Las brasicáceas son una importante familia vegetal distribuida en todo el mundo. Brassica rapa L. (nabo), B. napus L. (colza, canola) y Raphanus sativus L. (rábano, nabón) son especies anuales de esta familia, cultivadas desde hace siglos. B. napus se destaca por su elevada participación en la producción mundial de aceites comestibles. Las poblaciones ferales de estas especies son malezas en diversos ambientes agrícolas de clima templado, incluyendo Argentina. Actualmente no se dispone de datos de estudios sistemáticos sobre flujo génico entre colza y especies silvestres emparentadas en Argentina, y la dispersión de biotipos de brasicáceas resistentes a herbicidas. Los objetivos de la presente tesis fueron actualizar la información sobre la naturalización y distribución de brasicáceas emparentadas con el cultivo de colza en la región pampeana argentina, y caracterizarlas morfológicamente. Asimismo, se propuso evaluar el flujo génico entre el cultivo de colza y la maleza emparentada B. rapa, y comprobar la transferencia de la resistencia a herbicidas desde cultivares con esa característica. Además, caracterizar poblaciones de Raphanus sp. resistentes a herbicidas AHAS y poblaciones ferales de Brassica sp. resistentes a glifosato. Evaluar en cada caso las condiciones agroecológicas de su emergencia, el origen de la resistencia y, en última instancia, diseñar medidas de control alternativo. Los resultados de las exploraciones demostraron que Argentina mantiene su vigencia como centro de biodiversidad secundario de especies emparentadas con el cultivo de colza, con la presencia de poblaciones brasicáceas ampliamente distribuídas en la región pampeana. La caracterización de las diferentes especies puso de manifiesto las diferencias entre ellas y se observaron rasgos en algunas poblaciones de B. rapa y R. sativus que podrían inferir el origen feral de estas. La presencia de plantas híbridas en cuatro poblaciones de B. rapa colectadas en cercanías de cultivos de colza fue confirmada mediante distintos métodos (morfología, fertilidad masculina, contenido de ADN, resistencia a herbicidas). El riesgo de impacto ambiental inherente al empleo de variedades de colza con resistencia a herbicidas fue real, aunque la baja fertilidad de los híbridos podría atenuar el efecto y reducir la dispersión de estos biotipos. Se confirmó la presencia de poblaciones de R. sativus con resistencia a todas las familias químicas de inhibidores de la AHAS. La secuenciación de las accesiones resistentes confirmaron un cambio puntual de aminoácido en el gen de la enzima AHAS, de triptofano a leucina. La experimentación mostró que existen otras alternativas para el control de los nabones resistentes a IMI en varias situaciones y cultivos. Se detectaron poblaciones naturales de B. napus y B. rapa con resistencia transgénica a glifosato. Este descubrimiento podría sugerir que el caracter provino de cultivos de colza transgénica realizados de manera informal en el país o de individuos ingresados como contaminante de semilla, e involucraría procesos de endo y exoferalidad. Dos de las accesiones de B. rapa presentaron además resistencia a herbicidas inhibidores de la AHAS. La presencia de estas poblaciones presenta un panorama complejo que involucra aspectos de impacto ambiental por la liberación en ambientes naturales del transgen. / The Brassicaceae is an important plant family distributed worldwide. Brassica rapa L. (turnip, bird's rape), B. napus L. (oilseed rape, canola) and Raphanus sativus L. (radish) are annual Brassicaceae species cultivated for centuries. B. napus is one of the most important sources of vegetable oil. Feral populations of these species are weeds in many agricultural environments, including Argentina. At present, there are no systematic studies on gene flow between oilseed rape and wild relatives and the spread of herbicide resistant Brassicaceae biotypes in Argentina. The objectives of this thesis were to update the information on naturalization and distribution of oilseed rape wild relatives in Argentina, and to characterize some of these populations. Also, to assess the gene flow between oilseed rape and B. rapa. In addition, to characterize Raphanus sp. AHAS-inhibiting resistant populations and Brassica sp. glyphosate resistant biotypes. To assess in each case the ecological conditions of its emergence, the origin of the resistance and, finally, to design alternative control strategies. The exploration showed that Argentina remains as a secondary center of biodiversity of oilseed rape wild relatives. Brassicaceae populations are