En esta propuesta consideramos que la prospección y detección temprana de fitopatógenos
constituye una iniciativa altamente necesaria de abordar de una manera colaborativa e
integrada con los productores y otros integrantes del sistema olivícola. Lo anterior, debido a
que hay escaza información sobre los patógenos bacterianos y virales que atacan al cultivo
del olivo en Chile, como así también, de los insectos vectores que se asocian con la
diseminación de estos. Por otra parte, la información disponible a nivel nacional se condice
con acciones aisladas y reactivas, es decir, que una vez se presenta el problema se actúa en
consecuencia.
 Realizar prospecciones colaborativas con actores del sistema productivo, periódicas y
preventivas serán significativas para aplicar medidas de gestión y/o manejo y cuarentena. En
el hecho, la bacteria Xylella fastidiosa (agente causal del síndrome de declive rápido del olivo;
OQDS), se encuentra ausente para el cultivo del olivo en Chile, no obstante, existe un alto
riesgo de ingreso y propagación de esta bacteria si no se realiza una vigilancia activa, en
particular, del material de propagación y en maquinaria agrícola que proviene de países
europeos donde el impacto de esta bacteria en olivos centenarios ha sido significativo, como
lo ocurrido en la región de Apulia (Italia).
 Adquirir mayor información de como el cambio climático acelerado impacta en la incidencia de
enfermedades emergentes, y en fitopatogenos que se encuentran en estado de latencia en el
cultivo del olivo. En este aspecto, se desconoce el efecto en la distribución e impacto de
muchos fitopatógenos, lo que consideramos es de alto riesgo para la seguridad alimentaria y
sostenibilidad de la producción, en este caso de la olivicultura y oleicultura.
 Proveer de información relevante para sostener una total y profunda vigilancia que permita al
SAG asegurar que la maquinaria agrícola que ingresa a territorio nacional, se encuentre exenta
de material vegetal contaminado de procedencia. Para labores de cosecha se ha optado por
el ingreso de maquinaria agrícola (regulado por normativas vigentes) proveniente de países
europeos (principalmente España) donde se ha reportado enfermedades asociadas a virus y
bacterias fitopatógenas de carácter cuarentenario para Chile; esta situación involucra un alto
riesgo para la sanidad de los olivos de la región y del país.
 Contribuir en informar y educar a los productores, asesores técnicos e identidades públicas
que forman parte del sistema productivo olivícola de la región de O’Higgins en tópicos de
fitosanidad del cultivo del olivo, entregará herramientas y mayor comprensión de los
fenómenos asociados a la salud del olivo en condiciones locales. Por otra parte, los desafíos
que deben resolver los productores en materia de fitosanidad pueden en algunas
oportunidades ser limitadas o deficientes por falta de información, y en consecuencia no
determinar la estrategia o táctica más apropiada para el control de enfermedades en plantas.
 También, notamos del Diagnostico territorial participativo un gran interés por parte de los
productores en proteger la salud de sus olivos, a través de la detección temprana de problemas
fitosanitarios que eviten una contaminación masiva en olivos propios y vecinos.

El riego de cultivos anuales se ha expandido en los últimos años a la par de las restricciones hídricas por el cambio climático, por lo que la investigación estratégica para aumentar la eficiencia y la sostenibilidad en el uso del agua es fundamental. Para ello, una nutrición vegetal equilibrada puede contribuir a aumentar la eficiencia en el uso del agua, especialmente con el aporte de silicio, pero esta sinergia aún es desconocida, especialmente en cultivos fertirrigados. Por lo tanto, es importante tener respuestas a las siguientes hipótesis: i) existe una dosis óptima y económica de Si para fertirrigación y los contenidos de Si en suelo/solución y foliar adecuados para su uso fundamentado, pero depende de la especie cultivada; ii) El suministro óptimo de Si mediante fertirrigación asociado puede reducir las necesidades de agua de ambas de los cultivos manteniendo una alta productividad. Para probar estas hipótesis, se realizarán dos experimentos con maíz y frijol, con el objetivo de establecer dosis de Si vía fertirrigación y su sinergia con K en tres regímenes hídricos en aspectos fisiológicos, bioquímicos, nutricionales y ambientales para apoyar una estrategia de uso eficiente de agua en un sistema de suministro de agua, cultivo de regadío.

Resumen ejecutivo

Concurso: Fortalecimiento Centros Regionales ANID

Institución Principal: Centro de Estudios Avanzados en Fruticultura – CEAF

Towards a sustainable fruit production: deciphering the effect of rootstock x scion interaction on the adaptability of stone fruit trees (Prunus spp.) to climate change.

Esta propuesta se enfoca en el estudio de los efectos de los nuevos genotipos híbridos generados por el Programa de Mejoramiento Genético de portainjertos de Prunus spp. CEAF sobre la adaptación a estrés hídrico y térmico de cultivares de frutales de carozo tanto a nivel de plantas injertadas jóvenes y adultas en etapa productiva.

