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PPARs, síndrome metabólico y enfermedad cardíaca.

KARLA GUADALUPE CARVAJAL AGUILERA MARIA DE LA LUZ HERNANDEZ ESQUIVEL RAFAEL MORENO SANCHEZ (2007)

Los receptores nucleares PPARs (Receptores Activados por Proliferadores Peroxisomales) son factores de transcripción que se activan por la unión de ligandos específicos (naturales o sintéticos) y regulan la expresión de genes involucrados en el metabolismo de los lípidos y de la glucosa, formando así una conexión directa entre las señales extracelulares y la expresión de genes. Existen tres subtipos de PPARs, los PPARα, PPARβ/δ y PPARγ, cuya expresión es tejido-específica. La activación farmacológica de estos receptores con

ligandos específicos ha permitido evidenciar su papel en la fisiología celular. Actualmente

se utilizan en la clínica dos tipos de activadores, los fibratos específicos para los PPARα

con efecto hipolipemiante, y las tiazolidinedionas o glitazonas, agonistas PPARγ con

acción hipoglucemiante, cuyos principales efectos radican en la activación de la oxidación

y movilización de lípidos, y en la sensibilización de los tejidos periféricos a la acción

de la insulina. Además de su efecto benéfico sobre la homeostasis lipídica y de la glucosa,

la activación de los PPARs confiere protección al miocardio en el desarrollo de enfermedades

y participa en la modulación de la respuesta inflamatoria. Recientemente se han

desarrollado agonistas específicos para los receptores PPARβ/δ y agonistas híbridos para

PPARs α y γ; su aplicación preliminar en la clínica es prometedora para el tratamiento del

síndrome metabólico, la diabetes tipo 2 y la enfermedad cardíaca.

The nuclear receptor PPARs (peroxisomal proliferators-activated receptors) are transcription

factors activated by natural and synthetic ligands. Three different isoforms of

PPARs have been described, PPARα, PPARβ/ δ, and PPARγ. PPARs isoforms are tissue-dependent

expressed and they regulate the gene expression of proteins involved in glucose and

lipid metabolism. Selective pharmacological activation of these isoforms has revealed their

role in cellular physiology. Nowadays, two kinds of PPARs agonists are currently used in

the clinical practice, the fibrate hypolipidemic drugs, used in the treatment of dyslipidemia,

are synthetic ligands for PPARα, whereas thiazolidinediones or glitazones have PPARγ

selectivity and are used as hypoglycemic agents. The main cellular effect of PPAR activation

lies on fatty acid oxidation and mobilization (PPARα) as well as they act as insulin

sensitizers on peripheral tissues (PPARγ). In addition to these beneficial effects of PPARs,

it has also been demonstrated that PPARs activation can prevent cardiac dysfunction in diabetic

patients as well as the anti-inflammatory processes developed in many diseases. Recent

development of PPARβ/δ and hybrid PPARs α and γ agonists, and their clinical trials

are giving promising outcomes in the therapeutics of metabolic syndrome, diabetes and

cardiac diseases.

Article

MEDICINA Y CIENCIAS DE LA SALUD Receptores activados del proliferador del peroxisoma - Fisiología Receptores activados del proliferador del peroxisoma - Efectos de drogas Receptores activados del proliferador del peroxisoma - Metabolismo Receptores activados del proliferador del peroxisoma - Clasificación Cardiopatías - Etiología Resistencia a la insulina Síndrome X metabólico - Quimioterapia Síndrome X metabólico - Etiología Miocardio - Metabolismo Peroxisome proliferator - Activated receptors - Physiology Peroxisome proliferator - Activated - Drug effects Peroxisome proliferator - Activated receptors - Metabolism Peroxisome proliferator - Activated receptors - Classification Heart diseases - Etiology Insulin resistance Metabolic syndrome X - Drug therapy Metabolic syndrome X - Etiology Myocardium - Metabolism PPARs Fibratos Glitazonas Síndrome metabólico Resistencia a insulina Metabolismo cardíaco Fibrates Glitazones Metabolic syndrome Insulin resistance Cardiac metabolism

