Integrative analysis of transcriptomic and metabolomic profiles in Citrullus lanatus grafted onto Lagenaria siceraria rootstocks in response to drought stress

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.

Transferencia y validación de portainjertos de cucurbitáceas resilientes al cambio climático para el fortalecimiento de la Agricultura Familiar Campesina de la provincia de Cardenal Caro de la región de O´Higgins

La Agricultura Familiar Campesina (AFC) de la Provincia de Cardenal Caro presenta desafíos vinculados a la gestión hídrica y la modernización de sus cadenas productivas; que conlleva a una disminución de rendimientos, aumento de costos productivos y una creciente vulnerabilidad climática que limitan su potencial de desarrollo. Lo anterior se ha visto acentuado, además, por el anuncio de al menos 4 decretos de escasez hídrica (entre 2019 y 2023) por parte del Gobierno de Chile, que abarcan total o parcialmente la región de O’Higgins, siendo la Provincia de Cardenal Caro una de las más afectadas. Por otro lado, la región de O’Higgins destaca por su alto Producto Interno Bruto silvoagropecuario, representando el 16,1%; destacando las actividades de producción de cultivos y frutales, siendo la sandía la tercera hortaliza más producida en la región con 1.369 ha cultivadas, lo que representa el 46,6% de la producción nacional. En O’Higgins, el cultivo de sandía se produce principalmente en la provincia de Cachapoal, específicamente en las localidades de Quinta de Tilcoco, Pichidegua, Rengo, Las Cabras y Malloa, sin embargo, mediante el desarrollo de nuevas variedades vegetales y a través del uso de portainjertos, es posible cultivar sandía en las condiciones edafoclimáticas de la provincia de Cardenal Caro, transformando su cultivo en una oportunidad para diversificar la matriz productiva de esta provincia. En este sentido, el cultivo de cucurbitáceas, se ha demostrado que presenta buenos márgenes de comercialización en las localidades de Navidad, Litueche y La Estrella, identificándose una oportunidad para aumentar los rendimientos y número de hectáreas cultivables. En esta propuesta se presenta como solución científica-tecnológica el desarrollo de un paquete tecnológico, que mediante la validación y uso de portainjertos de cucurbitáceas resilientes al cambio climático, fortalezca a la AFC de la provincia de Cardenal Caro de la región de O´Higgins.

FIC Transferencia La Despensa de O’Higgins

Garantizar la competitividad de los usuarios del sello La Despensa de O’Higgins, mediante la disminución de las brechas de producción, tecnológicas, redes y de capacitación, para la obtención de productos agroalimentarios con sello regional de calidad, tradición e innovación.

Retos y soluciones sostenibles para fortalecer la cadena productiva del maíz en la región centro-sur de Chile

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.

Impacto de la aplicación de Silicio en el equilibrio nutricional y los parámetros productivos de plantas de maíz cultivadas con exceso de fertilizante nitrogenado en la región de O’Higgins

La creciente demanda mundial de alimentos, impulsada por el aumento sostenido de la población humana, exige una producción agrícola eficiente y sostenible. En este contexto, los fertilizantes químicos han sido ampliamente utilizados para aumentar la productividad, aunque muchas veces en dosis excesivas. Este uso intensivo ha generado impactos negativos, como la emisión de gases de efecto invernadero (particularmente óxido nitroso, N₂O), la lixiviación de nutrientes y la contaminación de acuíferos. Además, los fertilizantes representan un costo considerable, afectando la sostenibilidad económica a mediano y largo plazo. El sector agrícola enfrenta presiones adicionales derivadas del cambio climático, como el aumento de temperaturas, la sequía, la toxicidad por metales pesados y desequilibrios nutricionales, los cuales afectan la calidad y el rendimiento de los cultivos. En particular, la región de O’Higgins es una de las principales zonas productoras de maíz en Chile y enfrenta desafíos derivados del uso excesivo de fertilizantes nitrogenados, lo que no solo eleva los costos productivos, sino que también compromete la salud medioambiental. Este proyecto tiene como objetivo principal evaluar el impacto de la aplicación de silicio (Si) sobre el equilibrio nutricional y los parámetros productivos de plantas de maíz cultivadas bajo condiciones de exceso de nitrógeno. La hipótesis central es que el silicio puede mejorar la homeostasis estequiométrica elemental C:N:P, reducir los efectos negativos del exceso de nitrógeno y promover una mayor eficiencia en el uso de fertilizantes. Se propone además evaluar el potencial de reducción en el uso de fertilizantes nitrogenados mediante la optimización de su aplicación, sin comprometer la productividad. Se espera que los resultados de esta investigación contribuyan al desarrollo de estrategias más sostenibles, resilientes y eficientes para la producción de maíz en la región O’Higgins y más allá.

