Proyectos

La política minera 2050 exige al sector el desarrollo de tecnologías sustentables y amigables con el medio ambiente para la explotación de nuevos minerales de interés comercial. En este contexto, los lineamientos nacionales apuntan a que Chile se convierta en unos de los principales exportadores de tierras raras, compuestas por elementos que se encuentran en muy baja concentración en la corteza terrestre los cuales presentan una variedad importante de usos con un alto valor comercial. Al respecto, el relave Cauquenes dentro de la región de O’Higgins, se presenta como una excelente alternativa para la extracción de tierras raras, dada la alta concentración de Cerio, Lantano, Neodimio e Itrio, elementos hasta 15 veces más caros que el cobre, necesarios para la producción de baterías, catalizadores, imanes, radares, semiconductores, entre otros. Entendiendo que, Chile cuenta a nivel nacional con más de 750 relaves, la extracción de tierras raras da cuenta de una oportunidad única para el levantamiento de proyectos interdisciplinarios con enfoque comercial en todo el país, perfectamente alineados con las políticas mineras nacionales. Al respecto, la biotecnología se ha posicionado eficientemente como una alternativa real para el desarrollo de tecnologías aplicables a la minería. Recientemente se han descrito una serie de especies bacterianas capaces de realizar el proceso de Biolixiviación de tierras raras, el cual consiste en la solubilización de minerales complejos permitiendo posteriormente la extracción de forma eficiente de los elementos de interés. Esta extracción puede llevarse a cabo a través del uso de plantas, proceso denominado Fitoextracción. Literatura reciente declara que especies de sauce (Salix spp) tienen la capacidad de extraer y acumular con gran eficiencia diferentes tierras raras, sistema que puede complementarse perfectamente con el proceso de Biolixiviación haciendo eficiente en terreno la obtención de los elementos raros de gran valor comercial. Con una fuerte colaboración con la empresa Minera Valle Central, nuestro grupo de investigación a través del financiamiento del proyecto interdisciplinario UOH versión 1, logró caracterizar parte importante de la biodiversidad de microorganismos y plantas presentes en el relave Cauquenes. Este estudio nos permitió identificar bacterias con un alto potencial para biolixiviar tierras raras, entre ellos los cuatro elementos raros altamente concentrados en el relave (trabajo publicado). Adicionalmente, logramos determinar la capacidad inicial de especies de sauce para extraer y acumular Neodimio y Lantano (trabajo en preparación). Todos estos resultados abren una oportunidad única de colaboración interdisciplinaria enfocada al desarrollo de un sistema biotecnológico combinado entre bacterias y plantas para la extracción y acumulación eficiente de tierras raras, objetivo central de la presente propuesta de investigación. Dentro de un período de dos años, a través de diferentes ensayos microbiológicos caracterizaremos al menos cinco especies bacterianas capaces biolixiviar Cerio, Lantano, Neodimio e Itrio. En paralelo, se cultivarán en el laboratorio plantas de sauce provenientes del relave Cauquenes, las cuales se seleccionarán en base a su tasa de crecimiento y capacidad de extraer y acumular estos elementos. El siguiente paso consiste a nivel piloto de laboratorio, ajustar la combinación de bacterias y plantas con el mejor rendimiento de extracción, para finalmente realizar pruebas en terreno directamente en el relave Cauquenes. En esta nueva etapa, nuevamente contamos con el apoyo de Minera Valle Central, el centro Basal CMM, el Instituto Milenio CRG, sumado a la colaboración activa de otros laboratorios e institutos internacionales. Adicionalmente, participarán de esta propuesta nuevos académicos de la UOH, del ICA3 la Dra. Carolina Álvarez y del ICI el Dr. Domingo Jullian, quienes llevarán a cabo parte importante de la investigación aportando con sus conocimientos y capacidades de laboratorio, aumentando el grupo de investigadores con vistas de postulaciones futuras a proyectos de mayor envergadura, desarrollo de artículos y realización de tesis conjuntas. En resumen, pretendemos consolidar la línea de investigación interdisciplinaria previamente apoyada en el concurso anterior, proyectando en esta nueva etapa lineamientos hacia un foco comercial, generando resultados y datos necesarios para el levantamiento de postulaciones a concursos de innovación y desarrollo, tales como FIC, CORFO y FONDEF. Finalmente, comprometemos mantener la tasa de publicaciones, actividades de difusión, formación de capital humano y fortalecimiento de puentes de colaboración con otras universidades nacionales e internacionales, sumado al fuerte compromiso regional y principalmente, consolidar el vínculo con empresas del rubro minero.

