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Physiological performance of transplastomic tobacco plants overexpressing aquaporin AQP1 in chloroplast membranes
(Oxford University Press, 2018) Fernández San Millán, Alicia; Aranjuelo Michelena, Iker; Ancín Rípodas, María; Larraya Reta, Luis María; Farrán Blanch, Inmaculada; Veramendi Charola, Jon; Agronomia, Bioteknologia eta Elikadura; Agronomía, Biotecnología y Alimentación; IdAB. Instituto de Agrobiotecnología / Agrobioteknologiako Institutua
The leaf mesophyll CO2 conductance and the concentration of CO2 within the chloroplast are major factors affecting photosynthetic performance. Previous studies have shown that the aquaporin NtAQP1 (which localizes to the plasma membrane and chloroplast inner envelope membrane) is involved in CO2 permeability in the chloroplast. Levels of NtAQP1 in plants genetically engineered to overexpress the protein correlated positively with leaf mesophyll CO2 conductance and photosynthetic rate. In these studies, the nuclear transformation method used led to changes in NtAQP1 levels in the plasma membrane and the chloroplast inner envelope membrane. In the present work, NtAQP1 levels were increased up to 16-fold in the chloroplast membranes alone by the overexpression of NtAQP1 from the plastid genome. Despite the high NtAQP1 levels achieved, transplastomic plants showed lower photosynthetic rates than wild-type plants. This result was associated with lower Rubisco maximum carboxylation rate and ribulose 1,5-bisphosphate regeneration. Transplastomic plants showed reduced mesophyll CO2 conductance but no changes in chloroplast CO2 concentration. The absence of differences in chloroplast CO2 concentration was associated with the lower CO2 fixation activity of the transplastomic plants. These findings suggest that non-functional pores of recombinant NtAQP1 may be produced in the chloroplast inner envelope membrane.
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Cuantificación del trabajo en explotaciones de ovino de leche en Navarra. Incidencia de la estacionalidad ligada al pastoreo
(Sociedad Española para el Estudio de los Pastos, 2012) Eguinoa Ancho, Paola; Intxaurrandieta Salaberria, Juan Manuel; Lasarte, J.M.; Lazcanotegui, P.; Ancín Rípodas, María
La cuantificación y valorización económica del trabajo no asalariado es una de las cuestiones más relevantes y a su vez difíciles de medir en el análisis de gestión de explotaciones agrarias, principalmente en regiones como Navarra en las que la agricultura es fundamentalmente de carácter familiar. La referencia habitualmente empleada ha sido la Unidad de Trabajo Año (UTA). Esta referencia sigue siendo útil debido a la sencillez de su cálculo y la generalización de su uso. Sin embargo, los diferentes manejos agroganaderos y especialmente los vinculados al pastoreo y al aprovechamiento de comunales generan estacionalidades que marcan grandes diferencias de dedicación y horas trabajadas. En este trabajo se definen tres sistemas vinculados al ovino lechero sobre los que se recoge información detallada de las tareas realizadas y las horas efectivamente trabajadas analizándose por último la renta del trabajo obtenida en cada sistema.
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Overexpression of plastidial thioredoxin f leads to enhanced starch accumulation in tobacco leaves
(Wiley, 2013) Sanz Barrio, Ruth; Corral-Martínez, Patricia; Ancín Rípodas, María; Seguí-Simarro, José M.; Farrán Blanch, Inmaculada; IdAB. Instituto de Agrobiotecnología / Agrobioteknologiako Institutua; Gobierno de Navarra / Nafarroako Gobernua, IIM10865.RI1
Starch, the most abundant storage carbohydrate in plants, has been a major feedstock for first‐generation biofuels. Growing fuel demands require, however, that the starch yields of energy crops be improved. Leaf starch is synthesised during the day and degraded at night to power nonphotosynthetic metabolism. Redox regulation has been associated with the coordination of the enzymes involved in starch metabolism, but neither the signals nor mechanisms that regulate this metabolism are entirely clear. In this work, the thioredoxin (Trx) f and m genes, which code for key enzymes in plastid redox regulation, were overexpressed from the plastid genome. Tobacco plants overexpressing Trx f, but not Trx m, showed an increase of up to 700% in leaf starch accumulation, accompanied by an increase in leaf sugars, specific leaf weight (SLW), and leaf biomass yield. To test the potential of these plants as a nonfood energy crop, tobacco leaves overexpressing Trx f were subjected to enzymatic hydrolysis, and around a 500% increase in the release of fermentable sugars was recorded. The results show that Trx f is a more effective regulator of photosynthetic carbon metabolism in planta than Trx m. The overexpression of Trx f might therefore provide a means of increasing the carbohydrate content of plants destined for use in biofuel production. It might also provide a means of improving the nutritional properties of staple food crops.