Interaction of spermine with a signal transduction pathway involving phospholipase C, during the growth of Catharanthus roseus transformed roots

ILEANA DE LA CARIDAD ECHEVARRIA MACHADO ANGELA FRANCISCA KU GONZALEZ VICTOR MANUEL LOYOLA VARGAS SOLEDAD MARIA TERESA HERNANDEZ SOTOMAYOR (2004)

In Cantharanthus roseus transformed roots, the application of methylglyoxal bis(guanylhydrazone) (MGBG), an inhibitor of S-adenosylmethionine decarboxylase (SAMDC; EC 4.1.1.50), inhibited the root growth in a dose-dependent manner with a DL50 of about 300 μm. Spermidine and spermine (Spm) levels and SAMDC and phospholipase C (PLC; EC 3.1.4.3) activities were reduced in the presence of the inhibitor. The inhibition was reversed by the addition of Spm. Radioactivity from [14C[Spm was detected in an immunoprecipitated fraction with an antibody anti-PLC-δ. To our knowledge, this is the first direct evidence that demonstrates an interaction of Spm with the signal transduction cascade phosphoinositide-Ca 2+.

Article

BIOLOGICAL ORGANS ENZYME INHIBITION ENZYMES IMMUNOLOGY PHYSIOLOGY PRECIPITATION (CHEMICAL)  BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA

Nutrición por etapas fenológicas en tomate cultivado en hidroponía.

CÉSAR SAN MARTÍN HERNÁNDEZ (2016)

Tesis (Doctorado en Ciencias, especialista en Edafología).- Colegio de Postgraduados, 2016.

Durante el ciclo biológico, las plantas demandan diferentes nutrimentos que afectan su fisiología, rendimiento y calidad de cosechas. De ahí que sea necesario investigar la nutrición por etapas fenológicas y evaluar su impacto en el crecimiento, rendimiento y calidad del fruto. Los objetivos de esta investigación fueron: a) evaluar el efecto concentraciones crecientes en la solución nutritiva de N a 10, 12, 14 y 16 molc m-3 aplicado en etapa vegetativa y K con 5, 7, 9, 11 y 13 molc m-3 suministrado en etapa reproductiva, sobre la producción de biomasa, el crecimiento, el rendimiento y la calidad del fruto; b) identificar las dosis de N y K óptimas según el rendimiento y calidad del fruto de tomate hidropónico. Los resultados mostraron que en etapa vegetativa, al suministrar N de 10 a 16 molc m-3, se incrementaron el área foliar (AF), biomasa seca vegetativa (BSV), índice de área foliar (IAF), duración de área foliar (DAF) y el porcentaje de N de hojas y tallos; el crecimiento se ajustó a un modelo cuadrático que varió por el N. En la etapa reproductiva, conforme aumentó el K en la solución nutritiva de 5 a 13 molc m-3, se incrementaron AF, BSV, IAF y DAF; el crecimiento del cultivo se ajustó a un modelo lineal negativo y cuadrático con efectos del K; la concentración de N y K en hojas, tallos y frutos, creció según el nivel de N y K suministrado; también, la aplicación de N de 10 a 16 molc m-3, aumentaron los azúcares reductores y totales, vitamina C, luminosidad, porcentajes de jugo (% jugo) y acidez del fruto, pero disminuyeron los sólidos solubles totales (SST), Hue, licopeno y β-caroteno; y al elevar el K de 5 a 13 molc m-3, los azúcares reductores, SST, licopeno, luminosidad, % jugo, la acidez del fruto y el rendimiento aumentaron, pero el valor de Hue se redujo. Las dosis más recomendables para lograr la mejor calidad y rendimiento se encontraron con el suministro de N de 12 a 16 molc m-3 y K con 9 a 13 molc m-3. El incremento del suministro de N y K por etapas fenológicas mejora el crecimiento, rendimiento y la calidad del fruto de tomate hidropónico. _______________ NUTRITION BY PHENOLOGICAL STAGES IN TOMATO CULTIVATED IN HYDROPONICS. ABSTRACT: During their life cycle, plants require different nutrients that affect physiology, yield and crop quality. Therefore, there is a dire need to investigate nutrition requirements per growth stages and assess its impact on growth, yield and fruit quality. The objectives of this research were: a) to evaluate the effect of increasing N concentrations in the nutrient solution at 10, 12, 14 and 16 molc m-3 applied in vegetative stage, and K concentration at 5, 7, 9, 11 and 13 molc m-3 supplied during the reproductive stage on biomass production, growth, yield and fruit quality; b) to identify the optimal dose of N and K on yield and fruit quality of hydroponic tomatoes. The results showed that in vegetative stage, the supply of 10-16 N molc m-3 increased leaf area (LA), vegetative dry biomass (VDB), leaf area index (LAI), leaf area duration (LAD) and the percentage of N of leaves and stems; growth was adjusted to a quadratic model that varied according to N concentrations supplied. In the reproductive stage, as K in the nutrient solution increased from 5-13 molc m-3, the LA, VDB, LAI and LAD also increased; crop growth was adjusted to a negative linear and quadratic model with effects of K; N and K concentration in leaves, stems and fruits, rose according to the levels of N and K supplied; also, the application of N 10-16 molc m-3, increased the reducing and total sugars, vitamin C, luminosity, percentages of juice (% juice) and fruit acidity, but decreased the total soluble solids (TSS), Hue, lycopene and β-carotene; while when increasing the K concentration from 5-13 molc m-3, the reducing sugars, TSS, lycopene, brightness, % juice, fruit acidity and yield increased, but decreased Hue values. The most recommended dose to ensure the best quality and yield are with N of 12-16 molc m-3 and K of 9-13 molc m-3. The increased supply of N and K by phenological stages improves growth, yield and fruit quality of hydroponic tomato.

