LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

 MEJORAMIENTO GENÉTICO

Los frutales de carozo son un complejo genético formado por el portainjerto, que aporta el sistema radicular, y la variedad, que constituye la parte aérea. La rentabilidad de una plantación depende, en buena parte, de la correcta elección de un portainjerto, que proporcione una buena adaptación del sistema radicular a las condiciones del suelo en que se establece el árbol. La experiencia y conocimientos adquiridos hasta el momento, como resultado de trabajos realizados en diversos centros de investigación y empresas privadas, tanto en Chile como en el extranjero, ha facilitado el conocimiento de los diversos problemas que los portainjertos en uso presentan. Además, se ha logrado establecer las características que debería reunir el que podría considerarse como el portainjerto ideal, concepción global que debe ser tenida en cuenta al iniciar un programa de mejoramiento genético y selección de portainjertos de Prunus.

OBJETIVO GENERAL

Implementar el desarrollo de portainjertos clonales de nueva generación para frutales de carozo que se adapten a las nuevas condiciones ambientales producidas por el cambio climático y que permitan abordar los nuevos requerimientos de la agricultura moderna, como es el bajo vigor, recambio de variedades y replante.

PROYECTOS ASOCIADOS

  • Guajardo V. (Investigador Responsable) FONDECYT POSTDOCTORADO 3160316 “Caracterización de la diversidad genética de portainjertos de frutales de carozo (Prunus L.) utilizando SNPs identificados a través de Genotyping-by- sequencing y genotipado de alelos S”. (2016-2018)
  • VI Concurso de Fortalecimiento de Centros Regionales de Desarrollo Científico y Tecnológico. “Fortalecimiento de las capacidades de conservación y estudio de la biología de polen”. CONICYT-Regional RFVI0012 (2014-2016)
  • CORFO I+D, proyecto PI-859: Investigación y desarrollo para aumentar la eficiencia en injertación temprana en cerezo al desarrollar técnicas basadas en hormonas vegetales,antioxidantes y mejoramiento de procesos en injertación en vivero (2014-2016)
  • Contrato de co-obtención entre AGROMILLORA Catalana (España) y CEAF para el desarrollo de nuevos portainjertos interespecíficos de Prunus (2013 – 2028).
  • Contrato de co-obtención entre AGROMILLORA Catalana, EEAD-CSIC (España) y CEAF para el desarrollo de nuevos portainjertos interespecíficos de Prunus spp. (2013 – 2028).

INSTITUCIONES ASOCIADAS

  • INIA, Chile
  • Universidad de Chile, Chile

TESIS DESARROLLADAS

  • Titulo: “Caracterización fenotípica y molecular de poblaciones híbridas provenientes de cruzamientos interespecíficos de portainjertos de Prunus spp”.Conducente al título de Ingeniero en Biotecnología, Universidad Tecnológica de Chile, INACAP. Autor: Nur Essus. Tutor: Dr. Felipe Gaínza
  • Titulo: “Construcción de mapas de ligamiento de cerezo (Prunus avium L.) basado en marcadores de microsatélites y SNPs”.Conducente al grado de Dr. en Ciencias Silvoagropecuarias y Veterinarias, Universidad de Chile.Conducente al grado de Dr. en Ciencias Silvoagropecuarias y Veterinarias, Universidad de Chile. Autor: Verónica Guajardo. Tutor: Dr. Patricio Hinrichsen y Dr. Carlos Muñoz.
  • Titulo: “Incremento en la eficiencia en el uso del agua y tolerancia al déficit hídrico en frutales de carozo (Prunus spp), utilizando portainjertos híbridos interespecíficos de almendro x duraznero [P. dulcis (L.) Miller x P. persica (L) Batsch] en condiciones de riego deficitario”. Conducente al grado de Dr. en Ciencias Silvoagropecuarias y Veterinarias, Universidad de Chile. Autor:  Ismael Opazo. Tutor: Dr. Nicolás Franck Berger

GENÓMICA

Los árboles y plantas frutales son organismos sésiles y su crecimiento y productividad es determinado, en parte, por las condiciones medioambientales en las que se desarrollan.  Los estreses medioambientales, conocidos como “estreses abióticos”, son la mayor causa de pérdida de productividad a nivel mundial y constituyen un problema creciente para la fruticultura chilena.

