Academia de Ciencias de Cuba Propuestas al Pleno: Premios Nacionales a los resultados de la investigación científica



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Embriogénesis somática en papaya cultivar ‘Maradol Roja’: una alternativa para la propagación y el mejoramiento genético
Unidad ejecutora principal: Instituto de Biotecnología de las Plantas (IBP). Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. MES.1
Autores principales: Laisyn Posada Pérez1, Rafael Gómez Kosky1, Yenny Padrón Montesinos1, Justo González Olmedo2 y Romelio Rodríguez Sánchez 2.


Colaboradores: 9

Otras unidades participantes: 2: Centro de Bioplantas. Universidad de Ciego de Ávila.
En papaya la alta tasa de mortalidad de las plantas in vitro durante la aclimatización ex vitro, ocasionada por la baja capacidad de enraizamiento, ha limitado la explotación de este sistema de regeneración de plantas en el cultivar élite `Maradol Roja´, de alto valor comercial.

Los estudios desarrollados en el presente trabajo permiten disponer de una metodología de regeneración de plantas, vía embriogénesis somática (ES) a partir de embriones cigóticos inmaduros con una elevada supervivencia y una alta homogeneidad genética de las plantas regeneradas, comprobada por marcadores moleculares tipo AFLP para este cultivo.

Se realizó un estudio integral anatomorfológico y molecular de las fases in vitro y ex vitro de los embriones somáticos y las plantas. Como contribución importante al conocimiento de la ES en este cultivo es la demostración de la expresión de los genes que codifican para el transporte polar de la auxina AUX/LAX y PIN en las diferentes etapas del proceso de la ES.

Entre los resultados novedosos a nivel mundial se encuentran además los primeros estudios del cultivo en condiciones fotoautotróficas durante el enraizamiento, fase que se considera crítica del cultivo in vitro de papaya.

El empleo de los reguladores del crecimiento Pectimorf® y Floroglucinol, utilizando la zeolita como soporte, frascos de cultivo con incremento de la ventilación para el enraizamiento y la aclimatización in vitro y su efecto en la aclimatización ex vitro resultan novedosos y prometedores para hacer más eficientes los sistemas de regeneración in vitro. La incorporación de los sistemas de inmersión temporal tipo RITA® a la metodología desarrollada, garantizan la elevada eficiencia del sistema de embriogénesis somática establecido. Esta tecnología eficiente es de gran utilidad para los programas de mejora genética de la papaya y su reproducción masiva en condiciones de biofábricas con la determinación temprana del sexo.

Los resultados han sido publicados en 7 artículos en revistas científicas, dos en revistas de impacto (In Vitro Cell. Develp. Biol-Plant, 2016; African Journal of Biotechnology, 2015) y las restantes en revistas cubanas indexadas (Cultivos Tropicales, 2016; Biotecnología Vegetal, 2007, dos en 2009 y dos en 2015). Han sido presentados en siete, eventos internacionales en Cuba y México. Adjuntan avales de especialistas (Univ. de Wyoming, EEUU; Centro de Investigaciones Científicas de Yucatán (CICY), México; del Inst. de Inv. Agrícolas de la Univ. de Costa Rica y de instituciones cubanas Inst de Fruticultura Tropical y la Dirección Nacional de Frutales, MINAG). Se defendieron dos maestrías y un doctorado.



Nueva metodología para el monitoreo de Vip3A en plantas de maíz resistentes a Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae)
Unidad ejecutora principal: Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología (CIGB)
Autores principales: Daily Hernández Hernández, Rodolfo Valdés Véliz, Camilo Ayra Pardo, Lianet Rodríguez Cabrera
Otros autores: Ivis Morán Bertot, Pilar Téllez Rodríguez, Milagro Ponce Castillo, Claudia Rodríguez de la Noval