Doctoral thesis

Crecimiento Azúcares Calidad de fruto Distribución nutrimental Fisiología Growth Sugars Fruit quality Nutrient distribution Physiology Edafología Doctorado CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS AGRONOMÍA NUTRICIÓN VEGETAL

La diversidad genética de maíz ancho en México.

JOSE ALBERTO AGUILAR JUAREZ (2016)

Tesis (Maestría en Ciencias, especialista en Genética).- Colegio de Postgraduados, 2016.

México es el centro de origen y diversificación del maíz, donde existe una vasta diversidad de formas biológicas que en parte se han intentado conocer y clasificar mediante numerosas investigaciones. Uno de los enfoque del estudio contempla estudiar la diversidad dentro de una raza, y sus variantes. Los esfuerzos se concentraron en los maíces del Bajío, Valles Altos y regiones tropicales de México. Los tipos Ancho se distribuyen en zonas de transición, las cuales han sido descuidadas. Este maíz actualmente a alcanzando altos precios en mercados especializados, porque con él se produce un pozole (platillo tradicional) de gran calidad. Estos precios incrementaron el interés de muchos productores en este maíz ocasionando una ampliación de su distribución. Diferentes estudios reportan poblaciones a nivel de raza que no habían sido descritas y sugieren que son el producto de la interacción del maíz Ancho con los maíces locales de la región. Debido a que la raza de maíz Ancho no ha sido descrita profundamente no se puede asegurar que sus variantes constituyan razas diferentes, ya que pueden ser sub razas del maíz Ancho. Este trabajo tuvo los objetivos de estudiar la diversidad de maíz tipo Ancho en cuanto a sus ambientes de cultivo, características morfológicas y respuestas agronómicas y fisiológicas; además de conocer las diferentes respuestas de estos maíces en dos condiciones ambientales contrastantes. La importancia de este estudio es de distintitas índoles, por un lado, conocer la diversidad para un adecuado monitoreo y conservación, por otro, aprovechar esa diversidad en mejoramiento genético. La investigación se divide en cuatro capítulos: el primero analiza la biogeografía y nicho ecológico del maíz Ancho, el segundo devela la estructura de la diversidad morfológica de la raza. El capítulo tres y cuatro evalúan las respuestas agronómicas y fisiologías, respectivamente. _______________ GENETIC DIVERSITY OF ANCHO MAIZE IN MEXICO. ABSTRACT: Mexico is the center of origin and diversification of maize, where there is a vast diversity of biological forms that have been tried partly know and classify by numerous investigations. One of the study approaches includes study the diversity within a race, and its variants. Efforts were concentrated on the maizes from Bajio, Valles Altos and tropical regions of Mexico. Ancho types are distributed in transition zones, which have been neglected. This maize now to reaching high prices in niche markets, because with him high pozole (traditional dish) quality. Prices increased the interest of many producers in this maize causing an expansion of its distribution. Different studies report population in race level that had not been described, and suggest that they are the product of