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Post-harvest light treatment increases expression levels of recombinant proteins in transformed plastids of potato tubers
(Wiley, 2015) Larraya Reta, Luis María; Fernández San Millán, Alicia; Ancín Rípodas, María; Farrán Blanch, Inmaculada; Veramendi Charola, Jon; IdAB. Instituto de Agrobiotecnología / Agrobioteknologiako Institutua
Plastid genetic engineering represents an attractive system for the production of foreign proteins in plants. Although high expression levels can be achieved in leaf chloroplasts, the results for non-photosynthetic plastids are generally discouraging, mainly due to low transcriptional and translational rates in comparison with chloroplasts. Here, we report the expression of two thioredoxin genes (trx f and m) from the potato plastid genome to study transgene expression in amyloplasts. As expected, the highest transgene expression was detected in the leaf (up to 4.2% of TSP). The Trx protein content in the tuber was approximately 2-3 orders of magnitude lower than in the leaf. However, we demonstrate that a simple post-harvest light treatment of microtubers developed in vitro or soil-grown tubers induces up to 55 times higher accumulation of the recombinant protein in just 7-10 days. The promoter and 5’-UTR of the psbA gene displayed higher light induction than the rrn promoter. After the applied treatment, the Trx f levels in microtubers and soil-grown tubers increased to 0.14% and 0.11% of TSP, respectively. Moreover, tubers stored for 8 months maintained the capacity of increasing the foreign protein levels after the light treatment. Post-harvest cold induction (up to 5 times) at 4 ºC was also detected in microtubers. We conclude that plastid transformation and post-harvest light treatment could be an interesting approach for the production of foreign proteins in potato.
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Increased bioethanol production from commercial tobacco cultivars overexpressing thioredoxin f grown under field conditions
(Springer, 2014) Farrán Blanch, Inmaculada; Fernández San Millán, Alicia; Ancín Rípodas, María; Larraya Reta, Luis María; Veramendi Charola, Jon; IdAB. Instituto de Agrobiotecnología / Agrobioteknologiako Institutua
Bioethanol is mainly produced from food crops such as sugar cane and maize while it has been held partly responsible for the rise of food commodity prices. Tobacco, integrated in biorefinery facilities for the extraction of different compounds, could turn into an alternative feedstock for biofuel production. When grown for energy production, using high plant densities and several mowings during the growing season, tobacco can produce large amounts of inexpensive green biomass. We have bred two commercial tobacco cultivars (Virginia Gold and Havana 503B) to increment the carbohydrate content by the overexpression of thioredoxin f in the chloroplast. Marker-free transplastomic plants were rescued and their agronomic performance under field conditions was evaluated. These plants were phenotypically equivalent to their wild types yet showed increased starch (up to 280%) and soluble sugar (up to 74%) contents in leaves relative to their control plants. Fermentable sugars released from the stalk were also higher (up to 24%) for transplastomic plants. After a heat pretreatment, enzymatic hydrolysis and yeast fermentation of leaf and stalk hydrolysates, an average of 20-40% more ethanol was obtained from transplastomic plants in relation to their control wild types. We propose an integral exploitation of the entire tobacco plant managed as a forage crop (harvesting sugar and starch-rich leaves and lignocellulosic stalks) that could considerably cheapen the entire production process.
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Evaluación de diferentes tipos de fertilizantes químicos y orgánicos en la producción de frijol (Phaseolus vulgaris L. var. Alubia) en el distrito de San Juan de Castrovirreyna-Huancavelica (Perú)
(2011) Ancín Rípodas, María; Arregui Odériz, Luis Miguel; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos; Nekazaritza Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa; Producción Agraria; Nekazaritza Ekoizpena
El frijol o judía verde (Phaseolus vulgarisL.) es uno de los cultivos andinos que del Perú. A pesar de que el país cuenta con alimentos suficientes para su población, existe una falta de disponibilidad y acceso a ellos que hacen que uno de cada cuatro peruanos padezca hambre y malnutrición crónica. En el ámbito rural esa cifra supera el 40% (ENDES 2000). En este sentido, con el presente Trabajo Fin de Carrera se estudia la fertilización en el cultivo de frijol utilizando diferentes tipos de fertilizantes, minerales y orgánicos, para comprobar cuáles producen los mejores rendimientos y llevan un menor coste asociado. Aspecto que en definitiva, se traduce en un mayor beneficio para el agricultor. Los ensayos se han llevado a cabo en el distrito de San Juan de Castrovirreyna, región de Huancavelica. Se establecieron dos parcelas experimentales. La primera ubicada en la capital de distrito (San Juan de Castrovirreyna) en un terreno cedido por la ONGD Desco. La otra en la localidad de Quilca, en un terreno cedido por un agricultor local. Se ha ensayado con la variedad Alubia, cuya introducción en la zona ha sido reciente, pero se han obtenido buenos rendimientos en vaina verde en campañas anteriores. En general el cultivo se llevó a cabo entre los meses de agosto y noviembre. El manejo del cultivo se realizó de forma similar a lo acostumbrado en la zona. Pero se llevó a cabo un seguimiento del cultivo en cuanto a plagas, enfermedades, condiciones climáticas, etc. A partir de estas observaciones se deciden los tratamientos fitosanitarios y riegos necesarios. Al final del cultivo se realizó la cosecha para obtener el rendimiento y también se hicieron muestreos, tales como altura y peso fresco de planta, pero sobre todo los que incumben al rendimiento como peso fresco y seco de las vainas, longitud de vainas o peso de 100 granos. Finalmente, los resultados obtenidos muestran que, estadísticamente, ninguno de los tratamientos presentó un rendimiento superior al resto, aunque sí se muestra una tendencia de los fertilizantes químicos a conseguirlo, ya que en algunos parámetros de rendimiento como peso fresco y seco de vaina o longitud de vaina sí obtuvieron los mejores resultados. A nivel económico los fertilizantes químicos y el testigo (sin fertilización) dieron lugar a los mayores beneficios, pero con ventaja ligera frente a los orgánicos, exceptuando los tratamientos en los que se aplicó biol, cuyo coste fue muy elevado, lo que dio lugar a beneficios mucho menores.