Proyectos

Cumplo un rol de Investigador Asociado. Which are the molecular and physiological mechanisms involved in priming and defense activation in cherry plants upon Pss infection? Are these mechanisms differentially activated between susceptible and resistance cherry varieties? Do susceptible and resistance cherry varieties present a differential priming under different PRIs exposure? Even more, the increasing of aridity and drought in the North of the country, the advancing desert toward the South and a reduction in water resources in the central zone of Chile, are expected along the XXI century. In this scenario of climate change, other question arises: Which are the molecular and physiological mechanisms involved in priming and defense activation in cherry plants upon Pss infection combined with water deficit? Through this proposal, we intend to answer to these questions, in order to establish the basis for optimize the control of the bacterial canker in cherry fruit tree, by strategies that provide for the use of resistance inductors. We propose two hypotheses: a) Cherry cultivars with differential susceptibility to bacterial canker, caused by Pseudomonas syringae pv. syringae, present genetic differences in the molecular machinery of plant immunity; b) Pseudomonas syringae pv. syringae infection is enhanced by water restriction due to an alteration of the molecular machinery of plant immunity. The aims of this proposal is to obtain a better understanding of the plant-pathogen molecular interactions of sweet cherry bacterial canker in relationship with water deficit, using mainly omics strategies.

La Universidad de O’Higgins postula la incorporación como académico a la Dra. Lorena Pizarro al Instituto de Ciencias Agronómicas y Veterinarias. La Dra Pizarro es una investigadora joven, de excelencia académica, productiva y de alta competitividad, quien cumple a cabalidad con la misión de nuestra Universidad en la generación y difusión de conocimiento, para el desarrollo la Región de O’Higgins y el país. Ella es especialista en inmunidad vegetal desempeñándose actualmente como investigador post-doctoral en Israel, en los laboratorios del Dr Adi Avni (Tel-Aviv University) y la Dra Maya Bar (Volcani Center). La candidata propone el estudio de la respuesta inmune de especies de frutales del género Prunus, tales como Cerezo, Durazno y nectarines, los cuales son de gran importancia en la producción agrícola de la región de O’Higgins y el país. Particularmente, esta propuesta de investigación plantea el estudio de una novedosa y versátil estrategia para la activación de la inmunidad en frutales del género Prunus, a través de la aplicación de elicitores de origen bacteriano y fúngico. De esta forma, se espera potenciar la tolerancia a patógenos en estos frutales, y mejorar los sistemas de control de plagas usados en Chile. Se proyecta que la Dra Pizarro desarrolle esta nueva línea de investigación basada en las necesidades agrícolas de la región, fortalezca la masa crítica de la fitopatología frutícola en nuestra institución, participe de manera transversal en el distintos institutos, mantenga una estrecha colaboración con la región a través de comunicación directa con el sector agrícola y Escuelas de la región a través de nuestro programa PAR-Explora, establezca colaboraciones nacionales e internacionales, y se adjudique de proyectos de investigación extramurales, para así ser parte del desarrollo y posicionamiento a la Universidad de O’Higgins como una institución de educación superior de reconocida calidad a nivel regional, nacional e internacional.

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.

Diseñar e implementar un >Laboratorio de Ecosistema de Humedales para el desarrollo y transferencia de herramientas biotecnológicas sustentables para la Regíon e O´Higgins, mediante monitoreo, extensión y educación

Las pérdidas de calidad de la fruta durante la post cosecha, es un problema global para la industria de la cereza. Estas son principalmente: perdida de firmeza, daños mecánicos, desórdenes fisiológicos, pudriciones por hongos y una mala apariencia del pedicelo. Estás pérdidas pueden ir de 15 a 30%. La deshidratación y el pardeamiento de la fruta durante el tránsito y comercialización afecta la apariencia, sobre todo la del pedicelo lo que disminuye la aceptación del consumidor. Adicionalmente, la pérdida de agua acelera la degradación de la clorofila perdiendo el pedicelo su color verde característico. Prolongar el periodo donde la fruta se encuentra en una calidad comercializable luego del tránsito a destino es muy importante para países que, como Chile, necesitan de largos períodos de tránsito para llegar a sus mercados. Estos períodos se han alargado por problemas logísticos de transporte como los asociados al COVID-19, en 2022, que en el caso Chileno pasaron de 35 a 50 días, causando pérdidas por más de USD 1.000 millones. Actualmente, la industria exportadora de la cereza utiliza una metodología estándar basada en la sanitización y aplicación de fungicida en la línea de procesamiento y en el control de la cadena de frío y humedad y de la razón CO2/O2 durante su transporte. Pese a toda la tecnología existente, aún se pierde 20 a 30% de fruta de alta calidad, estimado en unos USD 850 millones por temporada. Esta cifra aumenta al existir problemas logísticos en los puertos y aduanas de destino, arriesgando la rentabilidad anual de esta industria. Dar a la cereza una mejor vida en poscosecha, es un desafío mayor que requiere nuevas tecnologías de bajo costo. Basado en nuestra experiencia con inductores de NO para: la reducción de abscisión de frutos, el rompimiento de dormancia (1); la inducción de clorofila (2) y en resultados no publicados sobre el efecto del NO en la calidad de la cereza, se propone una formulación y un método de aplicación de inductores de NO en etapas claves del proceso y transporte de la cereza. En ensayos preliminares hemos observadoque tratamientos con el generador de NO, Sodio Nitroprusiato, se alcanza a aumentar el tiempo de la cereza de calidad hasta 40 días. Por lo que en esta propuesta nuestra hipótesis es que: La aplicación de Óxido Nítrico en la línea de procesamiento y/o transporte de la cereza de exportación a través de una formulación a base a Nitroprusiato de Sodio mejora su postcosecha prolongando el periodo de calidad comercializable de la fruta. Esperamos que cuando esta tecnología alcance un nivel de TRL9 tendrá como función crítica asegurar la calidad de las cerezas en periodos de transporte superiores a 40 días. En la 1° etapa se llegará a TRL6, optimizando dosis y formas de aplicación y comprobando resultados en destino. Esto se hará en especial durante el vaciado y desinfección de frutos en agua para que el NO difunda en la pulpa, active sus antioxidantes y permita la mantención del pedicelo verde, la reducción de pudriciones y otros parámetros como el pardeamiento en variedades bicolores.

