Doctorado en Ciencias en Recursos Naturales y Medio Ambiente en Zonas Áridas

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https://repositorio.chapingo.edu.mx/handle/20.500.12098/117

El Doctorado en Ciencias en Recursos Naturales y Medio Ambiente en Zonas Áridas buca generar conocimiento científico e innovaciones tecnológicas para el aprovechamiento sustentable de los recursos bióticos en función del agua y del ambiente en zonas áridas, con una visión sistémica y compromiso ético y social.

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    Physiological indicators of adaptability to water deficit of Lotus corniculatus L. in arid areas of northern Mexico
    (Universidad Autónoma Chapingo, 2024-05-31) González Espíndola, Luis Ángel ; Pedroza Sandoval, Aurelio ; García de los Santos, Gabino ; Trejo Calzada, Ricardo ; Álvarez Vázquez, Perpetuo ; Quezada Rivera, Jesús Josafath ; Samaniego Gaxiola, José Alfredo
    El impacto de la limitación de agua en materiales de Lotus corniculatus L., fue el objetivo de este estudio, centrándose en la producción de metabolitos secundarios y la actividad antioxidante en respuesta al déficit hídrico (DH) en diferentes períodos estacionales. Además, esta investigación evaluó las respuestas fisiológicas, enfocada en los cambios en el contenido relativo de agua y los pigmentos fotosintéticos como indicadores de la resiliencia de las plantas. El diseño experimental empleado fue en bloques aleatorios con tres repeticiones, el estudio examino dos niveles de contenido de agua en el suelo y cinco ecotipos ordenados de manera factorial (2 × 5) para generar diez tratamientos. Los resultados revelaron variaciones significativas entre los ecotipos bajo DH, particularmente el ecotipo 255301 que exhibió concentraciones elevadas de fenoles totales, flavonoides, taninos y actividad eliminadora de radicales durante el invierno. El ecotipo 255305 demostró una mayor actividad eliminadora de radicales y una concentración total de taninos en invierno y primavera bajo DH. Además, el ecotipo 255301 exhibe una mayor concentración de saponina total durante el verano bajo DH, lo que indica colectivamente respuestas adaptativas para mitigar el déficit de agua y las temperaturas extremas. Los pigmentos fotosintéticos mostraron efectos significativos, particularmente en la clorofila total, con notables incrementos en la concentración de clorofila a en el ecotipo 255301 bajo DH en comparación con otros ecotipos. Las concentraciones de carotenoides también están influenciadas por el déficit hídrico, observándose niveles más altos en ecotipos específicos y en la variedad Estanzuela Ganador durante los períodos estacionales. El análisis de componentes principales revela que el contenido de humedad del suelo afecta significativamente las concentraciones de clorofila y carotenoides, y las condiciones óptimas de humedad se correlacionan con niveles más altos de pigmento. En conclusión, la importancia de comprender las respuestas fisiológicas de L. corniculatus al estrés por déficit hídrico en esta investigación subraya información sobre su potencial como cultivo forrajero que ahorra agua para la agricultura sostenible y la mejora de la seguridad alimentaria.
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    Desarrollo de Carya illinoinensis (W.) K. en interacción con Rizobacterias Promotoras de Crecimiento Vegetal bajo condiciones de estrés por salinidad
    (Universidad Autónoma Chapingo, 2024-05) Palacio Rodríguez, Rubén ; Arreola Ávila, Jesús Guadalupe ; Sáenz Mata, Jorge ; Trejo Calzada, Ricardo ; Quezada Rivera, Jesús Josafath
    La salinidad es un problema que representa un desafío para el sector agrícola, comprometiendo la fisiología y el metabolismo vegetal, lo que conduce a un desequilibrio iónico y estrés osmótico. En este contexto, las rizobacterias promotoras de crecimiento vegetal (PGPR) pueden ser una alternativa para contrarrestar el problema. Este estudio se enfoca en evaluar la capacidad de la rizobacteria Bacillus paralicheniformis LBEndo1 para aumentar la biomasa de las plántulas, así como mejorar la resistencia al estrés salino en el nogal pecanero (Carya illinoinensis), bajo condiciones de estrés por salinidad. Para el desarrollo de la investigación se tomaron en cuenta dos variables, la presencia de estrés salino (50 mM de NaCl) y la inoculación de las plántulas con la cepa LBEndo1, dando como resultado cuatro tratamientos. La inoculación se llevó a cabo aplicando 10 ml de solución bacteriana a una concentración de 1x108 UFC/ml directamente en la base del tallo de las plántulas, posteriormente se regaron cada tercer día con una solución salina. Los resultados del estudio revelaron que la inoculación con la rizobacteria LBEndo1 mejoró el desarrollo de las plántulas de nogal en ambas condiciones (con estrés y sin estrés). Este efecto se manifestó en un incremento en la biomasa de las plantas, evidenciado por un aumento en el peso seco de las hojas, tallo y raíces, así como en el diámetro y altura del tallo. Asimismo, las plántulas que interactuaron con la PGPR presentaron un aumento en la concentración de clorofila y prolina, indicativo de una mejor adaptación al estrés salino. Además, se observó una reducción en el daño foliar, demostrando así la eficacia de la rizobacteria en mitigar los efectos de la salinidad. La inoculación bacteriana también indujo la regulación de genes clave involucrados en la respuesta al estrés salino, lo que sugiere un mecanismo por el cual LBEndo1 mejora la tolerancia a la salinidad. Este conjunto de resultados muestra no solo la capacidad de LBEndo1 para promover el crecimiento vegetal en condiciones de estrés, sino también su papel en la modulación de la respuesta génica de las plantas al estrés salino, ofreciendo nuevas perspectivas para el manejo de la salinidad en la agricultura.
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    Diversidad morfológica, genética y caracterización fitoquímica de Argemone spp., de la parte media del Desierto Chihuahuense
