Proyecto FIOUCH 2019 S-19-16

Este proyecto tiene como objetivo, ejecutar un sistema de extensión para productores hortícolas y apícolas de la región de O’Higgins, junto con un sistema de monitoreo de peligros alimentarios, un sistema de cultura de inocuidad y un SELLO o marca de certificación en base a criterios de inocuidad alimentaria.

Aún lejos de tener una vacuna efectiva y segura, los gobiernos nacionales han tenido que establecer medidas sanitarias (e.g. cuarentena) para reducir el impacto de la pandemia de COVID-19. Sin embargo, no existe claridad respecto a cuáles medidas son las más eficaces y cómo la efectividad de éstas es afectada por diferentes contextos sociales, demográficos y epidemiológicos. El objetivo de esta propuesta es desarrollar un estudio observacional para evaluar el impacto de las diferentes medidas de control aplicadas por la autoridad sanitaria sobre la dinámica de COVID-19, a nivel comunal y de áreas metropolitanas, utilizando la información generada por el Ministerio de Salud. Los datos serán analizados utilizando modelos de regresión para datos de conteo, lo que permitirá evaluar potenciales desfases en el tiempo de los efectos de las medidas de control, junto con considerar el efecto de variables potencialmente confundentes. Al finalizar este estudio, la autoridad sanitaria dispondrá de evidencia científica para sustentar el establecimiento de diferentes medidas de control para COVID-19, dependiendo de contextos sociales, demográficos y epidemiológicos, permitiendo enfatizar aquellas medidas más adecuadas para cada caso. Los modelos quedarán disponibles en una aplicación web donde podrán ser interrogados por las autoridades sanitarias.

El objetivo general de este proyecto es caracterizar la composición química y el poder antioxidante del AE-O y evaluar su efecto sobre la alteración inducida por AP en la vía PI3K/Akt en adipocitos humanos SW872. Para ello, los objetivos específicos de esta propuesta son: i) caracterizar la composición fitoquímica y el poder antioxidante del AE-O, ii) evaluar la citotoxicidad in vitro del AE-O sobre adipocitos SW872, y iii) evaluar el efecto in vitro del AE-O sobre la alteración de la vía de señalización de la insulina PI3K/Akt inducida por AP en adipocitos SW872. Para realizar estos objetivos, primero se obtendrá el AE-O a través de destilación por vapor, y a continuación se determinará la concentración total de polifenoles mediante el método Folin-Ciocalteu y su capacidad antioxidante analizada mediante el ensayo de DPPH, para luego estandarizar el aceite según su composición fitoquímica evaluado por técnicas cromatográficas. Para estudiar la citotoxicidad in vitro del aceite, se evaluará la viabilidad celular en adipocitos SW872 diferenciados in vitro tratados con distintas concentraciones del aceite. Para estudiar el efecto protector in vitro del AE-O contra la alteración en la señalización metabólica de la insulina inducida por AP, se evaluará la activación de la vía PI3K/Akt por Western blot y la captación de glucosa (análogo fluorescente) inducida por insulina en adipocitos SW872 incubados o no con el AE-O.

El objetivo es diseñar e implementar una estrategia transdisciplinaria de vinculación entre los apicultores de la región y la Universidad de O´Higgins, que permita construir una “Hoja de Ruta” para resolver las brechas existentes en el sector y definir las líneas de investigación aplicada a desarrollarse. Esto permitirá mejorar la asociatividad de los apicultores, mejorar la salud de las colmenas, los servicios de polinización y por ende la productividad apícola regional.

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.

Plants, with their two-layered immune system, are equipped to combat pathogen invasion. The first layer, Pattern Triggered Immunity (PTI), is a powerful defense mechanism. It relies on Pattern Recognition Receptors (PRRs) to detect Microbe-Associated Molecular Patterns (MAMPs) from microbes, triggering a robust defense response. This response, including signaling cascades, gene expression changes, and production of antimicrobials and defense hormones, contributes to restricting pathogen colonization. PTI activation can trigger a systemic response known as Induced Systemic Resistance (IRS), enhancing plant defenses throughout the organism and leading to Non-Host-Resistance. The potential of PTI activation to enhance a plant’s overall defensive capacity is a promising strategy to improve crop health. PTI activation at infection sites triggers the production of mobile signals within the plant, which then spread IRS throughout the plant, enhancing its overall defensive capacity. Flg22 and xyn11, two well-known MAMPs, trigger PTI in tomato, activating various defense responses and, interestingly, including IRS in tomatoes and other plants.
Plant roots, often overlooked in discussions of plant immune systems, possess their own immune system, though less potent than leaves. They respond to MAMPs like Flg22 and chitin, but with weaker production of defense chemicals. Despite this difference, roots activate various defenses like PR proteins and callose deposition. Uniquely, roots secrete antifungal secondary metabolites like flavonoids. These root exudates play a crucial role in shaping the surrounding microbiome, attracting beneficial microbes, and possess antimicrobial activity itself. Studies have shown that root exudate composition can be manipulated to influence the soil microbiome and potentially enhance plant growth. This underlines the importance of considering roots in our understanding of plant immune systems, particularly how defense responses are displayed in the root after immune activation in leaves in terms of a systemic immune response. This often overlooked aspect is crucial for a comprehensive understanding of plant immunity.
Plants and microbes communicate two-way, establishing an interaction, by instance, plant root exudates influence the composition of the rhizosphere microbiome, which in turn regulates plant growth and immunity. Research suggests that specific bacteria within the rhizosphere microbiome can enhance plant immunity. In fact, transplanting the microbiome from a resistant tomato variety to a susceptible one improved disease resistance. Understanding this plant-microbiome-soil interaction is crucial for developing sustainable agriculture. Our ongoing research investigates how soil type influences tomato immunity and its connection to the soil microbiome. Preliminary results show that different soil types affect the strength of plant immunity responses, even though the overall bacterial types (phyla) are similar. Interestingly, specific bacterial isolates from a soil type with higher immunity were able to directly trigger plant defense mechanisms. Unraveling the intricate interplay between soil type, the rhizosphere microbiome, and tomato immunity holds the key to unlocking sustainable and resilient agricultural practices.
This proposal aims to investigate the potential of targeted Pattern-Triggered Immunity (PTI) activation in tomato leaves to enhance plant defense against diverse pathogens. We hypothesize that leaf application of microbial elicitors (flg22 and Xyn11) will trigger PTI, leading to changes in root gene expression and root exudate composition. These alterations are expected to enrich beneficial bacteria in the rhizosphere microbiome, ultimately enhancing resistance against both the foliar pathogen Pseudomonas syringae pv. tomato and the soil-borne pathogen Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici. To achieve this, we have defined three specific objectives: 1) Evaluate the impact of leaf-applied elicitors on pathogen susceptibility, root gene expression, root exudate composition, and soil microbiome composition. 2) Develop synthetic exudates mimicking PTI-activated plants and construct synthetic microbial communities potentially containing beneficial bacteria. 3) Assess the effectiveness of leaf-applied elicitors and synthetic microbial communities on the root microbiome and plant health under field conditions. With this, we aim to elucidate the mechanisms by which leaf-based PTI activation influences root-level processes and shapes the rhizosphere microbiome to enhance tomato plant defense against various pathogens. The findings hold promise for developing novel and sustainable strategies for disease management in tomato production.

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.

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.

Proyecto UOH