NA

La asociación de las claves sensoriales con consecuencias negativas orales o post-ingestivas tras el consumo de un alimento genera, en futuras presentaciones, el rechazo por dichas claves sensoriales. Este mecanismo evolutivo de aprendizaje asociativo, denominado aversión condicionada al sabor, tiene el valor funcional de prevenir posibles intoxicaciones. La aversión condicionada al sabor tiene la particularidad de ser una forma de aprendizaje rápida siendo a veces suficiente un solo evento de asociación para generar la aversión si los estímulos son novedosos. Como procedimiento, la aversión condicionada al sabor es utilizada muy extensamente en investigación básica en psicología experimental y comparada, y de forma aplicada en esta y otras disciplinas. Experiencias de aversión condicionada en ovinos y caprinos han permitido generar sistemas de pastoreo en explotaciones de frutales con el fin de desmalezar el terreno sin consumir la hoja o brotes de los arboles productivos, evitando con ello el uso de pesticidas. En estos estudios se presenta la hoja que se busca proteger para que el animal la consuma, seguida de la administración de LiCl, lo cual genera malestar gastrointestinal y como resultado, el rechazo selectivo de este alimento por parte de los animales prefiriendo el consumo de la maleza que se encuentra alrededor de los cultivos. El cultivo de frutales supone una de las actividades económicas más importantes de la Región de O´Higgins, por lo que el uso de estrategias agropecuarias sostenibles mediante el establecimiento de aversión condicionada podría ser de gran interés para la región. Resultados no publicados de aversiones condicionadas para el control de malezas en viñas y otras producciones agrícolas en Chile han sido auspiciosos. Sin embargo, la aversión condicionada a las hojas de los frutales no ha resultado ser persistente en el tiempo. Una aversión inestable y poco duradera supondría un riesgo para los agricultores, que podrían ver malogrados sus cultivos si los animales comenzaran a elegirlos como alimento. La investigación básica en psicología del aprendizaje ha aportado conocimiento útil para diseñar estrategias dirigidas a fortalecer aversiones condicionadas. Por ejemplo, aunque existe poca información al respecto, el aprendizaje o condicionamiento prenatal y el aprendizaje observacional podrían jugar un papel importante a la hora fortalecer aprendizajes por condicionamiento clásico. El objetivo del presente proyecto es estudiar el efecto del aprendizaje prenatal y del aprendizaje social-observacional en la adquisición y la extinción de aversión condicionada a hojas de frutales en ovinos, a fin de implementar un sistema eficaz, sostenible y orgánico de explotación agropecuaria en la Región de O´Higgins. Un total de 48 ovejas adultas en gestación temprana y sus crías serán utilizados con el fin de estudiar el efecto del aprendizaje prenatal y social sobre la adquisición y resistencia a la extinción de aversiones condicionadas. Para esto se realizará un diseño factorial de 2x2 en donde ovejas en gestación tardía se someterán (n24) o no (n24) a aversión condicionada asociando hojas de frutales con LiCL. La mitad de los corderos de cada grupo observaran a sus madres durante la conducta de consumo. Posteriormente los corderos de cada grupo se someterán tras el destete a aversión condicionada de manera directa asociando las mismas hojas de frutales con LiCl. Se cuantificará el periodo de extinción de la aversión condicionada en cada cordero, analizando el consumo y palatabilidad percibida por las hojas. En tanto que el cultivo de frutales, así como la explotación ganadera son actividades económicas muy relevantes en la región de O’Higgins el éxito del proyecto podría ser relevante para su desarrollo sostenible; 1) posibilitando la comercialización de productos agrícolas orgánicos, libres de pesticidas y 2) permitiendo la nutrición de ganado ovino frente a una crisis hídrica que cada vez hace más escaso el acceso a forraje fresco. El conocimiento generado a partir de la colaboración del área de ciencia animal y de psicología comparada abre una gran oportunidad para el desarrollo de ciencia básica y aplicada en nuestra región.