Colaboradores: Hasel Aragón Núñez, Marcos González Rodríguez, Miguel Castillo Ferrer, Eduardo Sánchez Zayas, Andrés Tamayo, Victoria María Lugo Hernández, Leonardo Gómez Bayolo, Yassel Rámos Gómez.
Las plantas transgénicas resistentes a insectos plagas, que producen las toxinas insecticidas de Bacillus thuringiensis (Bt), ocupan una superficie acumulada a nivel mundial de 600 millones de hectáreas. El principal riesgo del uso de plantas-Bt radica en la aparición de insectos resistentes. Para evitarlo se recomienda cultivar plantas transgénicas que expresen ´´alta dosis´´ de la toxina, equivalentes una concentración 25 veces (25x) superior al valor de concentración que causa la muerte en el 99,99% de la población de insectos expuestos (LC99). Actualmente, este requisito se evalúa de manera indirecta mediante bioensayos, con la desventaja que el resultado obtenido pudiera estar sesgado el efecto conjunto de la toxina con otros metabolitos secundarios de las plantas. Además, los bioensayos se incuban por un período entre 7- 10 días. El presente trabajo tuvo como objetivo demostrar si los nuevos híbridos de maíz Bt-Vip3A producen la toxina insecticida Vip3A contra Spodoptera frugiperda en ´´alta dosis´´. Se desarrolló un sistema inmuno-enzimático cuantitativo específico para la proteína Vip3A que comprendió: la expresión, purificación y caracterización bioquímica y funcionade la toxina Vip3A. El producto obtenido se utilizó como antígeno para la generación de anticuerpos monoclonales anti-Vip3A. Estos se usaron para desarrollar el sistema inmuno-cuantitativo. El sistema inmuno-enzimático obtenido permitió cuantificar la expresión en los híbridos de maíz Bt-Vip3A y compararla con el valor de 25xLC99. Los aspectos novedosos del trabajo son: 1) la obtención del primer sistema inmuno-enzimático cuantitativo para Vip3A para seleccionar los híbridos de maíz Bt-Vip3A mejores, evaluando los niveles de expresión de la toxina insecticida; 2) la demostración por vez primera con el uso del sistema inmuno-enzimático del cumplimiento del criterio ´´alta dosis´´ en los nuevos híbridos de maíz Bt-Vip3A; y 3) la posibilidad de cuantificar de manera específica y a corto plazo la concentración de toxina en las plantas-Bt. Estos resultados son de importancia para: 1) evaluar el cumplimiento del criterio de ´´alta dosis´´ en el proceso de introducción de nuevas líneas e híbridos de maíz Bt-Vip3A; 2) asistir a los mejoradores en los trabajos de introgresión genética del maíz Bt-Vip3A en el desarrollo de nuevos genotipos de maíz; y 3) asistir a los reguladores en la detección y cuantificación de la proteína Vip3A en el ambiente, en las importaciones de cereales y en la cadena alimentaria. Poseen 2 artículos indexados SCOPUS, Journal of Agronomy 2013 y Journal of BioProcessing, 2016; eventos internacionales, logro científico-técnico del CIGB 2013 y Destacado 2016.

Identificación mediante secuenciación profunda del mecanismos de silenciamiento contra Tomato Yellow Curl Virus en plantas de tomate cultivadas en campo
Unidad ejecutora principal: Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología
Autores principales: Alejandro D. Fuentes Martínez,1 Natacha Carlos Victoria1, Yoslaine Ruíz Otaño1, Danay Callard Barrera1, Yadira Sánchez Guerra1, María Elena Ochagavía1, Rosabel Pérez Castillo1 y Merardo Pujol Ferrer1
Otros autores: Kenia Tiel González1, Aleines Ferreira Fabré1 y Karen Cobas Acosta1

Colaboradores: 17 (101; 32; 13; 12,3; y 24)

