Deep insight in the cherry plant defense responses to bacterial canker disease in a scenario of water restriction

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.

Systems Biology Center for the study of extremophile communities from mining tailings. Anillo ACT210004.

Con la apertura de la mina

El Teniente

en 1905, Chile
promovió la explotación a gran escala del cobre llamado “Gran
Minería del Cobre”. De ese momento a la fecha, se registran un
total de 757 relaves minero, dentro de los cuales un 85% de ellos
están abandonados o inactivos. Estos números posicionan a los
relaves como un problema importante, siendo actualmente el
pasivo ambiental de mayor impacto en nuestro país. En
particular, el relave Cauquenes ubicado en la Región de
O
Higgins, es el relave de cobre más antiguo y de mayor
dimensión, reservorio a la fecha del material depositado por El
Teniente. Considerando el número, tamaño y dimensiones,
sumado a la complejidad del escenario ambiental y las variables
involucradas, el estudio de las comunidades microbianas que
habitan los relaves mineros debe abordarse desde diferentes
disciplinas. Por estos motivos, a través de la interconexión de las
diversas capacidades de investigadores nacionales e
internacionales, el presente proyecto busca sentar las bases para
la creación de un Centro de Biología de Sistemas para el estudio
de comunidades que habitan relaves mineros. A nivel de
investigación. el Centro se enfocará en: i) Caracterizar la
estructura de las comunidades extremófilas de los relaves. ii)
Identificar y validar de los potenciales metabólicos de las
comunidades y sus miembros. iii) Generar un registro y
clasificación de información – Bases de datos y colección de
cepas. iv) Desarrollo de biotecnología para aplicaciones en
minería. En definitiva, con un fuerte compromiso regional, el
proyecto contempla abordar por primera vez desde una
perspectiva multidisciplinaria e integral, el estudio de
comunidades de especies extremófilas presentes en el relave
Cauquenes, sentando las bases para que el Centro de Biología de
Sistemas pueda en el corto plazo, proyectarse como un espacio
real para al estudio de microorganismos que habitan los relaves
en Chile.

Estudio de especies bacterianas con potenciales en biotecnología: Aplicaciones en minería y agroindustria.

Identificación de bacterias de ralves de la región de O’Higgins para el estudio de posibles funciones biotecnológicas.

“Fortaleciendo la protección del humedal Bucalemu: Transferencia de herramientas para la gestión, monitoreo y desarrollo sostenible.”

En el marco del diagnóstico territorial participativo realizado para el humedal Bucalemu, los beneficiarios identificaron necesidades prioritarias para mejorar la gestión integral del humedal, considerando su importancia como área protegida y las actividades antrópicas asociadas. Entre las propuestas más destacadas se encuentran:
1. Fortalecer la gobernanza local: Los actores locales señalaron la necesidad de establecer un plan de gestión municipal que permita una mejor coordinación entre las partes interesadas y que priorice acciones concretas para la conservación y uso sostenible del humedal.
2. Implementar programas educativos y de difusión: Se propuso incluir a la comunidad y a los colegios locales en actividades de educación ambiental, sensibilización sobre la importancia del humedal y difusión de buenas prácticas de manejo sostenible.
3. Capacitación en monitoreo ambiental: Los participantes destacaron la necesidad de contar con herramientas y conocimientos técnicos para monitorear y gestionar el humedal de manera autónoma y sostenible.
4. Zonificación y regulación de actividades: Identificaron la importancia de delimitar áreas para uso turístico, conservación estricta y actividades productivas de bajo impacto, para minimizar los efectos de las actividades humanas sobre el ecosistema.
La Universidad de O’Higgins se compromete a incorporar estas propuestas como ejes centrales en el proyecto, apoyando al municipio en el desarrollo de su plan de gestión mediante las siguientes acciones concretas:
• Generar información científica confiable a través del Laboratorio de Ecosistemas de Humedales, la cual servirá como base técnica para el diagnóstico sectorial y la planificación.
• Facilitar talleres participativos para definir los objetos de conservación y metas del plan, así como estrategias específicas para su implementación.
• Transferir herramientas de monitoreo ambiental y capacitar a actores locales, asegurando que puedan realizar un seguimiento continuo de los indicadores del plan.
• Diseñar materiales educativos y desarrollar campañas de difusión que fortalezcan la conexión entre la comunidad y el humedal.
“Como resultado del proceso de diagnóstico territorial participativo, los beneficiarios identificaron diversas iniciativas clave para fortalecer la gestión del humedal Bucalemu y promover su desarrollo sostenible. Entre las propuestas más destacadas se incluyen:
1. Charlas informativas: Estas actividades sensibilizarán a la comunidad sobre la importancia del humedal, destacando su biodiversidad y los beneficios de su conservación. Las charlas incluirán información técnica y relevante para fomentar un manejo más sostenible del ecosistema.
2. Programas educativos con colegios locales: Se implementarán talleres prácticos y actividades educativas para involucrar a estudiantes en la conservación del humedal, inspirando un sentido de pertenencia y responsabilidad hacia el ecosistema.
3. Capacitaciones especializadas: Funcionarios municipales y algunos actores clases recibirán formación en gestión sostenible, incluyendo monitoreo ambiental y prácticas de bajo impacto, para fortalecer sus capacidades en el manejo del humedal.
4. Actividades de difusión y sensibilización: Campañas de comunicación y material informativo promoverán el turismo responsable y orientarán a los visitantes hacia prácticas respetuosas con el ecosistema.
5. Fortalecimiento de los pequeños productores locales: Se desarrollarán actividades específicas para capacitar a productores en prácticas sostenibles y promocionar sus productos como parte de una estrategia de turismo responsable, fortaleciendo su conexión con el humedal.