Chile es uno de los principales países donde se llevan a cabo diversos programas de mejoramiento genético de plantas. En estos, se evalúa, selecciona y multiplica el germoplasma de diversos cultivos para desarrollar nuevos cultivares y/o variedades vegetales. En ese contexto, durante décadas los fitomejoradores se han centrado tradicionalmente en la selección direccional o artificial de las características de las plantas para obtener mayores rendimientos en ambientes o condiciones particulares. De hecho, la selección artificial ha producido cultivares notablemente productivos que son estables en diversos ambientes y/o localidades. Por otro lado, la capacidad de una planta para modificar su fenotipo en respuesta al medio ambiente (es decir, la plasticidad) se ha propuesto como objetivo de mejoramiento para aumentar la productividad agrícola. Se sabe que la plasticidad del fenotipo corresponde a un rasgo complejo con base hereditaria, y durante la última década varios especialistas han comenzado a estudiarla en diversos cultivos y rasgos. La mayoría de los rasgos incluyen morfología, rendimiento de grano y resistencia a diferentes estreses de tipo abiótico, que son deseables para fines de fitomejoramiento. Específicamente, la plasticidad de los rasgos de la raíz se ha propuesto como un objetivo clave para el desarrollo de cultivos más productivos en ambientes variables, especialmente en condiciones de déficit hídrico. Para dar continuidad al proyecto Fondecyt iniciación 2018-2022, en la propuesta del fondo puente se plantea generar una población de familias de medios-hermanos de Lagenaria siceraria para su evaluación en experimentos de campo en condiciones de déficit hídrico. En este contexto, los objetivos específicos planteados son: Evaluar el porcentaje de injertación en una población de familia de medios hermanos de L. siceraria con variedades de sandía mediante tasas de prendimiento-compatibilidad Caracterizar el sistema de arquitectura de raíces en una población de familia de medios-hermanos de Lagenaria siceraria Para lograr lo anterior, se plantean las siguientes actividades: 1) ingresar material genético de L. siceraria (en forma de semillas) desde Banco de Germoplasma de Japón, 2) multiplicar semillas y generar una progenie de familias de medios-hermanos, 3) injertar estos portainjertos con variedad(es) comercial(es) de sandía y evaluar las tasas de prendimiento-compatibilidad de la injertación y 4) caracterizar los rasgos de la arquitectura del sistema radical en condiciones de riego deficitario. En detalle, los aspectos que pretende abordar el proyecto puente se plantean con el propósito de fortalecer y mejorar la competitividad del PI en término de publicaciones. El desarrollo de estas actividades dará continuidad a la investigación del PI y permitiría aumentar el número e impacto de las publicaciones para una próxima postulación a fondos externos, o en su defecto avanzar con la investigación para no afectar los tiempos de desarrollo de la investigación del PI. Por otra parte, este fondo apoyará la investigación del PI, considerando su reciente postulación al concurso Fondecyt Regular. Finalmente, esta investigación representa una propuesta novedosa que contribuye al estudio de la plasticidad de los rasgos de la raíz y la variación de la arquitectura del sistema radical en una población de familias de medios hermanos de L. siceraria en el contexto de un programa de mejoramiento genético. Además, este trabajo también podrá contribuir con la identificación de genes y alelos que serían relevantes para establecer las diferencias moleculares en las respuestas plásticas de L. siceraria tanto en condiciones de déficit hídrico y normales de riego. De hecho, también se espera que algunas de estas accesiones sean consideradas en futuras investigaciones como portainjertos potenciales para cucurbitáceas en ambientes específicos.