Otras unidades participantes:2:University of Basel, Department of Environmental Sciences, Switzerland., 3:FASTERIS SA, Switzerland., 4:Functional Genomics Center, Univ Zurich, Switzerland
El silenciamiento del ARN es un mecanismo natural que se puede emplear para generar plantas resistentes a virus. En resultados previos (Premio de la Academia de Ciencias de Cuba en el 2005 se demostró la inhibición de Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) en plantas de tomate transformadas con una estructura de ARN viral de doble cadena en forma de horquilla, inoculadas en casa climatizada (Fuentes y col., 2006 Premio Nacional de la Academia de Ciencias de Cuba, 2005). La investigación estuvo dirigida a caracterizar el mecanismo de silenciamiento viral desplegado por la horquilla y su estabilidad y consistencia en comparación con el proceso natural contra TYLCV en condiciones de cultivo en campo. Para ello se utilizaron dos eventos-modelos, 126 y B1 en las generaciones F6 y F4 respectivamente, portadores de idéntico diseño de la horquilla, pero con diferentes marcadores de selección (Fuentes y col., 2006; Fuentes y col., 2008). Ambos eventos fueron cultivados en campo y evaluados para la severidad de los síntomas que provoca TYLCV y el nivel de replicación viral. Además, se aplicó el ensayo de Northern blot de alta resolución y la tecnología de secuenciación profunda para la caracterización del proceso de silenciamiento viral inducido y natural. La novedad científica de este trabajo quedó avalada en: -La demostración, por primera vez en condiciones de campo, de la efectividad y superioridad de la horquilla para la protección de las plantas de tomate contra TYLCV; se logró distinguir el mecanismo de silenciamiento y los componentes involucrados en los eventos resistentes 126 y B1 en comparación con las plantas no transformadas de la variedad Campbell 28. - La demostración de la consistencia y durabilidad del silenciamiento inducido por la horquilla en condiciones de campo frente a TYLCV, lo cual sustenta la aplicabilidad de esta estrategia en la protección de las plantas de tomate contra este patógeno. -Se evidenciaron por primera vez las probables debilidades del mecanismo natural de silenciamiento contra TYLCV y la causa de la respuesta natural insuficiente.

Estos resultados permiten establecer estrategias moleculares similares para otros cultivos afectados por geminivirus y proporciona nuevas herramientas para el estudio del proceso de silenciamiento en las plantas. Reportan 2 artículos de alto factor de impacto, Biotechnology Journal,2008, Molecular Plant-Microbe Interactions (MPMI),2016; avales de la Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA), Centro Nacional de Pesquisa de Recursos Genéticos e Biotecnologia de Brasil; INCA Cuba; National Research Centre on Plant Biotechnology (NRCPB), India; y de los editores de la revista MPMI).



Ciencias Técnicas
Técnicas y algoritmos para la transmisión eficiente de datos en redes radiocognitivas
Unidad ejecutora principal: Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas
Autores principales: Vitalio Alfonso Reguera1, Samuel Montejo Sánchez1, Erik Ortiz Guerra1

Otros autores: Richard Demo Souza2, Evelio M. García Fernández3, Raikel Bordón López1, Samuel Baraldi Mafra3, João Luiz Rebelatto2, Glauber G. Oliveira Brante2

Otras Unidades participantes: 1Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, Villa Clara, 2Laboratório de Sistemas de Comunicações, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Brasil, 3Departamento de Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Paraná, Brasil

