Proyectos

Sistema Articulado de Investigación en Cambio Climático y Sustentabilidad de Zonas Costeras de Chile CUECH/RISUE RED21992

Sistema Articulado de Investigación en Cambio Climático y Sustentabilidad de Zonas Costeras de Chile CUECH/RISUE RED21992

Sistema Articulado de Investigación en Cambio Climático y Sustentabilidad de Zonas Costeras de Chile CUECH/RISUE RED21992

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Sistema Articulado de Investigación en Cambio Climático y Sustentabilidad de Zonas Costeras de Chile CUECH/RISUE RED21992

Dentro de los compromisos ambientales adquiridos por la División El Teniente (DET) en la RCA 16 correspondiente a la construcción del Nuevo Campamento Carén, se estableció como Compromiso Ambiental Voluntario por parte de DET. Este consiste en realizar la promoción de investigación y educación ambiental en las comunas de intervención del proyecto de las especies sensibles reconocidas. En virtud del convenio UOH-DET, ejecutaré una investigación relativa a la especie Pristidactylus valeriae asociado a un plan de actividades de educación ambiental denominado “Plan de Difusión de Fauna Sensible”, donde ambas iniciativas tributaran a la Secretaría Regional Ministerial del Medio Ambiente de la Región Metropolitana de Santiago. En este proyecto, soy la responsable del diseño y ejecución (ICA3/UOH) junto a mis co-investigadores. Como coordinador del convenio UOH-DET participa Simón Cox, quien también colaborará durante la ejecución del proyecto.

La sequía representa más del 80% de los daños y pérdidas de los cultivos en todo el mundo. En la zona Central de Chile se han presentado 9 años de sequía ininterrumpida desde el 2010, con un déficit promedio de precipitaciones de 20 a 40%. Esto ha generado que el 88% de los agricultores de la zona central reporten un incremento en la ocurrencia de sequía en sus cultivos, siendo este el principal estrés abiótico asociado a la pérdida de cosechas y suministro sostenible de alimentos. La adaptación o tolerancia al estrés hídrico en los cultivos, está asociada con la modificación de diversas respuestas morfológicas y fisiológicas de las plantas, entre las que se incluyen cambios en el desarrollo del sistema radicular, ajustes en la tasa de crecimiento, inducción del cierre de estomas, ajuste osmótico, activación de enzimas antioxidantes, acumulación de fitohormonas y la regulación transcripcional de muchos genes. La sandía (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. and Nakai) es una de las especies más cultivadas de la familia Cucurbitaceae, debido a su importancia económica, alto valor nutricional y beneficios para la salud (por ejemplo, antioxidantes, carotenoides, citrulina, flavonoides, vitaminas (A, B y C) y minerales). La producción mundial de sandía para el 2020 fue de 101.62 millones de toneladas aproximadamente, lo que la sitúa como la segunda fruta fresca más producida a nivel mundial. Particularmente en Chile, en el año 2020, la sandía fue la decimotercera fruta más producida (57,382 mil toneladas), siendo la región de O’Higgins la principal productora del país. El cultivo de sandía prospera mejor en áreas cálidas, ya que requiere altas temperaturas (>25°C) para un crecimiento óptimo. Aunque la sandía prefiere un ambiente cálido y seco, es conocida por su alta susceptibilidad al estrés hídrico, por lo que su rendimiento está asociado a la disponibilidad hídrica en la región o áreas en que se cultive. En este sentido, una de las principales estrategias para reducir las pérdidas de producción agrícola en condiciones de estrés hídrico, es el cultivo de variedades de alto rendimiento injertándolas en portainjertos tolerantes a este tipo de estrés, con un sistema radicular eficiente en el uso del agua, como por ejemplo, Lagenaria siceraria. Particularmente, L. siceraria es una especie perteneciente a la familia de las Cucurbitaceae, la cual es utilizada como portainjerto para el cultivo de la sandía, debido a que presenta resistencia a bajas temperaturas y enfermedades transmitidas a nivel de suelo (por ejemplo, Fusarium). Se ha informado que L. siceraria es más tolerante a la sequía en comparación con otras cucurbitáceas, ya que aumenta la absorción de agua y nutrientes del suelo, ayudando al crecimiento de las plantas. Sin embargo, el uso de L. siceraria como portainjerto de sandía para enfrentar el estrés hídrico es limitado o nulo, particularmente existe desconocimiento de los mecanismos moleculares por el cual los portainjertos controlan el crecimiento de las plantas injertadas frente al estrés. Bajo condiciones de estrés hídrico, las raíces son el primer órgano que percibe la falta de agua en el suelo, y comunican esta restricción como una señal de estrés a los brotes. En este sentido, se ha reportado que en injertos de solanáceas y vitáceas el portainjerto induce una reprogramación transcripcional extensa en los brotes, especialmente de genes que participan en la transducción de señales de fitohormonas. Particularmente, el Ácido Abscísico (ABA) desempeña un papel fundamental en la regulación del crecimiento y la defensa de las plantas en situaciones de estrés hídrico, ya que se ha descrito como un integrador central que vincula y reprograma las complejas cascadas de señalización adaptativa en respuesta al estrés hídrico. Sin embargo, ABA no es la única fitohormona involucrada en la respuesta al estrés hídrico, ya que se ha descrito que otras fitohormonas, tales como, ácido salicílico, ácido jasmónico y auxinas, están asociadas a la regulación del crecimiento en condiciones de estrés hídrico, interactuando entre ellos mismos y/o con otros factores. Por lo tanto, considerando lo señalado anteriormente, se plantea la hipótesis de que la tolerancia al estrés hídrico en sandía injertada sobre L. siceraria está relacionada con el aumento en la expresión de genes relacionados con la biosíntesis, metabolismo y señalización de ABA y otras fitohormonas en las hojas del injerto C. lanatus y las raíces del portainjerto L. siceraria, lo cual confiere tolerancia al estrés hídrico en C. lanatus. Cabe destacar que, los resultados generados en este estudio, contribuirán a la comprensión de las respuestas a la sequía en las plantas, asociadas a diferentes fitohormonas, y servirán como un recurso público disponible para futuros estudios de expresión génica, genómicos y funcionales de C. lanatus y L. siceraria.