Efecto del perfil proteico (β-caseína A1/A2) y aminoacídico de la leche sobre la supervivencia de patógenos durante el almacenamiento y su relación con la percepción de inocuidad y calidad alimentaria de la leche en consumidores

La leche bovina es un alimento fundamental en la nutrición humana, no solo por su aporte de nutrientes esenciales sino también por sus propiedades funcionales. En este contexto, la composición proteica, en especial la presencia de las variantes de β-caseína A1 y A2, ha generado creciente interés debido a su influencia en la liberación de péptidos bioactivos con potencial impacto en la salud gastrointestinal, neurológica y metabólica. Entre estos péptidos bioactivos destaca la β-casomorfina-7 (BCM-7) liberada en presencia β-caseína A1. Si bien en estudios internacionales se ha caracterizado la distribución de las variantes de la β-caseína A1 y A2 en leche comercial, en Chile se requiere profundizar en esta temática. Sumado a esto, la composición aminoacídica de la leche influye tanto en su valor nutricional como en sus propiedades antimicrobianas naturales, afectando la supervivencia de bacterias patógenas durante el almacenamiento. A nivel de consumidores, aunque el conocimiento sobre las diferencias entre las variantes A1 y A2 de la β-caseína es limitado, existe un creciente interés por productos percibidos como más saludables. Esto evidencia el problema a abordar, que corresponde a la falta de información sobre cómo el perfil proteico (particularmente las variantes de β-caseína A1 y A2) y la composición aminoacídica de la leche influyen en la supervivencia de patógenos durante su almacenamiento, y cómo esto se relaciona con la percepción de calidad e inocuidad por parte de los consumidores chilenos.
La hipótesis del proyecto es que el perfil proteico y aminoacídico de la leche afecta su calidad e inocuidad, incidiendo en la supervivencia de patógenos y en la percepción del consumidor.
Para alcanzar los objetivos, se propone la:
Caracterización proteica y aminoacídica de la leche, a través del análisis de muestras de leche de distintas marcas y tipos disponibles en el mercado nacional.
Realización de una encuesta a consumidores para evaluar el conocimiento y percepción sobre la calidad e inocuidad de la leche y las variables que las determinan.
Ensayos microbiológicos de evaluación de la supervivencia bacteriana en leche mediante recuento de unidades formadoras de colonias (UFC/mL) de aerobios mesófilos y los patógenos E.coli y Listeria monocytogenes.
El proyecto se desarrollará en un período de 15 meses, permitiendo en desarrollo de tres tesis e idealmente dos publicaciones científicas, lo que fortalecerá la trayectoria académica de la directora y directora alterna.

Efecto del perfil proteico (β-caseína A1/A2) y aminoacídico de la leche sobre la supervivencia de patógenos durante el almacenamiento y su relación con la percepción de inocuidad y calidad alimentaria de la leche en consumidores

La leche bovina es un alimento fundamental en la nutrición humana, no solo por su aporte de nutrientes esenciales sino también por sus propiedades funcionales. En este contexto, la composición proteica, en especial la presencia de las variantes de β-caseína A1 y A2, ha generado creciente interés debido a su influencia en la liberación de péptidos bioactivos con potencial impacto en la salud gastrointestinal, neurológica y metabólica. Entre estos péptidos bioactivos destaca la β-casomorfina-7 (BCM-7) liberada en presencia β-caseína A1. Si bien en estudios internacionales se ha caracterizado la distribución de las variantes de la β-caseína A1 y A2 en leche comercial, en Chile se requiere profundizar en esta temática. Sumado a esto, la composición aminoacídica de la leche influye tanto en su valor nutricional como en sus propiedades antimicrobianas naturales, afectando la supervivencia de bacterias patógenas durante el almacenamiento. A nivel de consumidores, aunque el conocimiento sobre las diferencias entre las variantes A1 y A2 de la β-caseína es limitado, existe un creciente interés por productos percibidos como más saludables. Esto evidencia el problema a abordar, que corresponde a la falta de información sobre cómo el perfil proteico (particularmente las variantes de β-caseína A1 y A2) y la composición aminoacídica de la leche influyen en la supervivencia de patógenos durante su almacenamiento, y cómo esto se relaciona con la percepción de calidad e inocuidad por parte de los consumidores chilenos.
La hipótesis del proyecto es que el perfil proteico y aminoacídico de la leche afecta su calidad e inocuidad, incidiendo en la supervivencia de patógenos y en la percepción del consumidor.
Para alcanzar los objetivos, se propone la:
Caracterización proteica y aminoacídica de la leche, a través del análisis de muestras de leche de distintas marcas y tipos disponibles en el mercado nacional.
Realización de una encuesta a consumidores para evaluar el conocimiento y percepción sobre la calidad e inocuidad de la leche y las variables que las determinan.
Ensayos microbiológicos de evaluación de la supervivencia bacteriana en leche mediante recuento de unidades formadoras de colonias (UFC/mL) de aerobios mesófilos y los patógenos E.coli y Listeria monocytogenes.
El proyecto se desarrollará en un período de 15 meses, permitiendo en desarrollo de tres tesis e idealmente dos publicaciones científicas, lo que fortalecerá la trayectoria académica de la directora y directora alterna.

