amacrine cells. Since RA and DHA have similar effects on differentiation, and they bind to receptors that form heterodimers (RAR y RXR respectively), we evaluated their possible additive or synergistic effects. The simultaneous treatment with both factors increased opsin and peripherin expression up to a value that resembled the sum of both metabolites alone. These results imply that RA and DHA contribute to PH differentiation in an additive fashion, and suggest that they stimulate independent pathways to that end. The fact that RA induced the expression of proteins and formation of structures of mature neurons, led us to propose that the functionality of these cells could also be stimulated. However, RA neither stimulated cGMP hydrolysis, a characteristic that would indicate an active phototransduction cascade and the ability to respond to light, nor the capacity to take up neurotransmitters (like glutamate in PHRs and GABA in amacrine neurons) from the extracellular medium. These results indicate that, although RA promotes PHR and amacrine cell differentiation, it is not enough of a stimulus to achieve functional maturity of these cells, suggesting that this functionality requires the presence of other factors. The finding that RA simultaneously induced differentiation and apoptosis led us to propose that it might have distinct effects on different PHR sub-populations or on populations at different developmental stages. To test this hypothesis, cultures were supplemented with RA at day 0, when proliferation is still active, and at day 2, when there are no longer proliferating progenitors. Noteworthy, when added at day 2, RA stimulated PHR differentiation, although no increase in apoptosis was evident. These results indicate that RA would act differentially depending on PHRs developmental stages, inducing apoptosis in a sub-population of undifferentiated progenitors and accelerating the differentiation in those which have already abandoned the cell cycle. Several studies have shown that RA influences proliferation and in the acquisition of a particular phenotype in embryonic retina progenitors. For that reason, the increase in the number of differentiated cells induced by RA could be due to a higher total number of PHRs, since RA might be redirecting cell fate or modifying proliferation. However, when we analyzed a number of parameters related to these events, such as BrdU incorporation and the expression of p27, nestin, CRX and HPC-1 (markers of PHRs and amacrine cells, respectively), we found RA neither induced cell cycle exit nor modified cell fate. This implies that, at least under the described experimental conditions, and at this particular time of development, RA would not alter the cell cycle exit or regulate cell identity. To better understand the mechanisms by which RA exerted its effects on PHRs, we studied the modulation of signaling pathways. RA has been involved in the activation of p38/MAPK, which related to the regulation of apoptosis in several cell types. When we evaluated whether RA activated the p38 pathway in PHRs, Western Blot and immunocytochemical analyses showed that it induced a rapid activation of this pathway, and the blockade of such activation with a specific inhibitor prevented PHR apoptosis. Moreover, the inhibition of this pathway led to a significant, though not complete, reduction of PHR differentiation. This suggests that the p38/MAPK would be the preferred signaling pathway activated by RA to induce apoptosis in PHRs, and at least one of the involved in the induction of their differentiation. Previous work has shown that DHA-stimulated survival in PHRs requires the activation of the ERK/MAPK pathway. Hence, the deleterious effect of RA might involve the modulation of this pathway. However, we found no changes in the activation of this pathway, indicating that it would not be related to RA-induced PHR death. On the other hand, given that p38/MAPK activity has been shown to be regulated by interaction with the PI3K/Akt pathway, we determined whether RA was capable of modulating this pathway in PHRs. Treatment with RA reduced the amount of P-Akt, supporting the hypothesis that the stimulatory effect of RA on the p38 pathway would involve the inhibition of PI3K/Akt activity. As a whole, these results show that RA is required for the induction of PHR differentiation, and that this process is not necessarily linked to the survival of these neurons. The premature presence of RA could elicit progenitor death as it might induce them to differentiate at a stage when they are still too immature, highlighting the need of the simultaneous presence of trophic factors to prevent this death. In summary, this work underscores the relevance of an adequate synchronization between the levels of different molecular cues essential for PHR development. RA might thus be one of the crucial molecules that contribute to define the final number of PHRs in the retina. The main conclusions of this thesis are: a) RA induces PHR progenitor apoptosis while they are active in the cell cycle, through a mechanism that involves the loss of mitochondrial activity and caspase activation. b) RA induces PHR differentiation, stimulating opsin and peripherin expression, and neurite outgrowth. c) RA promotes neurite outgrowth in amacrine neurons. d) RA-induced apoptosis is selective for PHRs. e) RA does not alter progenitor proliferation or the acquisition of cell fate. f) The induction of differentiation occurs regardless of the cells being active in the cell cycle or not. g) RA-induced differentiation and apoptosis processes in PHRs depend on the activation of p38/MAPK, which also interacts with PI3K/Akt. h) A lipid trophic factor, DHA, protects PHRs from RA-induced apoptosis.