OBJETIVOS: • Evaluar efecto de aguas claras del Embalse Carén, mediante ensayos de toxicidad aguda con semillas de lechuga (lactuca sativa). • Determinar la producción de biomasa de los cultivos en estudio, para ensayos llevados a cabo en macetas. • Caracterizar químicamente los lixiviados de suelo agrícola para los ensayos de macetas. • Evaluar efecto del riego sobre las propiedades químicas, físicas y biológicas del suelo en parcelas experimentales de 50 m2. • Evaluar la acumulación de compuestos inorgánicos, tales como metales pesados en el suelo agrícola de las parcelas experimentales.

Nesta pesquisa se propoe a produção de silagens de forrageiras anuais com uso de fertirrigação com Si e uso de microrganismos no solo, para aumenta a produção de grãos e silagens para ruminantes no período de estressafra (seca).

The state of Rio de Janeiro presents very varied relief forms, with marked topographic contrasts, with expressive spatial and temporal climatic variability. Besides these factors, the history of colonization and differentiated policies have contributed for the agricultural production in Rio de Janeiro to present distinct regional dynamics, with differentiation in land occupation and use and diversification of economic activities, which, as a function of the different levels of soil fragility, have generated different degrees of degradation. Carbon (C), nitrogen (N) and phosphorus (P) concentrations and stoichiometry play important roles in biogeochemical cycles of the ecosystems, yet it is still unclear how the allocations of C, N and P concentrations and stoichiometry of soils and its coexisting vegetation, including leaf litter, are related. Thus, the general objective of the project is to determine whether there are significant differences and influence of C:N:P stoichiometry ratios of the soil and coexisting vegetation including litter in each study area and examine how and to what extent soil and soil management conditions it influence the physical and soil chemistry in two contrasting physiographic regions of the State of Rio de Janeiro. Two regions of the State were selected to be studied, namely: Norte Fluminense and Costa Verde regions. These regions present different degrees of soil degradation due to different forms of use and occupation, soils and climate. The current scenario in some regions of the State of Rio de Janeiro shows that natural vulnerability and inadequate soil management can compromise the sustainability of the soil in the medium and long term. This proposal is associated with the thematic project entitled “Soil quality indicators in areas with different histories of use and occupation in the State of Rio de Janeiro” funded by the Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ) by through the Support Program for Thematic Projects in the State of Rio de Janeiro, FAPERJ Notice No. 28/2021. In this context, it is essential to develop research that can serve as a guide for the adoption of conservationist soil management, essential for the sustainability of agricultural production. Furthermore, the results of studies developed with the collaboration of farmers in the field encourage them to adopt new habits in agricultural activities