Learning through auditory stimuli: effect of music previously conditioned with nutritional and non-nutritional rewards on the performance and welfare of nursery pigs.

Learning through auditory stimuli: effect of music previously conditioned with nutritional and non-nutritional rewards on the performance and welfare of nursery pigs.

Impacto da fertirrigação com silício e da inoculação com Azospirillum sobre os parâmetros agronômicos, ecofisiológicos, produtivos e do valor nutricional do milho safrinha e/ou sorgo e/ou milheto para produção de grãos e silagens em dietas de ruminantes

A presente proposta é um projeto de inovação no Brasil e tem como premissa/meta de mostrar que é possível diminuir N-fertilizante com o emprego de A. brasilense, como alternativa de FBN na tentativa de diminuir a fertilização química, os altos custos de N-fertilizantes e consequentemente as deposições de Nr nos ecossistemas, assim como melhorar a eficiência do uso da água a partir do emprego da fertirrigação com Si estabelecendo pela primeira vez as doses viáveis agronomicamente, zootecnicamente e economicamente para o cultivo irrigado do milho safrinha e, na produção de silagens na nutrição animal. Assim, será avaliado os efeitos aditivos ou não, de diferentes doses de Si via fertirrigação e da inoculação ou não com A. brasiliense sobre: O acúmulo e a eficiência de utilização dos nutrientes, em função do estádio de desenvolvimento das plantas do milho; A estequiometria (relações C:N:P:Si) e, o crescimento vegetativo do milho safrinha e/ou sorgo e/ou milheto; Os processos fisiológicos: taxa fotossintética, índice de cor verde, condutância estomática, taxa de transpiração e eficiência de uso da água do milho e/ou sorgo e/ou milheto em estudo; As características morfogênicas e estruturais, a dinâmica de crescimento, a produção e quantificação de biomassa aérea, a composição químico-bromatológica da biomassa, a produção e sanidade dos grãos, o índice de colheita de grãos e a eficiência agronômica do milho e/ou sorgo e/ou milheto; Além de avaliar o perfil fermentativo, a estabilidade aeróbia, a composição química e a digestibilidade in vitro das silagens na forma tradicional e, na forma de ração total para dietas de bovinos de corte e/ou cabras leiteiras

Agregación de valor a productos de la AFC del seco costero de la región de O’Higgins, mediante tecnología de liofilización en la elaboración de producto y del packaging para comercialización

La Agricultura Familiar Campesina (AFC) y la microempresa agroalimentaria de la región de O’Higgins enfrentan múltiples desafíos a lo largo de su cadena de valor, particularmente en lo que respecta a la agregación de valor, comercialización y acceso a tecnologías. La falta de infraestructura, conocimientos y capacidades técnicas limita la transformación de materias primas en productos diferenciados y rentables, afectando directamente la sustentabilidad económica de estos actores.
En este contexto, la provincia de Cardenal Caro presenta una situación aún más compleja. Cinco de sus seis comunas —La Estrella, Litueche, Navidad, Paredones y Pichilemu— han sido catalogadas como territorios de rezago por el Gobierno Regional de O’Higgins, debido a su aislamiento geográfico, limitadas redes de conectividad vial y digital, y una baja densidad empresarial (7% de las empresas regionales según SII, 2018). Estas condiciones afectan negativamente el desarrollo productivo, la inclusión tecnológica y la calidad de vida de su población.
Si bien se han logrado avances a través de iniciativas colaborativas entre academia e instituciones públicas, persisten importantes brechas tecnológicas. Una de ellas es el uso de métodos tradicionales de deshidratación de productos como algas, hierbas medicinales o productos apícolas. El secado por convección (natural o forzada) suele provocar pérdidas significativas en atributos sensoriales y funcionales (sabor, aroma, polifenoles, capacidad antioxidante), limitando su competitividad.
El presente proyecto propone incorporar la liofilización como tecnología de deshidratación innovadora, que mediante la sublimación del agua permite preservar las cualidades nutricionales y sensoriales de los productos. Junto a ello, se considera esencial el diseño del packaging, abordando tanto la materialidad como la estrategia gráfica, con el fin de asegurar la conservación post-liofilización y mejorar el posicionamiento comercial del producto final.
A través de una metodología basada en talleres, validaciones de proceso y actividades de transferencia, se busca mejorar las capacidades técnicas de pequeños productores de la provincia, generar productos con mayor valor agregado y fortalecer la inserción de la AFC del secano costero en circuitos de comercialización diferenciada.