Proyectos de Investigación

en Ejecución

Proyecto Fondecyt Regular  Nº 1251789 “The  rhizosphere  microbiome  and  hyphosphere transplantation. A novel approach to a sustainable way towards drought and metal- stress resilience in an agricultural crop”.

Años: 2025-2029
Investigador Responsable Dr. César Arriagada Escamilla

Co-Investigadores
Dra. Javiera Soto Perlwitz (Universidad de La Frontera)
Dr.  Javier Ortiz Leiva (Universidad de La Frontera)
Dr. Cledir Santos (Universidad de La Frontera)
Dr. Pablo Cornejo Rivas (Centro de Estudios Avanzados en Fruticultura CEAF)
Dr. Reinaldo Campos Vargas (Universidad de Chile)

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Proyecto Fondecyt Regular Nº 1250929 "Elucidation of physiological processes involved in the  carbohydrate  remobilization  from  storage  organs  to inflorescences induced by pre-anthesis application of cytokinins (CKs) and their impact on grape development and quality at harvest and postharvest"

Años: 2025-2029
Investigador Responsable: Dr. Reinaldo Campos-Vargas

Co-investigador: Dr. César Arriagada Escamilla

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Proyecto Fondecyt Postdoctorado N° 3230668 "Exploring native  rhizosphere-associated  microbiome  transplantation  and  dark  septate  endophyte fungi  bioaugmentation  as microbiome engineering strategies to enhance Araucaria araucana establishment under water deficit conditions".

Años: 2023 - 2026
Investigador Responsable: Dra. Javiera Soto Perlwitz

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PROYECTOS FINALIZADOS

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Nuestra propuesta plantea evaluar la ingeniería del microbioma de la rizosfera e Hifósfera como una estrategia para ensamblar ambos microbiomas de manera eficiente  a fin de mejorar el desarrollo, la salud, la respuesta molecular y la tolerancia a la sequía y al estrés metálico en una planta modelo de interés agronómico, evaluando su impacto en la regulación de la expresión génica.

La mayoría de los bosques naturales del mundo son mixtos y de especies diversas. Los bosques son los principales biomas terrestres, proporcionan muchos servicios ecosistémicos y tienen un impacto en los procesos a nivel mundial. Aunque la mayor parte de la diversidad de la vegetación de los ecosistemas forestales se encuentra en el sotobosque, la capa de árboles da forma a la estructura y los procesos en los ecosistemas forestales desde el suelo hasta el dosel. A pesar de las habituales mezclas de especies y la desigualdad de edad en los bosques naturales, desde una perspectiva científica, la mayor parte de nuestro conocimiento sobre los ecosistemas forestales se basa principalmente en bosques puros y dominados por edades uniformes. Por ejemplo, la teoría de la dinámica forestal se basa en gran medida en el desarrollo de rodales puros durante las primeras etapas de la sucesión. Además, este conocimiento se ha construido principalmente para los ecosistemas del hemisferio norte, pero queda mucha investigación fundamental por realizar en los ecosistemas forestales del hemisferio sur.

Los modelos de crecimiento, un sistema de ecuaciones matemáticas y estadísticas que imitan el crecimiento de los bosques, son importantes tanto para la comprensión de la dinámica forestal como para la ordenación forestal sostenible. Nuestro objetivo es modelar los bosques de especies mixtas del centro-sur de Chile, teniendo en cuenta sus principales impulsores ecológicos y climáticos en el crecimiento forestal. Mediremos el crecimiento, la mortalidad y el reclutamiento a nivel de árboles y rodales en parcelas de muestras permanentes establecidas en bosques secundarios dominados por Nothofagus en el centro-sur de Chile. En cada parcela, mediremos variables que representan: estructura del bosque, diversidad de la vegetación, características del suelo, condiciones bioclimáticas y variables ecofisiológicas para el uso del agua y la fotosíntesis. Nuestra estrategia de modelado se basará en el uso de ecuaciones diferenciales de variables de estado para construir un sistema de modelo de crecimiento forestal que se evaluará en un marco de sistema dinámico. La naturaleza jerárquica de los procesos de crecimiento forestal se tendrá en cuenta mediante el ajuste de modelos no lineales de efectos mixtos para fines de estimación de parámetros, así como para probar hipótesis. Esta propuesta hará contribuciones novedosas a la comprensión actual del crecimiento forestal de especies mixtas al revelar los principales impulsores subyacentes que rigen su crecimiento.