Los nematodos entomopatógenos (NEP) son organismos que habitan en el suelo y que se han utilizado como agentes de control biológico de insectos en las últimas cuatro décadas . Estos organismos han ganado mucha atención debido a su capacidad para buscar y matar a su huésped. El único estadio capaz de matar insectos es el llamado juvenil infectivo (IJ). Una vez que los IJ han ingresado al hospedador, se libera un simbionte bacteriano y la muerte ocurre por septicemia entre las 48 a 96h. Los NEP son seguros para los organismos no-diana, amigables con el ambiente y pueden producirse en masa en grandes fermentadores. A pesar de todas las ventajas mencionadas, en ocasiones, el performance de estos nematodos no es tan bueno como se espera. Uno de los principales problemas relacionados con dichas fallas es la existencia de grandes vacíos en su caracterización biológica y ecológica. Por ejemplo, la distribución de NEP en el suelo (como una matriz tridimensional) después de su aplicación en el campo no se conoce totalmente porque la determinación de su presencia depende de pruebas indirectas usando insectos trampas. Otra opción es el uso de RT-PCR para correlacionar la cantidad de ADN de una especie de NEP con una cantidad de individuos en una muestra de suelo, requiriendo mucho tiempo y esfuerzo. Aún existen muchas preguntas que resolver, incluida la distribución y persistencia en el suelo de los NEO, y la competencia entre las "poblaciones naturales" y las "aplicadas comercialmente", que siguen sin respuesta debido a la complejidad de la matriz del suelo. La opción más precisa para comprender cómo se comportan los NEP en el suelo sería, marcarlos individualmente y en grandes cantidades para rastrearlas en tiempo real. El marcaje NEP nos permitirá extraerlos directamente del suelo y contarlos bajo cualquier diseño óptico. Desafortunadamente, el único método disponible para marcar nematodos hasta el momento se basa en la inserción de proteínas fluorescentes, que son costosas, consumen mucho tiempo e imposibles de aplicar a grandes lotes de nematodos (decenas de millones). Esta situación puede ser revertida con el uso de puntos cuánticos de carbono (C-dots),ya que son baratos de producir, fluorescentes, no tóxicos y listos para usar en grandes lotes de NEP. El objetivo de este proyecto es desarrollar tecnologías de marcaje de NEP con c-dots para poder mejorar su actividad en condiciones de campo.

This project seeks to investigate the concentration-discharge patterns across the Maipo river, a Mediterranean watershed which is the main water source to Chile’s Metropolitan region. The study of the variation of solute concentration in different discharge scenarios (low-flow during dry season vs high-flow during wet seasons) will provide insights on the hydrological behavior of the catchment (chemostatic vs chemodynamic) and to quantify chemical weathering rates. Moreover, this proposal will identify solute sources and water pathways to assess their contribution to streamflow in the Maipo watershed. Finally, results from this proposal will allow us to investigate the processes involved in the region’s Critical Zone, which extends from the canopy top to the water table, and their response to climate change, especially during drought events. Solute generation from chemical weathering reactions, and their release and transport in rivers is of vital importance in the study of water resources. Understanding solute dynamics can provide insights on global chemical weathering rates, besides forecasting hydrogeochemical composition and thus, water quality under different hydrological scenarios. This is a key point in the context of climate change in Mediterranean catchments, where drought events are on the rise. Therefore, identifying water sources in streamflow and how they respond in different hydrological conditions can contribute to understanding the dynamics of water storages and fluxes through the Critical Zone. This information can be used directly for water management and governance. Given the importance of understanding water through the Critical Zone in Mediterranean mountainous watersheds, several questions arise: –What are the dominant water sources feeding streamflow in a mountainous Mediterranean catchment? –What are the main sources and fluxes of solutes and what are the chemical weathering rates in Mediterranean rivers? –What are the concentration-discharge patterns in Mediterranean Chilean Rivers? To address these questions, I propose to analyze the concentration-discharge patterns of major ions in the Maipo basin, in the Región Metropolitana, along with the study of other environmental tracers such as water stable isotopes. To do so, I will conduct monthly field sampling campaigns, to measure instantaneous discharge and collect water samples geochemical analyses of major ions and water stable isotopes. The Maipo basin is properly instrumented, giving the opportunity to develop models with long-term discharge data, and integrate hydrological and geochemical results. The results will be used to calculate concentration-discharge patterns. Additionally, the data obtained from the geochemical analysis will allow the calculation of chemical weathering rates. Finally, I will develop hydrograph separation models using historical discharge data and the newly generated water stable isotopes and major ions datasets, to investigate the effects of drought events in solute sources and water pathways. These results will provide new insights on solute dynamics, water sources and hydrological response of the Critical Zone experiencing progressive drought in mountain Mediterranean catchments, and also to provide a geochemical baseline on hydrochemistry and weathering rates for watersheds in Central Chile.

Proyecto que aborda el uso del compost como sustrato en la viverización de especies nativas. Se participó en el diseño y desarrollo de la propuesta pero finalmente se optó por ser prestadores de servicios, además de montar los ensayos asociados al proyecto.