interaction with local maize in the region. Due Ancho race has not been described deeply it can not ensure that its variants constitute different races, as they can be sub-races of Ancho maize. This work had the objectives to study the diversity of Ancho maize type in their growing environments, morphological, and agronomic and physiological responses; besides knowing the different responses of these maizes in two contrasting environmental conditions. The importance of this study is to meet diversity for proper monitoring and conservation, and to take advantage of this diversity in breeding. The research is divided into four chapters: the first analyzes the biogeography and ecological niche of Ancho maize, the second reveals the structure of the morphological diversity of race. Chapter three and four evaluate the agronomic and physiologies responses, respectively.

Master thesis

Maíces criollos Maíz Ancho Recursos fitogenéticos Biogeografía Variantes regionales Fisiología Native maize Maize Ancho Plant genetic resources Biogeography Locales Physiology Genética Maestría CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS AGRONOMÍA GENÉTICA VEGETAL

Cultivating in vitro coconut palms (Cocos nucifera) under glasshouse conditions with natural light, improves in vitro photosynthesis nursery survival and growth

CARLOS ROBERTO TALAVERA MAY FERNANDO AMILCAR CONTRERAS MARTIN FRANCISCO LEONEL ESPADAS Y GIL GABRIELA FUENTES ORTIZ JORGE MANUEL SANTAMARIA FERNANDEZ (2005)

Plantlets of coconut were cultured in vitro under three different ambient conditions including a standard culture room, a culture room inside a glasshouse with natural light but controlled temperature, and a standard glasshouse with natural light and natural fluctuations of temperature. Plantlets from the 3 treatments were compared in terms of growth, plant survival as well as net photosynthesis and efficiency of PSII (Fv/Fm ratio) both at the end of the in vitro stage and at 3 stages of ex vitro acclimatization. At the end of the in vitro stage, plantlets cultured in vitro under glasshouse conditions showed the best performance showing the highest photosynthesis rate, dry weight and number of leaves. Plantlets from the standard culture room showed the lowest photosynthesis and growth rate. After 6 months of ex vitro acclimatization, plantlets originally grown in vitro under glasshouse conditions maintained better field survival and growth rates in terms of fresh weight, dry weight and leaf number than plantlets originally grown in vitro in the standard culture room. Although more studies are required to define the reason for this effect, it is clear that the conditions of standard culture rooms are not the best for in vitro cultivation of coconut and perhaps other tropical species.

Article

ACCLIMATIZATION HORTICULTURE  MICRO-PROPAGATION  PHYSIOLOGY PLANT TISSUE CULTURE BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA

Efecto de la condición ambiental y la fertilización en el preacondicionamiento de Pinus engelmannii CARR en el vivero y su desempeño en campo

JOSÉ LUIS GARCÍA PÉREZ (2014)

Tesis (Maestría en Ciencias, especialista Forestal).- Colegio de Postgraduados, 2014.