widely distributed in the Pampas. The characterization of the different species revealed differences between them and traits were observed in some populations of B. rapa and R. sativus that could infer a feral origin. The presence of hybrid plants in four populations of B. rapa collected in the proximity of oilseed rape was confirmed by different methods (morphology, male fertility, DNA content and herbicide resistance). The environmental impact inherent of the use of herbicide resistant oilseed rape cultivars was real, but the low fertility of hybrids could mitigate the effect and reduce the spread of these biotypes. The presence of AHAS-inhibiting R. sativus biotypes in Argentina was confirmed. The sequencing of the AHAS-resistant accessions confirmed a single amino acid change from tryptophan to leucine at position 574 in the AHAS gene. The assays showed that there are alternatives to control of AHAS-inhibiting resistant biotypes. Brassica napus and B. rapa populations with transgenic glyphosate resistance were detected. Two of the B. rapa accessions also showed AHAS-inhibiting resistance. These findings suggested that glyphosate resistance might come from GM oilseed rape crops cultivated illegally in the country or as a contaminant of seed, and implies gene flow between feral populations of GM B. napus and wild B. rapa. The presence of these biotypes presents a complex situation that involves environmental impact of the dispersion of a transgene in natural habitats.

Anadenanthera colubrina var. cebil constituye un recurso forestal nativo Sudamericano el cual presenta una distribución discontinua en Argentina, restringiéndose su presencia a las provincias biogeográficas paranaense y de las Yungas. La hipótesis sobre la cual se sustentó el presente trabajo sostiene que el flujo génico homogeneiza las frecuencias génicas entre las poblaciones contrarrestando los efectos de la deriva genética provocados por la fragmentación. Los objetivos generales de este trabajo fueron: indagar acerca del rol evolutivo del flujo génico y de la deriva genética como fuerzas modeladoras de las frecuencias génicas en las poblaciones fragmentadas y determinar la importancia del movimiento de los alelos a través de la dispersión de las semillas y del polen. Se emplearon marcadores moleculares selectivamente neutros de herencia biparental, microsatélites nucleares, y de herencia uniparental, microsatélites cloroplásticos.

El cultivo de variedades de colza (Brassica napus) con resistencia a herbicidas en nuestro país presenta el riesgo de transferencia de esa característica a especies silvestres emparentadas. Una de estas especies es el nabo silvestre (B. rapa), una importante maleza de los cultivos de invierno que se encuentra ampliamente distribuida en la región pampeana. Debido a esto, actualmente se encuentra prohibida la introducción de semilla de colza transgénica en el país. Resulta crucial evitar la dispersión de nuevos biotipos de malezas resistentes debido a que disminuyen la efectividad de las tecnologías de control químico disponibles. En el año 2008, en el partido de Balcarce, se encontró una población de B. rapa en simpatría con un cultivar de colza resistente a imidazolinonas y otro susceptible. Además, en diferentes sitios de la provincia de Buenos Aires se han hallado recientemente poblaciones del genero Brassica con resistencia a glifosato. Los objetivos generales de esta tesis fueron abordar el estudio de flujo génico desde B. napus hacia la maleza B. rapa, determinar la presencia y transferencia de resistencia a herbicidas, y efectuar la caracterización morfológica y molecular de los individuos resistentes. Para desarrollar estos objetivos se realizaron actividades experimentales que permitieron determinar el grado de hibridación entre las especies, en particular entre la maleza y el cultivar resistente a herbicidas, se identificaron caracteres morfológicos intermedios, se realizó una caracterización molecular sobre los presuntos híbridos interespecíficos, y se evaluó la perdurabilidad del rasgo de resistencia en el ambiente estudiado. Por otro lado, se relevó la presencia de nuevas poblaciones con resistencia a glifosato, se investigó el origen molecular de la resistencia y se evaluó la presencia de resistencia múltiple a glufosinato de amonio. En última instancia, se propusieron medidas de prevención y control. Los resultados obtenidos comprobaron la hibridación entre B. napus y B. rapa en el área principal de cultivo de la Argentina. Los híbridos heredaron caracteres fenotípicos de ambos parentales y el carácter de