El mejillín, Brachidontes rodriguezii, es un bivalvo intermareal de la familia Mytilidae que se distribuye a lo largo de la costa Atlántica Sudamericana (29°- 46° Lat Sur). Es la especie dominante en los intermareales rocosos bonaerenses y norpatagónicos (Argentina). Este trabajo tuvo por finalidad analizar la distribución espacial y temporal y la dinámica poblacional de B. rodriguezii en el intermareal rocoso de Pehuén Co (Provincia de Buenos Aires), explorar las relaciones de densodependencia y capacidad de carga del ambiente y evaluar el efecto del enterramiento debido a la dinámica sedimentaria costera. Además, se describió la comunidad asociada al ambiente formado por el mejillín (denominado mejillinar), explorando las relaciones entre los descriptores comunitarios (diversidad, riqueza específica y uniformidad) y las variables ambientales (temperatura del agua, salinidad, altura y período de olas, granulometría y materia orgánica de los sedimentos). Durante dos años se realizaron muestreos estacionales, utilizando parcelas de 200 cm2 , sobre las superficies horizontales y verticales de una plataforma rocosa de abrasión intermareal a la cual se le registró periódicamente las variaciones de la superficie enterrada y desenterrada por arenas de la playa. El mejillinar de Pehuén Co presentó en general menores densidades de B. rodriguezii con respecto a otros mejillinares ubicados en el centro geográfico de distribución de la especie, así como una tendencia de empobrecimiento de la diversidad de la comunidad asociada, la cual estuvo dominada por el mitílido y constituida por taxones con un modo de vida predominantemente móvil e infaunal. Localmente las mayores densidades poblacionales del mejillín se registraron sobre las superficies verticales de la plataforma de abrasión estudiada, debido a su disposición en estratos, estrategia que le permitió disminuir la competencia intraespecífica. En las superficies horizontales, la población se dispuso en un solo estrato, evidenciándose los efectos de auto-raleo debidos a la limitación del espacio. La población de B. rodriguezii en Pehuén Co presentó una estructura de talla trimodal. El reclutamiento se registró durante todo el año con máximos durante el otoño y la primavera, como ha sido reportado para otros mejillinares bonaerenses. Las variaciones del estado morfodinámico de la playa arenosa provocaron efectos sobre la granulometría de los sedimentos retenidos por la matriz orgánica del mejillinar. Durante el período de acreción aumentó la proporción de arenas finas dentro de la matriz, mientras que en la fase erosiva de la playa se observó un aumento de la proporción de granos gruesos. Por otra parte, el enterramiento de las rocas y las grandes cantidades de arenas acumuladas sobre superficies horizontales disminuyeron la capacidad de carga del afloramiento y particularmente de dicha superficie. Los eventos de enterramientos del mejillinar provocaron mortalidades masivas de B. rodriguezii por sofocación, lo cual disminuyó su dominancia y se asoció con aumentos de la diversidad y de la uniformidad de la comunidad cuando la intensidad del disturbio fue intermedia (disturbio asociado con las muestras de los sedimentos por debajo de la matriz), en tanto que disturbios severos de enterramiento (disturbio máximo) provocaron la disminución del número de taxones de la comunidad del mejillinar. / The mussel Brachidontes rodriguezii (mejillín) is an intertidal bivalve of the Mytilidae family that is distributed along the South American Atlantic coast (29 ° - 46 ° South Lat). It is the dominant species in the rocky intertidal areas of Buenos Aires and North Patagonia (Argentina). The purpose of this work were to analyze the spatial and temporal distribution and the population dynamics of B. rodriguezii in the intertidal of Pehuén Co (Buenos Aires Province), to explore the relationships of density and carrying capacity of the environment and to evaluate the effect of burial due to the processes of coastal sedimentary dynamics. In addition, the community associated with the environment formed by the mejillín (called mejillinar) was