El preacondicionamiento de la planta se realiza durante la etapa final de vivero y tiene como propósito favorecer su lignificación para que sea capaz de tolerar el estrés hídrico, nutricional y mecánico en los sitios de plantación. Esto se logra mediante un manejo adecuado de prácticas culturales como la fertilización y los riegos, mientras se elimina el efecto invernadero las plantas se exponen a condiciones ambientales de temperatura, humedad relativa e intensidad de luz, semejantes a las presentes en el campo. Se evaluó el efecto de: a) cuatro condiciones ambientales (invernadero, intemperie, malla sombra y malla sombra más intemperie) y b) tres niveles de fertilización (sin fertilización, dosis baja y dosis alta) y la interacción de éstos durante el preacondicionamiento en vivero, en la supervivencia y crecimiento inicial de Pinus engelmannii Carr. en campo. Se realizaron tres evaluaciones, a los 28, 40 y 52 meses de establecida. Las variables evaluadas fueron supervivencia y crecimiento, en altura y diámetro. Después de 52 meses de establecida la plantación, las condiciones ambientales de preacondicionamiento en vivero afectaron la supervivencia (p ≤ 0.05). La mayor supervivencia se logró en las plantas expuestas a la condición de intemperie y malla sombra con 69 y 60 %, respectivamente. La fertilización no afectó la supervivencia durante todo el periodo de evaluación (p ≥ 0.05). El efecto combinado de la condición ambiental y la fertilización influyó en la supervivencia (p ≤ 0.05), los tratamientos formados por la condición de intemperie más dosis alta y baja de fertilización fueron los mejores con 76 y 70 % de supervivencia, respectivamente. Los mejores niveles de altura se registraron cuando las plantas estuvieron preacondicionadas a la intemperie con dosis altas de fertilización, mientras que el diámetro tuvo su mejor nivel en la condición de malla sombra y a la intemperie, ambas con dosis bajas de fertilización. La mayor supervivencia se obtuvo cuando las plantas se preacondicionaron a la intemperie y en malla sombra durante dos meses. Los niveles de fertilización no afectaron la supervivencia. _______________ SURVIVAL AND GROWTH OF Pinus engelmannii CARR. AFTER HARDENING STAGE IN NUSERY. ABSTRACT: Hardening is carried out at the end of nursery stage and its purpose is to prepare the plants in order to be able to tolerate water, nutrient and mechanical stresses at the outplanting site. This is achieved through suitable management of the cultural practices such as fertilization and irrigation, eliminating greenhouse effect and exposing the plants to environmental conditions of temperature, relative humidity and light intensity similar to the field. We assessed: a) four environmental conditions (greenhouse, outdoor, shadecloth and shadecloth-outdoor combination) and b) three fertilization levels (unfertilized, low and high) and their interaction during hardening in nursery and its effect on survival and field performance of Pinus engelmannii Carr. We performed tree evaluations at 28, 40 y 52 months after planted. Variables evaluated were survival and growth in terms of height and diameter at ground level. At 52 months after plantation, environmental conditions applied during the hardening stage affected the survival (p ≤ 0.05). The higher survival rate was in seedlings exposed at outdoor and shadecloth conditions showing 69 and 60 %, respectively. Fertilization did not affected the survival for this evaluation period (p ≥ 0.05). Interaction of environmental conditions and fertilization affected the survival (p ≤ 0.05), treatments formed by outdoor condition and low and high level of fertilization were the best with 76 and 70 % respectively. The highest seedlings resulted when seedlings were hardened in outdoors environmental condition with high fertilization level, while diameter was higher in shadecloth and outdoor conditions, both with low fertilization level. The highest survival can be obtained when seedlings are hardened in outdoors and shadecloth conditions during two months. Fertilization levels did not affected survival.