En el laboratorio de Genómica Funcional utilizamos herramientas de la biotecnología vegetal moderna para el desarrollo de biotecnologías amigables con el medioambiente y que ayuden en la generación de árboles y plantas frutales. Combinando la genómica comparativa, bioinformática y la biología molecular pretendemos colaborar en comprensión de las bases moleculares de las respuestas fisiológicas y adaptativas de las especies de frutales a estreses medioambientales como la asfixia radical, la sequía y la salinidad. También, estudiamos la biología floral de especies de árboles frutales para comprender la regulación del desarrollo de yemas florales y ayudar en la creación de estrategias de manejo que permitan regular la inducción floral, la distribución de las flores en el dosel y la productividad de las plantas en un escenario de cambio climático global.

OBJETIVO GENERAL

Actualmente, estamos enfocados en el estudio de las bases moleculares de las respuestas de los portainjertos de frutales de carozo (especies del género Prunus) al estrés por asfixia radical o hipoxia, sequía y salinidad, estreses medioambientales que restringen el desarrollo de las plantaciones de estas especies en Chile y reduce los rendimientos y calidad de los frutos. Estamos generando información genética básica y herramientas moleculares para ayudar la selección de genotipos (plantas) tolerantes a los estreses medioambientales en el programa de mejoramiento genético de portainjertos del CEAF. También, por medio del estudio de la biología floral de “variedades” de frutales de carozo estamos desarrollando herramientas biotecnológicas con el objetivo de reducir la prolongada fase juvenil que poseen (estas plantas florecen por primera vez luego de tres o más años de desarrollo en el huerto) y generando información de los cambios organogenéticos y fertilidad de yemas florales para que los agricultores puedan tomar decisiones del manejo agronómico de los huertos sobre una base científica. Por otra parte, nuestra unidad tiene las capacidades para la caracterización funcional de genes asociados al desarrollo vegetal y a la(s) respuesta(s) a estrés(es) mediante el uso de plantas modelo como Arabidopsis y tabaco, y la generación de “fingerprinting” o huella genéticas para la certificación varietal de portainjertos.

Nuestro trabajo científico pretende dar respuesta a las demandas de los programas de mejoramiento genético de frutales de carozo, de los agricultores y contribuir al desarrollo de la fruticultura nacional.

PROYECTOS

  • Almada R. (Investigador Responsable), FONDECYT Regular 1160706. Flowering induction in sweet cherry (Prunus avium l.): a deep insight into the transcriptome and hormonal regulation of floral bud development. (2016-2020).
  • Almada R. (co-Investigador), FONDECYT Regular 1160708. Dissecting the genetic architecture of color inheritance in sweet cherry (P. avium L.) fruit (skin and flesh) by the means of QTLs, eQTLs and expression of key-candidate genes, during ripening. (2016- 2020)
  • Salvatierra A. (Investigador Responsable), FONDECYT Iniciación 11150393. Master Regulators of plant response to salt stress in Prunus rootstocks: major genetic determinants of phenotypic adaptions for salt tolerance. (2016-2019).
  • Guajardo V. (Investigador Responsable) FONDECYT Postdoctorado 3160316. Caracterización de la diversidad genética de portainjertos de frutales de carozo (Prunus spp.) utilizando SNPs identificados a través de Genotyping-by- sequencing y genotipado de alelos S. (2016-2019; Almada R, investigador patrocinante).
  • Almada R., Salvatierra A (co-Investigadores), FONDECYT Regular 2015. Waterlogging in Prunus rootstocks: a deep physiological insight of the hormonal regulation on root water uptake through aquaporins (2015-2019).
  • Almada R. (Investigador) Mejora Genética de patrones Prunus y variedades de melocotonero. Proyectos de I+D “EXCELENCIA” y Proyectos de I+D+I “RETOS INVESTIGACIÓN” (2015-2018). España.
  • Almada R. (Investigador Responsable), FONDECYT Iniciación 11110079. Signal transduction in response to root hypoxia: characterization of Ethylene Responsive transcriptional Factors (ERF) genes in Prunus rootstocks (2011-2014).
  • Salvatierra A., (Investigador Responsable) FONDECYT Postdoctorado 3130384, Análisis del metabolismo de GABA en respuesta a estrés por hipoxia en portainjertos de Prunus sp. (2012-2015).
  • Almada R. (Investigador Líder), Concurso de Fortalecimiento a la Continuidad de Centros Regionales. Centro de Estudios Avanzados en Fruticultura (CEAF), Región de O´Higgins, Etapa Continuidad, Línea de Genómica Funcional de plantas (2015-2020).
  • Almada R. (Investigador), VI Concurso Nacional de Fortalecimiento de Centros Regionales de Desarrollo Científico y Tecnológico. CONICYT, Chile. (2014-2015).
  • Almada R. (Investigador), V Concurso Nacional de Fortalecimiento de Centros Regionales de Desarrollo Científico y Tecnológico. CONICYT, Chile. (2013-2014).
  • Almada R. (Investigador), Concurso de Creación de Centros Regionales. Centro de Estudios Avanzados en Fruticultura (CEAF), Región de O´Higgins, Etapa Creación, Línea de Genómica Funcional de plantas (2010-2014).
  • Almada R. (Investigador responsable), Conicyt-Fondequip EQU-76. Implementación de una Plataforma de Microscopía para Estudios Histológicos y de Genómica (Hibridación in situ) en Frutales (2011-2013).
  • Almada R. (Investigador postdoctoral) -Inserción de Capital Humano Avanzado a la Academia-Conicyt/CEAF/INIA (2010-2013).