resistencia a imidazolinonas fue efectivamente transferido desde la colza cultivada. No obstante, el rasgo desapareció al cabo de un año post-hibridación indicando que ante la ausencia de presión de selección por herbicida, la menor aptitud biológica de los híbridos, la competencia con otro cultivo y la rotación del mecanismo de acción de los herbicidas afectaron considerablemente la perdurabilidad de estos individuos. En la evaluación de poblaciones resistentes a glifosato provenientes de distintos sectores de la región pampeana, se confirmó el origen transgénico de la resistencia. Por otro lado, no se detectaron poblaciones con resistencia múltiple al herbicida glufosinato de amonio. / Herbicide-resistant rapeseed (Brassica napus) cultivation in our country entails the risk of gene transfer into wild relative species. One of this species is wild turnip (B. rapa), an important winter crops’ weed, widely distributed in the Pampean region. Thus, transgenic rapeseed is forbidden in the country. It is crucial to avoid dispersion of new resistant weed biotypes as they reduce the effectiveness of chemical control technologies. In 2008, a B. rapa population which was sympatric to an imidazolinone-resistant rapeseed cultivar and a susceptible one, was found in Balcarce county. Furthermore, in different sites of Buenos Aires province, glyphosate-resistant Brassica sp. populations have recently been found. The objectives of this thesis were to study the gene flow from B. napus to B. rapa weed, to establish the presence and transfer of herbicide-resistance and to perform a morphological and molecular characterization of resistant individuals. In order to achieve this objectives, experimental activities where developed. They established the degree of hybridization between species, particularly amongst the weed and the herbicide-resistant cultivar, intermediate morphological characters were identified, a molecular characterization was performed upon the putative interespecific hybrids and the resistant trait persistence was assessed in the studied environment. Moreover, the presence of new glyphosate-resistant populations was screened, the molecular origin of the resistance was investigated and the presence of multiple resistance to glufosinate was evaluated. Ultimately, prevention and control measures were proposed. The results confirmed hybridization between B. napus and B. rapa in Argentina’s main crop area. The hybrids inherited phenotypic characters from both parents and the herbicide-resistant trait was successfully transferred from rapeseed. In spite of this, resistant-trait disappeared after a year post-hybridization showing that without herbicide selection pressure, hybrid fitness, competition with another crop and rotation on the mechanism of action had a significant relevance on these individuals’ persistence. Transgenic origin was verified on glyphosate-resistant populations from different parts of the Pampean region. Conversely, no glufosinate-resistant populations were detected.

El aislamiento genético debido a la fragmentación del hábitat y a la consecuente pérdida de conectividad del paisaje es considerado como la mayor amenaza para la conservación de los grandes carnívoros, como es el caso del puma (Puma concolor). Debido a sus características biológicas, los mamíferos carnívoros son particularmente vulnerables a la pérdida y fragmentación del hábitat, como también a la persecución humana. Los ecosistemas argentinos han sido fuertemente modificados en las últimas décadas por la expansión de las actividades humanas y, aunque en el país el puma está protegido por la Ley Nacional N° 22.421, la especie se encuentra sometida a una alta presión de caza debido al creciente conflicto con la ganadería. Enfocado en la conectividad funcional a nivel de paisaje, este estudio representa la primera evaluación de la genética de poblaciones de puma en Argentina. A partir del uso combinando de muestras invasivas y no invasivas, se propuso analizar la estructura poblacional y la distribución espacial de la diversidad de este felino a través el genotipado de marcadores microsatélites específicos. Además, la inclusión de provincias con diferente tipo de manejo permitió evaluar el efecto de la presión de la caza legal sobre la estructura genética de las poblaciones. Se analizó un total de 401 muestras (180 cueros, 117 huesos, 61 heces y 43 músculos) en total, correspondientes a un período entre 1925-2018. La amplificación de 25 loci de microsatélites permitió la obtención de 199 genotipos individuales, siendo los cueros y músculos las