Master thesis

Pinus engelmannii Calidad de planta Fisiología Morfología Nutrimentos Seedling quality Physiology Morphology Nutrients Forestal Maestría Condición ambiental CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Respuesta fisiológica y productiva de cuatro gramíneas tropicales de los géneros Urochloa y Megathysus a la sombra de Melia azedarach L

FRANCISCO SANTIAGO HERNANDEZ (2015)

Tesis (Maestría en Ciencias, especialista en Agroecosistemas Tropicales).- Colegio de Postgraduados.

Se determinó el efecto de la sombra de Melia azedarach L. en la fisiología y producción de gramíneas Megathyrsus maximus cv. Tanzania y Mombaza y los híbridos de Urochloa Oaxaca y Yacaré. Se evaluó la producción de biomasa, calidad nutritiva y la fisiología de gramíneas en lluvias (Agosto de 2013) y nortes (Febrero de 2014), en sombra y sol. Los cultivares produjeron más biomasa forrajera (P<0.05) que los híbridos. La proteína cruda (PC) no difirió entre gramíneas (P=0.516), Mombaza y Tanzania tuvieron más fracción fibra detergente neutro (FDN; 49.2 y 50.2%; P<0.05) y ácida (FDA; 34.4 y 34.1%; P<0.05), y fueron menos digestibles (61.7 y 61.6%; P<0.05) que los híbridos. En sombra, la biomasa disminuyó 44% (P<0.05), aunque las hojas contenían más PC (16.8±2.1%; P<0.05) y menos FDA (30.0±6.7%), siendo más digestibles (65.7%; P<0.05); la tasa de asimilación de CO2 disminuyó en sombra (8.6±4.4 µmol CO2 m-2 s-1; P<0.05). En lluvias se produjo más biomasa (8,236±4,257 kg MS ha-1 corte-1; P<0.0001), aunque en nortes la calidad nutritiva mejoró (P<0.05). En lluvias se asimiló más CO2 (P<0.0001), y también en sol que en sombra (19.1±8.2 vs. 8.6±4.4 µmol m-2 s-1; P<0.05). Las condiciones más favorables para la producción suceden en lluvias, aunque la calidad nutritiva mejora en nortes. En sombra, la fotosíntesis de las plantas se altera afectando la producción, aunque con efecto positivo en la calidad nutritiva de todas las gramíneas. Oaxaca y Yacaré parecen adaptarse más a condiciones de sombra respondiendo con mayor estabilidad en producción y mejor calidad nutritiva de su follaje. _______________ PHYSIOLOGICAL RESPONSE AND BIOMASS PRODUCTION OF FOUR TROPICAL GRASSES (Urochloa spp. and Megathyrsus spp.) UNDER SHADE FROM Melia azedarach L. ABSTRACT: We evaluate the effect of shade from Melia azedarach L. on the physiology and biomass production in Megathyrsus maximus cv. Tanzania and Mombaza and Urochloa hybrid Yacare and Oaxaca. Forage biomass, nutritive value and grass physiology were assessed during the rainy (August 2013) and windy (February 2014) seasons, under shade and light conditions. The cultivars produced more forage biomass (p<0.05) than hybrids. While crude protein (CP) did not differ among grasses (p=0.516), Mombasa and Tanzania had more neutral detergent fiber (NDF; 49.2 and 50.2%, respectively; p<0.05), and more acid detergent fiber (ADF; 34.4 and 34.1%, respectively; P<0.05), and were less digestible (61.7 and 61.6%; P<0.05) than Oaxaca and Yacare. Under shade, forage biomass decreased 44% (P<0.05), although the leaves contained more CP (16.8±2.1%; P<0.05) and less ADF (30.0±6.7%), and were more digestible (65.7%; P<0.05). The CO2 assimilation rate also decreased under conditions of shade (8.6±4.4 μmol CO2 m-2 s-1; P<0.05). More biomass was produced during the rainy season (8,236±4,257 kg DM ha-1 harvest-1; P<0.0001), whereas during the windy season nutritional quality improved (P<0.05). During the rainy season, CO2 uptake was greater (P<0.0001), and more in sun than in shade (19.1±8.2 vs. 8.6±4.4 μmol m-2 s-1; P<0.05). The most favorable time period for biomass production was during the rainy season, although nutritional quality improved during the windy season without regard to grass strain. Under shade, altered plant photosynthesis affected production, although positive effects on nutritional quality were observed. The Oaxaca and Yacare strains seem more adapted to shade, responding with greater production stability and better nutritional quality of foliage production.