Colaboradores: Marcelo Eduardo Pellenz (PUC, Brasil), Walter Godoy Jr2, Reinier Alonso Quintana1, Dayana Hernández Rodríguez1, Yaime Fernández Jiménez1, Lulio César Pérez García1, Andy Rodríguez Morales1, Hirley Alves 2, Carlos Manuel García Algora1, Danay Díaz Ledón1, Dainery Gamboa Rodríguez1, Yoan Molina Puerto1, Luis Alejandro Roig Martínez1, Dayana Hernández González1, Onel Luis Alcaraz López1, Rónier Sierra Dávila1, Héctor René Bermúdez1, Beatríz Fortún Tavio1, Wilder Paz Rodríguez1
Se presenta un conjunto de resultados originales en el campo de las telecomunicaciones, específicamente en el área de la radio cognitiva, dirigidos a resolver la saturación y consecuente agotamiento del espectro radioeléctrico ocasionado por el desarrollo vertiginoso de las comunicaciones inalámbricas, lo cual ha constituido un obstáculo para la introducción de nuevas aplicaciones y servicios. Este problema y su solución fue investigado por los autores a partir de un conjunto de mecanismos basados en el paradigma de la radio cognitiva que permiten un uso eficiente de los recursos radioeléctricos. Se obtuvieron técnicas para elevar la eficiencia espectral en redes inalámbricas. Se diseñaron algoritmos para minimizar el tiempo de establecimiento de las conexiones en las redes radio cognitivas, así como mecanismos de control que maximizan el uso de los recursos disponibles en las redes inalámbricas. El resultado contribuye de manera significativa al uso racional del espectro radioeléctrico y al desarrollo de nuevas y futuras aplicaciones soportadas por las redes inalámbricas a escala global. En el contexto nacional, se sientan las bases para el despliegue exitoso de la infraestructura de telecomunicaciones, requerida para el desarrollo de los programas de informatización de la sociedad. Los resultados están vinculados a un proyecto internacional donde intervienen dos universidades brasileñas. La novedad científica está avalada por la publicación de 10 artículos en revistas de la Web de la Ciencia (Grupo I), 4 artículos en bases de datos especializadas (3 del Grupo II y 1 del Grupo III) y 12 trabajos en eventos nacionales e internacionales. Incluyen otros resultados relacionados con la formación de RRHH como la defensa de 2 tesis doctorales, 4 de maestría y 14 diplomas. Posee un premio del Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente a nivel provincial y el reconocimiento emitido por la Dirección de Programas Estratégicos de la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba.

Desarrollo de tecnologías de avanzada para la generación y empaquetamiento de partículas enfocadas al método de los elementos discretos
Unidad ejecutora principal: Centro de Estudios de Mecánica Computacional y Métodos Numéricos en la Ingeniería de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas1

Autor principal: Irvin Pablo Pérez Morales1

Otros autores: Antonio Jesús Linares Alfonso2, Eduardo Sánchez Hernández2, Julio Antonio Álvarez Rodríguez2,José Bolívar Rodríguez3, Julio Eugenio Frade De Lo Noval3, Niria Iraida Solís Escalona3, Widido Suwardjo Suwardjo3, Alberto Ferriz Canals4, Eugenio Oñate Ibáñez de Navarra4, Ferrán Arrufat García4, Francisco Zarate Araiza4, Gerardo Socorro Mirandas4, Guillermo Casas González4, Jerzy Rojek4, Juan Miquel Canet4, Miguel Ángel Celigueta Jordana4, Miguel Enrique Cerrolaza Rivas4, Miquel Santasusana Isach4, Oscar Fruitos Bickham4, Salvador Larorre Sánchez4, Jorge Luis Guerra Alvarez5, Juan Carlos González Jimenez5, Julio Pastor Matamoros Garciano5, Dalia Pupo Ordoño6, Víctor Manuel Valdés Jiménez6, Eduardo Tejeda Piusseaut7, Félix Michael Hernández López7, Milena Mesa Lavista7, Janet Otmara Martínez Cid7, Alcides Viamontes Esquivel1, Alejandro Duffus Scott1, Alvaro J. Fuentes Suárez1, Carlos A. Recarey Morfa1, Denis Deniz Gonzalez1, Eduardo Miguel Fírvida Donéstevez1, Enrique González Martín1, Ernesto Chagoyen Méndez1, Gilberto Quevedo Sotolongo1, Harold Díaz-Guzman Casañas1, Heikel Yervilla Herrera1, Ismay Pérez Sánchez1, Laura Pérez Triana1, Lucia Arguelles Cortés1, Manuel A. Castro Fuentes1, Marcelino Rodríguez Cancio1, Maykel Bermúdez Casanova1, Omar González Cueto1, Raimel Santos Rubio1, Raúl González López1, Roberto Roselló Valera1, Sergio Betancourt Rodríguez1, Yaidel Munhiz Acosta1, Yaidel Reyes López1, Yordanis Pérez Brito1, Yunier Pérez Camacho1, Bart Smeets8, Dirk Roose8, Herman Ramon8, Simon Vanmaercke8, Ángel Lázaro Sánchez Iznaga9, Hernán Martínez Carvajal10, Liosber Medina García10, Manoel Porfirio Cordão Neto10, Marcio Muníz de Farías10, Jorge Bonilla Rochas11, Rigoberto A. Pérez Reyes11, Aníbal Sánchez Numa11, Gilberto Rodríguez Plasencia11 y Miguel Herrera Suárez12