Una parte de esta propuesta se centra en validar marcadores de selección temprana sobre plantas injertadas identificados en genotipos de portainjertos de Prunus spp. contrastantes en su respuesta a estrés hídrico. Además, a nivel de huerto experimental, se determinará el efecto de los portainjertos híbridos sobre la biología reproductiva y productividad de variedades de frutales de carozo expuestos a estrés hídrico y térmico.

Los estudios serán conducidos por las Líneas de Fisiología del Estrés, Genómica Vegetal y Mejoramiento Genético del CEAF, con la colaboración de investigadores asociados pertinentes a los objetivos de investigación y la formación de capital humano estudiantes de pregrado y programas de posgrado financiados por la propuesta.

Se plantea como hipótesis que “los nuevos portainjertos híbridos de Prunus modulan los mecanismos moleculares, fisiológicos y reproductivos, determinando la tolerancia de la unidad portainjerto x variedad frente al déficit hídrico y estrés calórico”.

En el marco de este proyecto se plantean los siguientes objetivos investigación:
1. Analizar las posibles asociaciones entre la diversidad alélica de los genes candidatos y la variabilidad de la tolerancia al déficit hídrico en plantas injertadas.
2. Validar marcadores fisiológicos y metabólicos en combinación injerto/cultivar sometidos a déficit hídrico.
3. Identificar y validar la respuesta hormonal e hidráulica de la planta en la interacción entre los nuevos híbridos de portainjertos y cultivares de Prunus frente al déficit hídrico.
4. Evaluar el efecto de la interacción portainjerto x cultivar sobre la organogénesis floral y la calidad del fruto en árboles adultos bajo déficit hídrico y estrés térmico.
5. Desarrollar actividades difusión y divulgación de resultados del proyecto que den cuenta del trabajo conjunto de las Instituciones involucradas y los hallazgos logrados por la presente propuesta de investigación.

Proyecto UOH

Apoyo a la creación de centros de investigación UOH 2023.

Vinculación internacional para la evaluación de la capacidad centinela de moluscos bivalvos filtradores en el monitoreo de contaminantes emergentes en áreas costeras marinas

Vinculación internacional para la evaluación de la capacidad centinela de moluscos bivalvos filtradores en el monitoreo de contaminantes emergentes en áreas costeras marinas

Anthropogenic climate change (global change) has caused widespread negative impacts on the vitality and natural dynamics of forest ecosystems across different biomes worldwide. Such impacts are forecast to continue throughout the 21st Century, with Mediterranean-type ecosystems (MTE) being one of the most vulnerable worldwide. MTE are a global conservation priority owing to their high biodiversity, endemism and, carbon and water cycling. In particular, there are significant concerns and uncertainties about the future of tree-dominated MTEs given their vulnerability to global change and, therefore, the consequent likelihood of rapid changes in species distribution. I will assess the response and adaptation of the only Mediterranean forest ecosystems in South America to current and forecasted climate change along biogeographic gradients from sclerophyllous forest to relict mountain in central Chile, using a multi-scale approach, from shrubs to tall trees, and from seeds to ecosystem. This information will allow us to understand the stability of the trailing edge and the potential threats due to the upward migration of other species under global warming in Chilean MTE forest. To achieve these goals, I will exploit multidisciplinary approaches based on hydrology, remote sensing, dendrochronology, ecology, genetic and plant physiology, combining field, laboratory and experimental studies, with the purpose of forecasting forest. Considering that climate change is expected to drive abrupt nonlinear changes throughout the 21st century. I will include analytical approaches that can accommodate these non-linear relationships such as process-based models, non-stationary time-series models and structural equation modeling, as they can support a physiological approach that can robustly assess the forest productivity responses to future climate variability. This proposal will involve three approaches to forecasting forest resilience at different ecological scales: (i) forest-scale research to assess and predict canopy decline and change in foliar phenology using remote sensing and model-based climatic projections using in situ and ex situ data (Obj 1); population-based study assessing the current and future resilience of tree populations using demographic rates, ecophysiological indicators and genetic traits (Obj 2); regeneration-based study to investigate mechanisms of local adaptation in early life stages and potential for persistence of populations, using plant-growth chambers to simulate current and future climate condition in Chile’s MTE (Obj 3). Finally, a multivariate analysis to determine the relative resilience of forests based on information of three previous approach will be assess (Objective 4). Each projected approach will be transformed to predict change percentage, and thus, forecasted resilience rate by short-intermediate (2030-2065) and long term (2065-2100), considering the same weight of each approach. This proposal is a pioneer in global change research in ecology and biogeography due to its focus on possible migration from sclerophyllous trees to mountain forest in South American MTE. Findings will enable us to identify and predict species- and population-level resilience in the face of global climate change to inform priorities for conservation, mitigation and adaptation.