Master thesis

Urochloa Megathyrsus Melia azedarach Sistema Agroforestal Biomasa Fisiología Agroforestry system Biomass Physiology Agroecosistemas Tropicales Maestría CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS CIENCIA FORESTAL AGRICULTURA, SILVICULTURA, PESCA

Improving crop adaptation to climate change through strategic crossing of stress adaptive traits

Matthew Paul Reynolds Gemma Molero C. Mariano Cossani Phillip Alderman Sivakumar Sukumaran (2015)

Crossing programs based on phenomics have resulted in a new generation of drought adapted wheat lines based on strategic crossing of complementary physiological traits (PT) that have been included in CIMMYT's international distribution system since 2010. New PT lines have shown superior performance over conventional material in most international environments. For example, in the 17th SAWYT the average yield of PT lines was larger than the group of conventionally bred lines at 75% of international sites. This ongoing effort has involved broadening the genetic base of conventional wheat genepools through extensive use of genetic resources, including landraces and products of inter-specific hybridization with members of the Triticeae tribe. One of the prerequisites for successful application of phenomics in breeding is the establishment of reliable screening tools and platforms that can precisely measure expression of physiological traits in realistic field environments. Genetic gains associated with selection for canopy temperature and spectral water indices have shown that such remotely sensed traits can serve as proxies that reliably estimate water relations characteristics impacting on yield. The first aerial remote sensing platforms for large scale genetic resource screening was developed at CIMMYT in Mexico and more than half of the accessions of the World Wheat Collection have been screened. These high throughput field phenotyping tools have application in gene discovery and QTL for both drought and heat adaptive traits have been identified on 4 different chromosomes of the Seri/Babax RILs population, showing for the first time a common genetic basis for these key abiotic stresses. Similarly the phenology- controlled ‘Wheat Association Mapping Initiative’ panel has been used for gene discovery work. To define the best constellation of traits for application in breeding -and determine priorities for genetic understanding- it is necessary to develop conceptual models of adaptive traits that highlight wheat's genetic limitations under water limitation; pre-breeding serves as a practical tool to test different models.

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Physiology Plant breeding CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Translational research for climate resilient, higher yielding crops

Matthew Paul Reynolds Hans-Joachim Braun Kevin Pixley Greg Rebetzke (2019)

Investment in scientific research is generally asymmetrical: it depends on precedents, current trends in science and technology, and economic, political and social agendas. However, asymmetry occasionally leads to bottlenecks that limit delivery of valuable technologies. This review considers the case of translating plant research to crop genetic improvement. Considerable progress has been made in basic plant science in recent decades fueled largely by the revolution in genetics. Meanwhile, human population has continued to grow exponentially, the natural resource base upon which agriculture depends has diminished significantly, and the climate is becoming less conducive to agriculture in general, especially in already food insecure regions. However, although basic research has delivered promising outputs using model crop species, relatively few new ideas have been tested in a mainstream breeding context. Past successful translational research projects—including enhancing the vitamin A content of maize, increasing the ability of rice to tolerate flooding, approaches for improving the yield potential of spring wheat, and traits for increasing the climate resilience of maize and sorghum—required interdisciplinary and often international collaboration to deliver adequate proofs of concept. They were also driven by a visionary approach and the necessary time commitment from the research institutions and funding bodies involved. These attributes are prerequisite for capitalizing on basic plant research and harnessing it to food security.

Article

CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA PLANT BREEDING PHYSIOLOGY DEVELOPMENT FARMERS AGRONOMIC CHARACTERS FOOD SECURITY NUTRITION