tipologías de muestra con el éxito de genotipado mayor (70 y 67 %, respectivamente) y los huesos con el menor (30,8 %). Todos los marcadores resultaron polimórficos con un número promedio de alelos por locus de 8,2 (min: 4, máx: 14). Los análisis de estructuración poblacional sugieren la presencia de 4 grupos (clusters) genéticamente distintos. La diversidad genética general resultó ser moderada (heterocigosidad esperada He= 0,722) y heterogéneamente distribuida a lo largo del área de estudio, identificándose los mayores valores en el centro-norte y los menores en el sur y el este del país. El flujo de genes entre clusters resultó ser limitado y variable (0,6-16,2 % por generación), soportando la agrupación definida anteriormente. En general las poblaciones de puma de Argentina resultaron genéticamente empobrecidas, evidenciando indicios de cuello de botella. El tamaño poblacional efectivo resultó, en la mayoría de los casos, inferior al valor mínimo para prevenir la pérdida de diversidad genética por endogamia. En efecto, todas las poblaciones resultaron moderadamente endogámicas (Fis= 0,10- 0,39). Debido a que la mayoría de los sitios de muestreo están conectados por un paisaje permeable a los movimientos de los pumas, la existencia de una estructuración espacial marcada para P. concolor pareciera estar fuertemente asociada con la persecución humana, evidenciándose una tendencia decreciente de flujo génico, al aumentar la presión de caza. Trabajos futuros deberían explorar aspectos demográficos de estas poblaciones, e identificar los factores que limitan su conectividad para que, de esta forma, se puedan generar estrategias que garanticen su viabilidad y la conservación de la especie. / Genetic isolation due to habitat fragmentation and the consequent loss of landscape connectivity represents the main threat to the conservation of large carnivores, such as puma (Puma concolor). Due to their biological traits, carnivores are particularly vulnerable to habitat loss and fragmentation, as well as human persecution. During the last decades, Argentine ecosystems have been highly modified by the expansion of human activities. Although the National Law N° 22.421 protects pumas in Argentina, the species is under high hunting pressure due to the increasing conflict with livestock. Focused on functional connectivity at landscape level, this study represents the first evaluation of puma population genetics in Argentina. The study, based on the combined use of invasive and non-invasive samples, aims to analyze the population structure and spatial distribution of its diversity genotyping specific microsatellite markers. Moreover, the involvement of many provinces with different kind of management for the species enabled the assessment of legal hunting pressure effect on population genetics. A total of 401 samples (180 skins, 117 bones, 61 scats and 43 muscles) were analyzed, corresponding to the period between years 1925-2018. The amplification of 25 microsatellite loci resulted in 199 individual genotypes, where skin and muscle samples showed the highest genotyping success (70 and 67 %, respectively), and bone samples the lowest (30.8 %). All markers were polymorphic with an average number of alleles per locus of 8.2 (min: 4, max: 14). Population structure analyses suggest the presence of four genetically distinct groups (clusters). The overall genetic diversity is quite high (expected heterozygosity He= 0.722) and not evenly distributed across the study area, identifying the highest values in the center-north and the lowest in the south and east of the country. Gene flow estimations were low and variable between clusters (0.6-16.2 % per generation), supporting the grouping defined above. Puma populations in Argentina are genetically depauperated, expressing evidences of bottleneck events. The effective population size was in most of the cases less than the minimum value to prevent the loss of genetic diversity due to inbreeding. In fact, all populations were moderately inbred (Fis= 0.10-0.39). Since almost all sampling sites are connected through a landscape permeable to puma’s movements, the strong spatial structure of P. concolor in Argentina would appear to be highly related to human persecution, evidencing a gene flow pattern decreasing as hunting pressure increases. Future work should explore demographic aspects of these populations, and identify the factors that limit their connectivity, in order to generate plans that guarantee their viability and the conservation of the species. / TEXTO PARCIAL en período de teletrabajo