Since 2010, central Chile is experiencing a multi-dimensional crisis due to the pervasive impacts of the ongoing mega drought. Political institutions and stakeholders have responded reactively to socio-economic crises associated with the mega drought as they emerge (particularly in the agricultural and health sectors). While governments should move towards risk-based management (Wilhite et al. 2014), they require robust decision making tools to facilitate the transition. One such tool are early warning systems (EWS), which aim to reduce vulnerability and to improve response capacity of people at risk. However, the current observatory developed for Chile, While Chile current has the Chilean Agroclimatic Observatory (Verbist et al., 2016), was mainly designed for scientific purposes and has a poor user experience (UX). To this endwe propose the development of a multi-scale drought observatory for Chile that will help mitigate agricultural and ecological impacts. Using a macrosystems perspective (Heffernan et al. 2014), this observatory will integrate global climate and land satellite data with in-situ measurements from national weather stations. It will have two main components: i) monitoring climate and land variables and their impacts on agricultural and socio-ecological systems, and ii) a drought early warning system (DEWS). The drought monitoring and DEWS platforms will target three user groups – the general public, decision makers , and the scientific community – and will comply with FAIR data principles (Wilkinson et al. 2016), to enhance usability of all products. We will monitor drought-related variables at two spatial scales: the national scale (Fig. 1a) and at ii) the local scale for which we selected the Aconcagua watershed (Fig 1b). Local-scale measurements will also be used to validate and improve drought monitoring at the national scale. We selected this watershed for two reasons: i) it has been highly impacted by drought (Fig. 2c, showing the extreme drought conditions across the watershed), which have triggered several conflicts this year (2021) between agricultural interests and groups concerned with access to drinking water; and ii) this watershed will provide a preview of the future for other watersheds that have yet to experience the evolving, multi-dimensional impacts of similarly extreme droughts.

The Mediterranean-type ecosystems of central Chile are highly biodiverse and rich in species that occur nowhere else, furthermore, they represent the entire Mediterranean biome of South America. However, Chile’s Mediterranean-type ecosystems are threatened due to habitat loss and degradation due to conversion for agriculture, grazing and urbanisation, habitat fragmentation and forest fires. The escalating impacts of the climate crisis now represent a critical threat to their survival. The Chilean summer of 2022-2023 has seen sudden, severe and extensive forest mortality in central Chile. The region is experiencing a period of prolonged drought dubbed the ‘Mega Drought’ (MD), where precipitation has been at least 25% lower than usual since 2010. Two exceptionally dry years occurred in 2019 and 2021, with precipitation some 80% lower than average, followed by a 50% reduction in 2022. By the end of summer 2023 widespread tree death and forest ecosystem collapse was apparent. Our understanding of where drought impacts should be felt first across the geographic distribution of a species suggests that we should see these impacts concentrated in the already hotter and drier parts of species ranges. However, in the Mediterranean climate region of Central Chile we are now seeing forests dying right across their natural distribution in mountain regions – with even those occurring in cooler locations higher in the mountains succumbing to drought-driven death. Consequently, forest mortality is witnessed across the higher elevation forests typified by the tree ‘Roble de Santiago” (Santiago Oak) as well as those lower forests typified by the peumo tree (the Chilean acorn) which is usually much more drought resistant. Neither of these dominant forest- forming trees has long-lived seeds. Consequently, there is a serious risk that as the adults die on such large scale, there will be very little potential for trees to regenerate. The risk is that forest will rapidly be replaced by shrubland ecosystems which are smaller in stature, store much less carbon, are highly flammable and with very different associated biodiversity. This exceptionally widespread forest mass mortality event in Chile presents an unprecedented opportunity to help us understand the pattern, process and implications of forest ecosystem collapse. Such an opportunity is highly rare and exceptionally valuable to help us better understand the risks to our forests at the global scale. In this project, we will conduct a detailed survey of the size and distribution of dead trees, any tree regeneration that we find from seeds and shoots and similar data from shrubs. We’ll also survey the seed bank to discover which species are most likely to regenerate from seed. We’ll use temperature and moisture sensors throughout the forest to understand small-scale variation in the climate that the trees are experiencing and link this to regeneration and the occasions where we find tree survival. As well as the plot-level data, we will access a detailed digital landscape model and survey the tree canopy using a drone mounted camera and unite these images with the field survey data so we can understand stand and canopy structure from above and below. This drone-based data will also enable us to scale up to remote sensing data from satellites so that we can understand the mortality extent and impacts at much larger spatial scales. In combination, the data will enable us to understand the extent and impacts of mortality on the forest itself, the potential for forest regeneration and the balance between tree and shrub survival and regeneration across the landscape. It will help us to understand where and why forests are dying – and what vegetation will remain after the trees die, enabling us to better plan for the impacts of climate change and to quantify what consequences forest loss will have for local and global models of carbon uptake and storage by trees.