Otras Unidades participantes: Centro de Investigación y Desarrollo del Transporte2; Centro de Investigaciones Metalúrgicas 3; Centro Internacional de métodos numéricos en la Ingeniería , Barcelona, España4; Empresa de Planta Mecánica, Villa Clara5; Empresa Vértices, Holguín6; Universidad Politécnica José Antonio Echeverría, de La Habana7;Universidad Católica de Lovaina, Leuven, Bélgica8; Universidad de Cienfuegos Carlos Rafael Rodríguez, Cienfuegos9, Universidad de Brasilia, Brasil10; Universidad de Ciego de Ávila Máximo Gómez Báez, Ciego de Ávila11 y la Universidad Técnica de Manabí, Ecuador12

Colaboradores: 11
El resultado en el campo de la Mecánica Computacional, combina técnicas avanzadas de diversas áreas del conocimiento (Estadística, Optimización, Inteligencia Artificial, Mecánica, Matemática Numérica, Mecánica de Medios Heterogéneos, Programación y Algoritmos, Ciencia de los Materiales, entre otras). Se presenta el desarrollo de nuevos métodos y algoritmos generales de empaquetamiento de partículas, que son aplicados a sistemas de partículas con geometrías regulares e irregulares, y dimensiones espaciales. Con ejemplos específicos en la modelación virtual de micro-estructuras policristalinas en 3D, y su aplicación a la simulación de hierro puro, diferentes tipos de aluminio y rocas; el desarrollo de software para la caracterización de aceros al carbono mediante procesamiento digital de imágenes metalúrgicas. La introducción de los resultados en aplicaciones varias dan solución a problemas de interés nacional, como es, la modelación de problemas de balística de efecto y blindaje, que responde a necesidades del MINFAR; la modelación micro-estructural de materiales, y el estudio sistémico e integrador “modelación –experimentación” de la penetración de iones cloruros en la masa de hormigón, que responden a necesidades del MICONS; la modernización y automatización del sistema de inventario, diagnóstico, evaluación, mantenimiento y conservación de puentes de ferrocarriles, que responde a intereses del Ministerio del Transporte. Se incluyen aplicaciones para proyectos con países de Europa y América Latina, relacionados con la modelación de problemas en áreas de desgaste de herramientas de corte en el proceso de interacción suelo-herramienta; modelación y simulación del proceso de construcción de obras subterráneas como túneles; y de problemas de bioingeniería e ingeniería ferroviaria. Reportan 26 artículos, 11 del Grupo I, 33 eventos, 4 doctorados, 1 maestría, 10 diplomas, 7 proyectos nacionales, 15 internacionales y 11 avales, de ellos 7 de instituciones nacionales y 4extranjeras.
Modelos numéricos para la simulación de la respuesta del suelo al tráfico y operaciones de labranza.
Unidad ejecutora principal: Facultad de Ciencias Agropecuarias, de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas1
Autor principal: Omar González Cueto1

Otros autores: Elvis López Bravo1, Miguel Herrera Suárez2, Ciro E. Iglesias Coronel3, Carlos Alexander Recarey Morfa4, Roberto Amado Albóniga Gil3, Maykel Cruz Díaz1

Otras Unidades participantes:

1 Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas

2: Facultad de Ingeniería Agrícola, Universidad Técnica de Manabí, Ecuador

3 Centro de Mecanización Agropecuaria, Facultad de Ciencias Técnicas, Universidad

Agraria de la Habana



4 Centro de Estudios de Métodos Numéricos en la Ingeniería, Facultad de

Construcciones, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas



Colaboradores: Herman Ramón y Engelbert Tijskens, de la Universidad de Lovaina, Bélgica
La compactación es un problema de alcance global y una de las principales causas de degradación antropogénica del suelo agrícola. El 23,9 % del área agrícola de Cuba tiene problemas de drenaje o compactación natural, y las investigaciones sobre la compactación del suelo y del diseño de medios para la labranza, se han realizado mediante métodos empíricos que demandan gran cantidad de recursos materiales y humanos. El resultado presenta el desarrollo de dos modelos, el primero sobre la compactación, mediante el Método de Elementos Finitos, que permite predecir el efecto sobre el suelo del tráfico de vehículos agrícolas sobre ruedas, e investigar los factores que provocan compactación del suelo; conocer las presiones que ejerce el vehículo, hasta qué profundidad se producirán estas presiones, cómo influyen los parámetros geométricos y de operación de los neumáticos cuándo se provoca compactación del suelo. El segundo modelo, utilizando el Método de Elementos Discretos, permite simular el desempeño de aperos o implementos de corte del suelo y predecir los esfuerzos resultantes en la herramienta durante la labranza. La investigación de las propiedades físicas y mecánicas se realizó en suelo Ferralítico rojo compactado, uno de los más importantes de Cuba, desde el punto de vista económico para la producción de alimentos para la población. La introducción del resultado permite disminuir las pruebas de campo, la construcción y modificación de prototipos así como un importante grupo de complejas instalaciones extensométricas necesarias para determinar los esfuerzos del proceso de labranza. Reportan la publicación de 18 artículos, de estos, 4 en revistas de la Web of Science o Grupo 1 y 14 en revistas del Grupo 2. Se han presentado en 14 eventos internacionales. Presentan 24 avales de universidades e institutos de investigación en Cuba y el extranjero, avales de las universidades cubanas que forman profesionales en Ingeniería Agrícola y que han introducido estos modelos en la academia y la investigación, así como de 2 entidades de Villa Clara que hacen uso de los modelos para resolver problemas de sus instituciones. Esta investigación ha recibido 3 Premios Provinciales ACC y es el resultado de 3 tesis de doctorado.

Patrimonio científico del nuevo ICIDCA
Entidad ejecutora principal: Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar1
Autores principales: Oscar Agustín Almazán del Olmo1; Eduardo Casanova Cabeza1; Luis Orlando Gálvez Taupier1; Jorge Tomás Lodos Fernández2; Hortensia Nancy Fernández Rodríguez3; Alejandro Julio Abril González1
Otros autores1: Agustín Cabello Balbín; Miguel A. Otero Rambla; Grizel Delgado Arrieta; Roxana García Gutiérrez; Aracelia Hernández Gutiérrez; María A. Brizuela Herrada; Ofelia Carvajal Cabo; Tirso Sáenz Coopat; Eulalia J. Gómez Santiesteban; Rosa Ma. Álvarez Fontela; Grisel M. Ortega Arias-Carbajal; José Villar Delgado; María E. Díaz de Villegas; Yaniris Lorenzo Acosta; Felipe End Sánchez; Julio F. Santo Tomás Valdés; Guillermo Néstor Arias Polo; Carmen Amarilys Guevara Rodríguez; Alfredo Torres Fernández; Juan Fernández Rodríguez; Agustín Sánchez Ortega; Marianela Cordovés Herrera; Raúl Costales Sotelo; Marlén Alfonso Lorenzo; Julián Rodríguez López; Rubén Mondui González; Eduardo Ramos Lorenzo; Ramón Consuegra del Rey; Aurora Martín González; Hemys Rojas Núñez; Leslie García Marty; Asela Reyes Martín


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