described, exploring the relationships between community descriptors (diversity, specific richness and uniformity) and environmental variables (water temperature, salinity, wave height and period, sediment granulometry and organic matter). Seasonal samplings were carried out for two years, using plots of 200 cm2 , on the horizontal and vertical surfaces of an intertidal rocky outcrop to which the variations of the surface exposed and covered by beach sand were recorded periodically. The Pehuén Co mussel bed generally presented lower B. rodriguezii densities with respect to other mussel beds located in the geographic center of distribution of the species, as well as a trend of impoverishment of the diversity of the associated community, which was dominated by the mytilid and made up of taxa with a way of life with a predominance of mobile infauna. Locally, the highest population densities of mussels were recorded on the vertical surfaces of the outcrop studied, due to their layered arrangement, a strategy that allowed them to reduce intraspecific competition. On the horizontal surfaces, the population was arranged in a single layer, evidencing the effects of self-thinning due to the limitation of space. The population of B. rodriguezii in Pehuén Co presented a trimodal size structure. Recruitment was recorded throughout the year with maximums during autumn and spring, as has been reported for other mussel beds in Buenos Aires. Variations in the morphodynamic state of the sandy beach caused effects on the granulometry of the sediments retained by the organic matrix of the mussel. During the accretion period, the proportion of fine sands within the matrix increased, while in the erosive phase of the beach an increase in the proportion of coarse grains was observed. On the other hand, the burial of the rocks and the large amounts of accumulated sands on horizontal surfaces decreased the loading capacity of the outcrop and particularly of said surface. The mussel bed burial events caused massive mortalities of B. rodriguezii by suffocation, which decreased its dominance and was associated with increases in community diversity and uniformity when the intensity of the disturbance was intermediate (disturbance associated with samples of sediments below the matrix), while severe burial disturbances (maximum disturbance) caused the decrease in the number of taxons in the mejillinar community.

La Fusariosis de la Espiga de Trigo (FET) causada por Fusarium graminearum genera pérdidas en rendimiento y contaminación de granos con micotoxinas. Existe escasa variabilidad genética a la resistencia en el germoplasma de trigo candeal. La línea recombinante cromosómica endocriada LDN(Dic-3A), presenta promisorios niveles de resistencia. Los objetivos de esta Tesis comprenden: i)- identificar genes implicados en la resistencia a FET en LDN(Dic-3A); ii)- transferir el QTL de resistencia de LDN(Dic-3A) a variedades susceptibles de trigo candeal; iii)- desarrollar un ensayo in vitro en plántula para identificar genotipos resistentes y su relación con la severidad de la enfermedad. La identificación de la expresión diferencial de genes inducida en diferentes tiempos postinoculación con F. graminearum entre LDN(Dic-3A) y el parental susceptible LDN se basó principalmente en la técnica de cDNA-AFLP. De ~500 fragmentos derivados de transcripción (TDF) identificados con las distintas combinaciones de cebadores utilizados, 85 mostraron expresión diferencial: el 36% y el 19% fueron identificados en LDN(Dic-3A) y LDN, respectivamente, mientras que el 45% se indujeron en ambos genotipos. Los patrones de TDFs obtenidos mediante cDNA-AFLP demostraron ser reproducibles mediante la técnica de RT-PCR, dando validez a nuestro sistema experimental. La comparación con secuencias depositadas en bases de datos mostró que entre los TDFs identificados se hallan proteínas asociadas a la respuesta temprana a la infección, receptores NBS-LRR y receptores quinasa involucrados en el reconocimiento específico del determinante de avirulencia del patógeno. Fueron identificados además TDFs que, aunque no pudo asignárseles