El Laboratorio de Ecosistemas de Humedales de la Universidad de O’Higgins aportará información científica y herramientas técnicas esenciales para sustentar estas iniciativas, especialmente en lo relacionado con el diagnóstico del ecosistema, el diseño de protocolos de monitoreo y la generación de indicadores clave para evaluar el impacto de las acciones implementadas. De esta forma, la Universidad de O’Higgins se compromete a incorporar estas propuestas en la iniciativa, asegurando su implementación como parte de una estrategia integral de transferencia de conocimiento y gestión sostenible en colaboración con los actores locales y otras instituciones relevantes

Transferencia Laboratorio Ecosistemas de Humedales

Fondo de Innovación para la Competitividad – FIC2023- 6ta región.

Intercambio de tecnología para el control de vectores y nemátodos gastrointestinales

La propuesta de trabajo se enfoca en abordar dos problemáticas
cruciales que afectan a Chile y México: la parasitosis en ovinos y la
enfermedad de Chagas. El objetivo es desarrollar estrategias conjuntas
para hacer frente a estos desafíos.

En el ámbito de la parasitosis en ovinos, se observa que esta
problemática afecta tanto a la producción ovina como a la salud de los
rumiantes en México, generando pérdidas económicas importantes.
Además, la resistencia antihelmíntica en los parásitos es un problema
que requiere una solución sostenible.

Por otro lado, la enfermedad de Chagas está en aumento en ambos
países, representando una amenaza significativa para la salud pública.
La falta de métodos eficientes para controlar la infección ha llevado
a la necesidad de medidas preventivas para evitar el contacto de las
chinches/vinchucas infectadas con humanos y mamíferos domésticos.

En este contexto, se busca promover la colaboración institucional
entre México y Chile para abordar estas problemáticas de manera
efectiva. Se propone desarrollar un producto nutracéutico basado en el
hongo comestible P. ostreatus para controlar los nematodos
gastrointestinales en ovinos, con un enfoque en la economía circular y
la autosuficiencia agropecuaria.

Además, se planea implementar una metodología de uso de volátiles de
atracción de chinches/vinchucas en poblaciones específicas en México y Chile,
con la colaboración de instituciones gubernamentales. Esta estrategia
no solo busca proteger a la población en riesgo, sino también promover
la igualdad de género y atender las necesidades de las comunidades
rurales y urbanas.

En resumen, este proyecto aborda desafíos significativos en la
producción ovina y la salud pública en Chile y México, promoviendo la
colaboración entre ambos países y teniendo en cuenta la igualdad de
género y las necesidades de las comunidades afectadas.

Transferencia Laboratorio Ecosistemas de Humedales

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

Transferencia Laboratorio Ecosistemas de Humedales

Proyecto enfocado en el estudio de principales humedales de la región de O’Higgins

"Rats and zoonotic pathogens: identifying environmental factors of infestation and infection along anthropogenic gradients in Central Chile",