TESIS DESARROLLADAS

Pregrado

  • Tesis: “Caracterización de alelos y estructural de hemoglobinas no simbioticas en portainjertos de frutales de carozo (Prunus sp. L.) con diferentes niveles de tolerancia a la asfixia radical.” Conducente al título de Ingeniero en Bioinformática de la Universidad de Talca. Autor: Matias Troncoso . Tutor: Almada R.
  • Tesis: “Caracterización de factores de transcripción del tipo “WRKY” en portainjertos de frutales de carozo (Prunus spp.) con respuesta contrastante a la hipoxia radical.” Conducente al título de Ingeniero en Bioinformática de la Universidad de Talca. Autor: Carlos Poblete. Tutor: Almada R.

Postgrado (Doctorado)

  • Tesis: “Efecto de planta hospedera, factores físico-químicos del suelo y las estaciones del año en los patrones de diversidad y distribución de hongos micorrícicos arbusculares de bosque esclerófilo de clima mediterráneo en Chile central. Conducente al titulo de Doctor en Ciencias Biológicas área Botánica de la Universidad de Concepción. Autor: Patricia Silva F.  Co-Tutor: Almada R.

Fisiología del Estrés

La investigación en el Laboratorio de Fisiología Vegetal, aborda algunas de las problemáticas claves del sector frutícola del país y su relación con el ambiente. Nuestro laboratorio busca identificar caracteres fisiológicos y bioquímicos que estén asociados a la tolerancia y adaptación de portainjertos de Prunus a diferentes condiciones ambientales desfavorables (hipoxia radical, estrés hídrico, salinidad, entre otros) en este escenario de cambio climático.

La investigación se ha enfocado en el estudio de parámetros fisiológicos tales como fotosíntesis, conductancia estomática y respiración de raíces. Como también, hemos avanzado en el estudio de la permeabilidad de las raíces relacionadas con proteínas integrales de membranas implicadas en el movimiento de agua y solutos en la planta.

Además, estamos interesados en conocer la regulación involucrada en estos procesos y para eso estamos estudiando como las hormonas vegetales juegan un papel fundamental en la respuesta observada de los portainjertos de Prunus frente a estos estreses. La información recopilada por la línea de Fisiología del Estrés es de gran relevancia para el desarrollo de las actividades de la línea de Mejoramiento Genético del CEAF, siendo una de las referencias consideradas al momento de seleccionar genotipos con cualidades deseables de incorporar en el mejoramiento de portainjertos de Prunus.

OBJETIVO GENERAL

El objetivo general de la Línea Fisiología del Estrés es estudiar los parámetros fisiológicos y bioquímicos críticos asociados a la tolerancia a sequía y anoxia, los que permitirían caracterizar y seleccionar en forma eficiente genotipos tolerantes.

PROYECTOS

  • FONDECYT REGULAR 1150853. “Waterlogging in Prunus rootstocks: a deep physiological insight of the hormonal regulation on root water uptake through aquaporins” (2015-2018). Investigador Responsable: Dra. Paula Pimentel
  • FONDECYT INICIACION 11110080. “Evaluation of aquaporins role in root water uptake of Prunus rootstocks under hypoxia stress” (2011-2014). Investigador Responsable: Dra. Paula Pimentel
  • FONDECYT POSTDOCTORADO 3160558. “Tolerancia al déficit hídrico en plantas de cerezo (Prunus cerasus L.) injertadas: relación entre mecanismo de hidráulica de planta, reparto de carbono y eficiencia en el uso del agua.” (2016-2018). Investigador Responsable: Dr. Guillermo Toro
  • II Concurso de Equipamiento Científico Tecnológico, “Creación en la VI Región de capacidades para el estudio del intercambio de gases entre planta y atmósfera”.
  • V Concurso de Fortalecimiento de Centros Regionales de Desarrollo Científico y Tecnológico, CONICYT.
  • Programa Atracción e Inserción de Capital Humano Avanzado, CONICYT. Fortalecimiento de las áreas de genómica y fisiología del estrés en el Centro de Estudios Avanzados en Fruticultura CEAF, Región de O’Higgins”.