una proteína o función, resultaron específicos de la respuesta a la inoculación. La identidad de TDFs con ESTs de genotecas de espiga de materiales de T. aestivum inoculadas con F. graminearum constituye un sustento adicional para esta afirmación. El mapeo in silico permitió localizar 28 TDFs en el genoma de T. aestivum, siendo el brazo cromosómico 5BL el más representado, además de obtener las regiones genómicas y regulatorias de varios genes. A partir de estas regiones, pudo determinarse la existencia de mecanismos de regulación de la transcripción en común entre algunos genes asociados a los TDFs, entre ellas las proteínas WRKY implicadas en la regulación de los genes asociados con la defensa ante patógenos. La integración de la información obtenida sugiere que la interacción trigo - F. graminearum no sería una interacción compatible como generalmente se cree sino que se trataría de una interacción “gen a gen” que finalmente lleva a la expresión de genes asociados a la defensa. Hemos asumido además el desafío de desarrollar cultivares de trigo candeal resistentes. La compleja herencia de la resistencia y los efectos ambientales, son los responsables del escaso éxito obtenido hasta el momento por los mejoradores en la incorporación al mercado de cultivares resistentes. En este trabajo, por medio de cruzamientos se incorporó el QTL de resistencia Qfhs.ndsu-3AS de LDN(Dic-3A) en los cultivares BESM y BCAN. El microsatélite Xgwm2, ligado al QTL de resistencia permitió reducir la cantidad de individuos que continuaron en el programa de mejoramiento. En la generación F3, se seleccionaron los individuos homocigotos para el alelo de resistencia, y en F4, se evaluó la severidad en espiga identificando individuos con niveles de resistencia similares o mejores que el parental resistente. El programa de mejoramiento continuará con autofecundaciones de genotipos resistentes hasta alcanzar estabilidad en la resistencia junto con la presencia de caracteres agronómicos de interés. La evaluación del comportamiento ante F. graminearum de nuevos materiales requiere de la existencia de ensayos rápidos y confiables. Hemos desarrollado un ensayo in vitro a través de la evaluación de las variables Germinación, Largo de coleoptilo, Peso de coleoptilo, Peso de raíces, utilizando siete variedades comerciales de trigo candeal, el trigo candeal LDN y las líneas resistentes LDN(Dic-3A) y LDN-DGE1 y dos genotipos de trigo pan A601 y A601S3. Las variables de plántula explicaron entre el 51 y el 74% de la severidad de la enfermedad, siendo Largo y Peso de coleoptilo las más eficaces para predecir la resistencia a FET. Los genotipos introgresados mostraron un buen comportamiento en el ensayo en plántula y menor daño en espiga comparados con los susceptibles, sugiriendo que la prueba in vitro es efectiva para la determinación de la resistencia a FET en diferentes fondos genéticos. Entonces, se propone un ensayo in vitro basado en las variables de coleoptilo para evaluar de manera eficaz, rápida y económica el nivel de resistencia a FET, definiendo el Índice de Resistencia en Plántula, altamente correlacionado con severidad, para cada genotipo. Los principales hallazgos de esta Tesis pueden compendiarse indicando que se ha establecido que la interacción trigo - F. graminearum sería una interacción “gen a gen” que lleva a la expresión de genes asociados a la defensa, la obtención de genotipos de trigo candeal resistente a fusariosis de la espiga y el dearrollo de un ensayo in vitro predictor del comportamiento de los genotipos ante la infección. / Fusarium head blight (FHB) caused by Fusarium graminearum produce yield losses and contamination of grain with mycotoxins. Scarce genetic variability for resistance exists in durum wheat germplasm. The LDN(Dic-3A) recombinant inbred chromosome line showed to be resistant to FBH. The goals of this Thesis include: i)- identification of genes involved in FHB resistance in LDN(Dic-3A); ii)- transference from LDN(Dic-3A) to susceptible durum varieties of the resistance QTL; iii)- development of an in vitro seedling assay to identify wheat resistant genotypes