    (Universidad Autónoma Chapingo, 2024-05) Ochoa García, Perla Patricia ; García González, Fabián ; Trejo Calzada, Ricardo ; Quezada Rivera , Jesús Josafath ; Sánchez Salas, Jaime ; Moro Pérez, Gisela
    El Desierto Chihuahuense constituye una de las áreas geográficas más diversas del norte de México, contando con gran variedad de especies vegetales de importancia comercial y etnobotánica, no obstante, también encontramos una considerable distribución de plantas denominadas malezas como las pertenecientes a Argemone L. (Papaveraceae). Sin embargo, se desconoce gran parte de la ecología de dichas plantas. El objetivo de este estudio fue determinar la diversidad morfológica, genética y fitoquímica de Argemone spp. en la parte media del Desierto Chihuahuense. Por lo cual, se realizó un análisis morfométrico y la determinación de minerales en el suelo y semillas de las poblaciones silvestres de Argemone pertenecientes al Desierto Chihuahuense. Argemone pleiacantha presentó diferencias para peso (F = 54.79, p = 0.001), longitud (F = 90.83, p = 0.001), espesor (F = 104.89, p = 0.001) y diámetro (F = 155.82, p = 0.001). Las diferencias encontradas en Argemone mexicana fueron peso (F = 46.71, p = 0.001), espesor (F = 187.49, p = 0.001), longitud (F = 191.56, p = 0.001) y diámetro (F = 215.83, p = 0.001). El contenido de micro y macronutrientes analizados en semillas y suelo sugiere una estrecha relación con las características morfométricas de las semillas. Diferentes protocolos para la extracción de ADN a partir de tejido vegetal de Argemone fueron evaluados, obteniendo ADN de calidad optima con el protocolo de Kit Comercial A260/280 (F = 3.21, p = 0.045), A260/230 (F = 6.32, p= 0.003), además de buenos rendimientos de extracción, logrando establecer procedimientos claros para la obtención de ADN de buena calidad en tejidos vegetales con alto contenido de fitoquímicos como alcaloides y fenoles que pueda ser empleado para análisis moleculares como PCR. Los resultados presentados son un primer acercamiento para dilucidar la importancia ecológica y biológica de Argemone L. (Papaveraceae) en la parte media del Desierto Chihuahuense.
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    Response of Ficus carica Lam. Ecotypes to water stress conditions
    (Universidad Autónoma Chapingo, 2024-04-06) Jacobo Salcedo, Maria del Rosario ; Trejo Calzada, Ricardo ; Sánchez Cohen, Ignacio ; Valdez Cepeda, Ricardo David ; Arreola Ávila, Jesús Guadalupe ; Nava Reyna, Erika
    The nutritive value and health-promoting capacity of Ficus carica L. (common fig) have recently drawn scientific attention, positioning this fruit crop as a crucial alternative for regions facing water scarcity. Understanding the global significance of fig cultivation, the adaptation mechanisms, and physiological responses to water deficit are critical, especially in water-scarce areas. This study aimed to identify adaptive responses that mitigate the adverse effects of drought on six young genotypes of Ficus carica native to arid zones, assessing their survival under extreme water deficit conditions: the use of young materials aims to identify early desirable responses to water scarcity. A pot experiment with varying soil water conditions was conducted, and response variables were measured, such as relative water content (RWC), leaf gas exchange (Pn, gs, Ci, and E), water efficiency parameters (WUE and int-WUE), and solute content (SSC, and Pro). Exploration through principal component analysis, Pearson correlation coefficients, and regression revealed a possible adaptive response, particularly a significant negative correlation between Proline (Pro) and RWC. Noteworthy accessions, Guadalupe Victoria, and Ceballos, demonstrated exceptional resilience under water deficit conditions. This study expands to physiological and biochemical markers, revealing various adaptive mechanisms, including osmotic adjustment, stomatal regulation, and proline accumulation. The accession Guadalupe Victoria exhibited a remarkable water deficit, emphasizing the role of osmotic adjustments in maintaining water balance and cellular function. These findings provide valuable insights for selecting drought-tolerant fig genotypes, contributing to sustainable production in water-scarce environments.
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    Morphometric and molecular properties of Aloe vera (L.) under water deficit and salinity conditions
    (Universidad Autónoma Chapingo, 2023-05) Mota Ituarte, María del Socorro ; Pedroza Sandoval, Aurelio ; Minjares Fuentes, José Rafael ; Trejo Calzada, Ricardo ; Zegbe Domínguez, Jorge A. ; Quezada Rivera, Jesús Josafath ; Sáenz Mata, Jorge
    Aloe vera (L.) is a well-known plant with valuable properties attributed to the polysaccharides present in its gel, particularly acemannan. However, the structure and composition of these polysaccharides can be influenced by environmental factors prevailing in arid regions. This study aimed to compare the morphometric and molecular behavior of A. vera under semi-controlled conditions of shade netting in response to water deficit and salinity. A randomized block design with four replications was used, featuring large plots with two soil moisture contents (20.7% field capacity and 12.3% permanent wilting point) and small plots with five salinity levels (0, 20, 40, 60, and 80 mM NaCl). Results showed a reduction in leaf width and thickness, fresh biomass, and gel percentage, but an improvement in gel quality. Additionally, an RNA extraction method suitable for samples with high polysaccharide content is described. Finally, RT-qPCR (Reverse Transcription Quantitative Polymerase Chain Reaction) analysis revealed a positive regulation of a glucomannan mannosyltransferase (GMMT) gen of A. vera induced by salinity and salt-water stress combination.