INSTITUCIONES ASOCIADAS

  • Centro de Bioinformática y Simulación Molecular (CBSM), Universidad de Talca, Chile.
  • Universidad de Jaume I, Castellón de la Plana, España.

TESIS DESARROLLADAS

Pregrado

  • Título: “Análisis filogenético y transcripcional de las acuaporinas de la subfamilia NIP de portainjertos de Prunus, sometidos a estrés por hipoxia.” Conducente al título de Ingeniero en Bioinformática de la Universidad de Talca. Autor: Francisco Correa Soto,  Tutor: Dra. Paula Pimentel (CEAF) Proyecto FONDECYT 11110080
  • Título: “Respuestas fisiológicas de cerezo cv. Lapins injertadas sobre portainjertos con tolerancia diferencial a la hipoxia radical.” Conducente al título de Ingeniero Agrónomo de la Universidad de Chile. Autor: Karen Martínez Murillo , Tutor: Dr. Claudio Pastenes (Universidad de Chile) Co-Tutor: Dra. Paula Pimentel (CEAF). Proyecto FONDECYT 11110080

Postgrado (Magíster)

  • Título: “Caracterización funcional de una acuaporina de la sub-familia SIP de Prunus sp. y su rol en la respuesta fisiológica a estrés por hipoxia radical.”  conducente al título de Magíster en Biotecnología, Universidad Andrés Bello. Autor: Josefina Mujica, Tutor: Dra. Paula Pimentel (CEAF). Proyecto FONDECYT 1150853

Postgrado (Doctorado)

  • Título: “Relación entre la respiración de mantención y la tolerancia a hipoxia en portainjertos de Prunus”  Conducente al grado de Doctor en Ciencias Silvoagropecuarias y Veterinarias, Universidad de Chile. Autor: Guillermo Toro, Tutor: Dr. Manuel Pinto (INIA-CEAF)

Agronomía

La fruticultura chilena está bien posicionada a nivel mundial y está en un activo dinamismo debido al cambio climático y a las exigencias de los consumidores. Es por esto que la Línea de Agronomía ha focalizado su investigación en responder a estas demandas evaluando el comportamiento agronómico de los portainjertos para frutales de carozo que desarrolla el Programa de Mejoramiento Genético del CEAF, así como su resistencia a estreses abióticos como la sequía, salinidad y anegamiento, y al problema de replante generado por el recambio de huertos y reducción del suelo agrícola. La estrecha colaboración con productores y socios nos ayuda a evaluar los portainjertos nuevos en huertos ubicados en diferentes zonas climáticas y de suelo que permitan una buena caracterización con variedades comerciales actuales y a nivel competitivo.

Por otra parte, estudia el efecto de prácticas de manejo de los residuos de poda sobre las propiedades físicas y químicas del suelo, de manera de valorizarlas y promoverlas entre los agricultores bajo un escenario de sustentabilidad.

OBJETIVO GENERAL

Evaluar el comportamiento agronómico de líneas avanzadas de portainjertos de Prunus.
Manejo de condiciones ambientales adversas mediante la implementación de prácticas agronómicas.

PROYECTOS

  • Centro de Estudios Avanzados en Fruticultura (CEAF) Plan Estratégico, Gestión y Vinculación. CONICYT Programa Regional 2012.
  • Evaluación del efecto de un equipo fertilizador con CO 2 sobre vid, variedad Carmenere, cerezo var. Lapins y tomate industrial, a nivel agronómico y fisiológico. Servicio de investigación en colaboración con INIA. CORFO, Línea de Prototipos de Innovación Empresarial.
  • VI Concurso de Fortalecimiento de Centros Regionales de Desarrollo Científico y Tecnológico. CONICYT Programa Regional 2014.
  • Maipú Agrovoltaico. Fondo de la Subsecretaria del Ministerio de Energía 2016

COLABORACIÓN INTERNACIONAL

  • María de los Ángeles Moreno, Estación Experimental Aula Dei, CSIC. Zaragoza, España.

TESIS DESARROLLADAS

  • Titulo: ” Difusividad de gases en suelos con distinto contenido de materia orgánica”. Conducente al grado de Dr. en Ciencias Silvoagropecuarias y veterinarias, Universidad de Chile. Autor:  José Neira. Tutores: Edmundo Acevedo y Luis Morales
  • Titulo: “Respuestas fisiológicas de portainjertos de cerezo a suelos con diferente capacidad de aire”. Conducente al grado de Dr. en Ciencias Silvoagropecuarias y veterinarias. Autor: Michelle Morales. Tutor: Gabriel Sellés