Apoyo a la creación de centros de investigación UOH 2023.

Proyecto UOH

El constante aumento de la población humana exige una producción de alimentos que sea rápida y sostenible. Debido a esto, los fertilizantes químicos se han utilizado extensamente, a menudo en exceso, lo que genera múltiples problemas. Esto hace que la sostenibilidad agrícola a mediano y largo plazo dependa de la implementación de alternativas más accesibles y ecológicamente seguras. La productividad agrícola mundial se enfrenta a dificultades debido a tensiones humanas, abióticas y ambientales causadas por el cambio climático. Este proyecto busca resolver estos desafíos mediante el estudio de estrategias sostenibles para mejorar la eficiencia en la producción de maíz en el centro-sur de Chile. El proyecto propone evaluar el impacto de estas estrategias en la absorción y removilización de nutrientes, la sanidad vegetal, así como en el rendimiento y calidad del maíz. En Chile, el maíz desempeña un papel vital en la agricultura, tanto en la alimentación humana como animal. Se prevé que los resultados de esta investigación impulsen una producción de maíz más sostenible y resistente ante los retos ambientales y económicos actuales en la región centro-sur de Chile.

A. fragariae ataca las partes aéreas de las plantas y el nematodo puede adoptar comportamientos de endo y ectoparásito. El nematodo puede pasar por múltiples ciclos de vida en una temporada de crecimiento de la frutilla cuando se presentan condiciones favorables. Los nematodos penetran a través de los estomas y ocasionan daños en coronas, estolones, follaje, brotes nuevos e incluso en las frutas. El riesgo que representa Af en la agricultura es muy alto ya que se han reportado más de 600 especies de plantas de 47 familias que sirven de hospedadores, algunas de ellas con relevancia para la agricultura familiar campesina regional como: cebollas, cebollines, ajos (entre otras), y ornamentales (peonías, begonias, helechos, etc). De acuerdo a datos recopilados por INDAP a través de sus programas de PRODESAL y SAT cerca del 90% de la actividad productiva de la frutilla en la región de O’Higgins está concentrada en la agricultura familiar campesina (AFC) (101 productores) y 24 % corresponde predios manejados por mujeres. La mayoría de éstos concentrados en las comunas del Secano Costero de la región. Sin embargo, a medida que el problema del Af avanza, se han ido detectando otros pequeños productores en otras comunas de la región que no son beneficiaros de instituciones como el INDAP pero que también presentan problemas. En este escenario, las medidas que se puedan tomar para el control de Af toman mayor relevancia, porque su presencia tiene consecuencias no sólo fitosanitarias sino económicos y sociales. Aphelenchoides fragariae es difícil de manejar debido a que poseen un ciclo de vida robusto que les permite permanecer vivos en la planta, material vegetal seco y suelo. Los nematodos adultos pueden sobrevivir a la desecación y permanecer inactivos durante varios meses. Además, los pesticidas sintéticos que se usan para su control tienen una eficiencia limitada. Es por ello, que para tener un control efectivo de Af, es imprescindible cambiar los paradigmas de control tradicionales por un sistema de manejo integrado que sea i) de fácil adopción, ii) que permita generar ingresos a pesar de la plaga y iii) que posea componentes que protejan al medio ambiente de la dependencia de pesticidas sintéticos y iv) que proteja el tejido social y económico de la actividad productiva. Por lo tanto, y tomando en cuenta la agresividad de esta plaga, es importante tomar medidas urgentes para reducir el impacto de Af a largo plazo.