and their relationship with disease severity. Analysis of differential gene expression induced at different time points post- inoculation with F. graminearum between LDN(Dic-3A) and the susceptible parental LDN was performed by cDNA-AFLP technique. A total 85 out of the ~500 transcript-derived fragments (TDFs) identified with the diverse primer combination used showed to be differentially expressed: 36% and 19% were identified in LDN(Dic-3A) and LDN, respectively, whereas 45% were induced in both genotypes. The TDF patterns obtained though cDNA-AFLP showed to be reproducible by RT-PCR, supporting the reliability of our experimental system to identify differentially expressed transcripts. Comparison with protein databases revealed that among the cloned TDFs, several showed identity to proteins associated with early response to infection, to NBS-LRR and kinases receptors involved in specific recognition of avirulence pathogen determinant. However, there was a group of TDFs that, in spite of being specific of the inoculation response, could not be assigned to characterized proteins. The identity of these TDFs with ESTs from libraries from T. aestivum inoculated with Fusarium graminearum additionally supports this affirmation. The availability of T. aestivum genome sequences allowed the in silico mapping of 28 TDFs and the identification of several genes and regulatory regions, being the 5BL chromosome arm where most TDFs were located. The analysis of the regulatory regions revealed the existence of transcription regulation mechanisms shared by some TDFs associated genes, such as WRKY proteins, implied in the regulation of genes associated to pathogen defence. The present results suggest that wheat – F. graminearum interaction is governed by gene-for-gene relationships. The development of resistant cultivars has been a difficult task due to the complex inheritance of resistance and the influence of environmental factors. The resistance QTL Qfhs.ndsu-3AS from LDN(Dic-3A) was incorporated in the cultivars Buck Emeralda and Buck Candisur through crosses. F3 homozygous individuals for the resistance allele were subjected to marker assisted selection using the Xgwm2 microsatellite, linked to the mentioned QTL, allowing a reduction in the number of individuals included in the following steps of the breeding program. In F4, there were selected the individuals that showed equal or better resistance performances compared to the resistant parent, evaluated through the spike severity at 21 days post-inoculation. The breeding program will continue by selfing resistant genotypes to obtain plant materials that possess both stable resistance and suitable agronomic traits. Rapid and trustable assays are required for the evaluation of germoplasm response to F. graminearum infection. In this Thesis, it was developed an in vitro assay through the evaluation of the variables Germination, Coleoptile length, Coleoptile weight and Root weight using seven varieties of commercial durum, durum wheat cv. LDN and the derived resistant lines LDN(Dic- 3A) and LDN-DGE1 and two common wheat genotypes, A601 and A601S3. The seedling variables explained between 51 and 74% of the disease severity, being Coleoptile length and weight the ones that more effectively predicted the resistance to FHB. The introgressed genotypes showed better performance in the seedling assay and relatively lower damage in the spikes in relation to susceptible ones, suggesting that this in vitro test can detect FHB resistance in different genetic backgrouds. Thus, we propose an in vitro assay based on coleoptile variables to perform quick, qualified and cost-effective evaluation of the FHB resistance level, defining the Seedling Resistance Index, highly related to severity, for each genotype. Thus, the present Thesis allowed us to postulate that the interaction wheat – F. graminearum could be classified as “gen-for-gen” leading to the expression of defense-related genes. Concurrently, there were obtained genotypes resistant to F. graminearum and it was developed an in vitro assay that predicts the genotypes reponse to infection.