Anthropogenic land use change is a major driver of transmission and emergence of zoonotic diseases in
humans. Land use change can also favor invasive species such as rats (Rattus norvegicus and R. rattus).
These rats are known as reservoir of zoonotic pathogens and have invaded a vast number of regions in the
world, impacting biodiversity, economy, and human health. Both rat species have colonized a wide range
of natural areas in Chile, particularly in the Mediterranean region of Central Chile, which is a highly
vulnerable region that has suffered profound land use transformation. Despite this, ecological and
epidemiological studies on invasive rats in the Mediterranean central Chile are scarce. In this project, we
will assess Rattus spp. infestation (presence and abundance of rats) and pathogen infection along
anthropogenic gradients (periurban-rural-natural gradients) in central Chile, with the aim to understand
what environmental factors are associated with rat infestation and pathogen infections in different land use
and landscapes. Furthermore, we will forecast and map the presence of Rattus spp. under future land use
scenarios in central Chile.
A complete understanding of the distribution and abundance of hosts and pathogens and their relationship
with the environment requires studies to be conducted at multiple spatial scales. Therefore, in this project,
we will use a multi-scale spatial approach to address environmental drivers of rat infestation and pathogen
infection. These gradients will allow us to assess the dynamic of pathogens at transition zones between
different land use, which is considered a research priority in the study of infectious pathogens in wildlife.
Among a variety of pathogens associated with rats, in this project we will focus in three different
pathogens: Bartonella spp., Leptospira spp., and Trypanosoma cruzi. These pathogens are of public health
concern and represent different types of pathogens (bacteria and protozoa), with different mode of
transmissions. These different characteristics may cause these pathogens to respond in different ways to
transformation of land.
The study will be conducted at 45 sites located in five large areas within three administrative regions
(Valparaíso Region, Metropolitan Region, and the O’Higgins Region). We will examinate the influence of
environmental factors on rat infestation and pathogen infection at three spatial scales: microhabitat scale
(at the point where traps are located), patch or local scale (the sampling site), and landscape scale (i.e.,
buffer zone surrounding sampling sites). To assess rat presence and abundance, we will use passive
methods (camera trapping, tracking tunnels) and active methods (live trapping). For pathogen infection,
we will conduct molecular analyses for all three pathogens. Finally, to model and forecast the presence and
distribution of rats at regional scale, we will use classification tree analysis on the presence of both rat
species to produce hierarchical models that describe the relationships between presence of rats and land
use variables. Data to conduct these models will be retrieved from our own data collected in this project
along with other data of Rattus spp. occurrence in central Chile obtained from different repositories. We
will use future land use scenarios for 2050 and 2080 available in the Land-Use Harmonization project.
We expect to find that the main variables determining rat infestation and pathogen infection across
gradients will be the anthropogenic features existing in different habitats and occurring at different spatial
scales. We also expect that populations of both Rattus species will increase their presence and distribution
in the Mediterranean region under future land use scenarios of greater urban and rural expansion.
Effectively strategies of managing zoonotic risks from wild animal hosts requires an understanding of how
landscape patterns influence populations of hosts and their associated pathogens. Therefore, the results of

2023 Regular Fondecyt National Projects Competition
this project can be useful for potential management of invasive rats and for strategies to prevent zoonotic
pathogen risk.

Evaluación de la asociación del tipo de hospedero y de la infección por Trypanosoma cruzi en Mepraia spinolai

La enfermedad de Chagas es una de las enfermedades parasitarias más importante en Latinoamérica, afectando a aproximadamente 6 millones de personas. Esta enfermedad es causada por el protozoo hemoflagelado Trypanosoma cruzi, el cual presenta un ciclo de vida indirecto que incluye insectos hematófagos y mamíferos. Dadas las características de abundancia y asociación al peridomicilio del vector silvestre Mepraia spinolai, su la amplia distribución en Chile y las variadas especies de mamíferos que pueden ser identificados como fuente de infección para este vector, cobra importancia realizar estudios que relacionen a esta especie con sus potenciales hospederos. Del punto de vista epidemiológico, esto es importante para evitar indirectamente la transmisión de T. cruzi al hombre, al disminuir la propagación de este vector.
Objetivos
Puesto que se eliminó al vector Triatoma infestans de los domicilios en Chile, los estudios en los vectores silvestres cobran cada día más importancia, sobre todo en áreas donde se establece el contacto con el hombre. El objetivo principal de esta investigación es evaluar la interacción entre el tipo de hospedero y la infección por T. cruzi en M. spinolai, determinando su repercusión en la eficacia biológica de este vector endémico.
Metodología
La evaluación de la eficacia biológica del vector se realizará a través de la determinación de la sobrevivencia poblacional de M. spinolai, de su tiempo de desarrollo hasta estado adulto y de su fecundidad. Esto será comparado según su dieta específica (conejo, rata, cabra o gallina) y su estatus de infección por T. cruzi. Cada grupo será alimentado con un determinado hospedero (sin infección) a lo largo de toda su vida, desde el estadio II hasta adulto. Los triatominos infectados serán capturados en terreno, y su infección por T. cruzi será determinada en deyecciones mediante PCR en tiempo real. Los triatominos no infectados serán obtenidos de una colonia de laboratorio generada a partir de insectos no infectados, libres de infección.
Resultados Esperados
Como resultado general, se podrá evaluar la eficacia biológica de esta especie al alimentarse con animales disponibles en el peridomicilio, y se podrá discriminar si las diferencias según hospedero varían en el caso de que los vectores estén infectados. Se espera una mayor eficacia biológica por parte del grupo de M. spinolai libres de infección respecto al grupo de aquellos infectados por T. cruzi. Por otra parte, se espera que el tipo de hospedero del que se alimentan los insectos triatominos también genere diferencias en la eficacia biológica del vector, principalmente determinadas por las características sanguíneas de cada especie de vertebrado.
El conocer qué especie favorece el crecimiento de las poblaciones de M. spinolai, permitirá aconsejar sobre medidas de manejo de animales a los pobladores de las regiones endémicas – principalmente rurales – que apunten a reducir el riesgo de proliferación de esta especie en la cercanía de sus hogares.