En las regiones del sur de Chile, las condiciones de estrés abiótico por altas concentraciones de aluminio naturales en los suelos y el hecho de que las temporadas de sequía más largas se están haciendo cada vez más frecuentes, es que la utilización de endófitos septados oscuros como estrategia de inoculación podría disminuir los efectos adversos asociados a estas condiciones y aumentar el rendimiento de los cultivos, ya que cada vez más investigaciones muestran el uso combinado de plantas y microorganismos asociados a las raíces son beneficiosos, y generar conocimientos para ser aplicados en el mejoramiento del rendimiento de los cultivos.

Es por esto que se plantea el siguiente objetivo general: Investigar el efecto inductor de tolerancia y de promoción del crecimiento vegetal de endófitos septados oscuros bajo condiciones de sequía y altas concentraciones de aluminio en plantas de trigo. 

Los resultados que se esperan son: encontrar hongos endófitos septados oscuros con capacidad promotora del crecimiento vegetal y tolerantes al estrés hídrico y al Al y, comprender mecanismos moleculares por los cuales estos hongos le confieren tolerancia a plantas de trigo bajo la combinación de sequía y alta disponibilidad de aluminio. De esta manera, los resultados contribuirán en el conocimiento para disminuir los efectos adversos asociados a estas condiciones, con un consecuente potencial aumento en el rendimiento de los cultivos.

La contaminación de la biosfera por agentes de origen antropogénico como los metales y metaloides se ha incrementado progresivamente. Estos contaminantes ingresan al ecosistema principalmente por la disposición inadecuada de los residuos generados a partir de actividades industriales y mineras. En Chile, los suelos del Valle de Puchuncaví han sido afectados por las emisiones atmosféricas derivadas de fundiciones de cobre, las que contienen una amplia variedad de metales y metaloides. En consecuencia, en este ecosistema los suelos se encuentran severamente degradados, con escasa vegetación, donde especies alóctonas se han adaptado a estas condiciones restrictivas, desplazando a especies nativas como Solidago chilensis Meyen y Baccharis linearis Ruiz & Pav. las cuales han logrado persistir a pesar de las condiciones imperantes. La rizosfera de plantas que crecen en este ecosistema presenta microorganismos que pueden promover el crecimiento vegetal bajo condiciones de estrés. Aquellas bacterias capaces de adaptarse, colonizar y prevalecer en la rizosfera se caracterizan por producir metabolitos secundarios tales como fitohormonas, ácidos orgánicos, sideróforos, entre otros, que aumentan la biodisponibilidad de nutrientes en el suelo y favorecen su absorción por la planta. Estas bacterias pueden responder de manera coordinada frente a algún estímulo mediante moléculas tipo N-acil-homoserina lactonas (AHLs), en un fenómeno conocido como Quorum-sensing. El objetivo general de este proyecto es evaluar rizobacterias productoras de AHLs como agentes de inducción de tolerancia y promoción del crecimiento en plantas nativas sensibles y tolerantes a elevadas concentraciones de metales y metaloides. 

Como resultados esperados se incluyen: (i) aislar rizobacterias con capacidad de producir moléculas señales de tipo AHLs y (ii) determinar el rol de las AHLs en la inducción de tolerancia y promoción de crecimiento en especies nativas que crecen en ambientes metalíferos (entre otros). Identificar bacterias productoras de AHLs con efectos positivos sobre la tolerancia y el crecimiento vegetal resultará clave para fomentar la recuperación de los suelos y especies vegetales autóctonas que aún sobreviven en ambientes con altos contenidos de metales y metaloides.