La región de O´Higgins, cuya principal actividad económica corresponde a la agricultura, está siendo severamente afectada por la sequía como consecuencia del cambio climático, generando impactos negativos para este sector productivo . Así, la búsqueda de especies y/o cultivares con mayor tolerancia al estrés hídrico es clave para diversificar l a matriz productiva de la región. El almendro es una opción viable para la región debido a su ampliamente reportada tolerancia al estrés hídrico, con gran éxito en el cultivo de esta especie en áreas con clima Mediterráneo, incluyendo Chile, por lo que la identificación de cultivares con mayor tolerancia a este estrés es de importancia. A nivel fisiológico, el principal efecto del estrés hídrico es el cierre estomático, con el objetivo de evitar una disminución drástica en el estado hídrico de la planta (p otencial hídrico, Ψ L ), esto disminuye la asimilación de carbono y por consiguiente la producción. Sin embargo, especies y cultivares han desarrollado distintas estrategias para responder frente al estrés hídrico, lo que se ha descrito a través de los compo rtamientos isohídricos y anisohídricos. En breve, especies/cultivares con comportamiento isohídrico se caracterizan por un rápido cierre estomático frente al estrés hídrico previniendo así caídas drásticas en Ψ L . Por el contrario, especies/cultivares aniso hídricos mantienen la apertura estomática durante el estrés, permitiendo una caída en Ψ L y, por lo tanto, sosteniendo la asimilación de carbono. En consecuencia, el comportamiento anisohídrico se asocia a mayores tasas fotosintéticas y eficiencia de uso de agua a pesar de la escasez hídrica. La caracterización e identificación de genotipos anisohídricos es importante para optimizar la búsqueda de nuevos cultivares a ser producidos en la región de O´Higgins, especialmente en el secano interior donde los efec tos del déficit hídrico son más severos. Como parte del desarrollo del proyecto Fondecyt de iniciación de la Dra. Alvarez, se han identificado y caracterizado a nivel fisiológico tres cultivares de almendro con comportamiento an/isohídricos contrastantes: Avijor, Isabelona y Soleta. Si bien el proyecto anteriormente descrito incluye el análisis transcripcional de algunos genes, que hipotéticamente tendrían un rol en la diferenciación entre ambos comportamientos, este análisis puntual no permitiría comprende r en profundidad los mecanismos moleculares y rutas que subyacen procesos adaptativos y respuestas a señales ambientales a nivel de genoma completo. Para ahondar en esto último, hemos planteado el siguiente objetivo general: “ Determinar las diferencias gen ómicas, epigenéticas y transcriptómicas que determinan el fenotipo anisohídrico e isohídrico entre distintos cultivares de almendro durante el estrés de déficit hídrico” hídrico”. Sin embargo, a la fecha solamente tres variedades de almendro han sido secuenciadas : Nonpareil, Texas y Lauranne. Si bien el genoma de esta especie es pequeño (~250Mb) su alto nivel de heterocigosidad dificulta su ensamble. Específicamente para esta especie, abordaremos la secuenciación del genoma con una estrategia híbrida que integra d atos de Oxford Nanopore (para secuencias largas) y MGI (lecturas cortas) y algoritmos desarrollados por el Dr. Di Genova que permitirán realizar construcciones a escala cromosómica para las tres variedades propuestas. Los genomas ensamblados permitirán det erminar variantes genéticas y patrones epigenéticos diferenciales entre los tres cultivares propuestos. Adicionalmente, secuenciaremos y analizaremos datos de expresión génica de las tres variedades enfrentadas a estrés hídrico, lo que nos permitirá estudi ar por primera vez el impacto funcional de variantes genéticas y epigenéticas asociados al estrés hídrico. En resumen, nuestro proyecto multidisciplinario generará el genoma de referencia y epigenoma para los tres cultivares: Avijor, Isabelona y Soleta. A dicionalmente, realizaremos un primer mapeo a nivel genómico, epigenético y de expresión de los mecanismos y programas moleculares durante el estrés hídrico de los tres cultivares de almendro.

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).

Los bosques de Nothofagus macrocarpa se consideran relictos de las condiciones climáticas pasadas y de la historia de perturbaciones humanas. El actual estado de degradación de los bosques de N. macrocarpa y su incierta resiliencia ante nuevas alteraciones de hábitat humanas, como el cambio climático o incendios forestales, y naturales hace que esta especie sea considerada en un estado de conservación vulnerable. Sin embargo, esta definición de estado de conservación carece de un análisis que integre las modificaciones de procesos ecológicos producto del potencial efecto de futuras condiciones climáticas y de las alteraciones humanas. En este proyecto buscamos desarrollar una evaluación de la integridad ecológica de los bosques de N. macrocarpa en un contexto de alteración de hábitat producto del uso humano, sequías pasadas y futuro cambio climático. El método propuesto permitirá estandarizar una evaluación que sintetice umbrales y curvas de respuesta de agentes de estrés sobre las poblaciones de N. macrocarpa producto de la alteración de hábitat. Finalmente, generaremos instancias de diálogo y difusión de los hallazgos sistematizados de N. macrocarpa con comunidades locales y diversos actores gubernamentales, que ayuden a actualizar las bases normativas de la ley forestal en Chile.