Postulación

Las especies provenientes de las formaciones xerofíticas de Chile utilizan varias estrategias que les permiten tolerar el estrés abiótico, de las cuales destacan complejos circuitos fisiológicos y moleculares. Particularmente, en la zona de Chile Central, las formaciones xerofíticas han evolucionado para tolerar las recurrentes heladas y periodos de sequía. En este sentido, es de esperar que, durante periodos de sequía, estas especies presenten respuestas fisiológicas y moleculares que les permitan completar su ciclo de vida. Dentro de las formaciones xerofíticas de Chile destacan las especies arbóreas y arbustivas, de las cuales, debido al inminente cambio climático, podrían sufrir aún más presiones abióticas de las que están aclimatadas. En este sentido, los circuitos reguladores relacionados con el metabolismo del carbono en las plantas sometidas al estrés no están del todo claro. Se ha establecido que las especies arbóreas y arbustivas utilizan sus reservas de carbono durante los periodos de estrés para sobrellevar la falta de carbono durante este periodo. Sin embargo, el rol de la respiración en la regulación de estas reservas no está claro. Por ello, este proyecto se enfocará en la especie Porlieria chilensis, un arbusto que puede alcanzar los 4m actualmente en categoría vulnerable y con proyección de reducción de su población en un 40%. Esta especie se distribuye principalmente en las regiones de Valparaíso y Santiago según catastro de CONAF, donde se propone responder las siguientes preguntas: 1) ¿ Es la temperatura foliar en conjunto con la conductancia estomática una herramienta biotecnológica para determinar el estrés por sequía, y determinar la cantidad de riegos mínimo? 2) ¿Qué efectos tiene la sequía y recuperación en el metabolismo del carbono en P. chilensis? 3) ¿Existe una relación entre la respiración mitocondrial y la cantidad de reservas durante un periodo prolongado a la sequía? 4) ¿Es la respiración mitocondrial la encargada de permitir una mayor acumulación de las reservas y una mejor recuperación luego de la sequía? Por eso, el objetivo general del proyecto es Determinar el rol de la respiración en la dinámica de carbohidratos en un periodo de sequía severa y recuperación en plantas juveniles de Porlieria chilensis para desarrollar herramientas biotecnológicas que mejoren su supervivencia y manejo. Para lograr este objetivo, se utilizan los siguientes objetivos específicos: 1) Establecer planes de riego para uso en reforestación y establecimiento 2) Estudiar las vías metabólicas que se activan durante el periodo de sequía y recuperación a corto y largo plazo 3) Estudiar si la contribución de ambas oxidasas terminales de la respiración mitocondrial influye en la sequía y recuperación de las reservas de carbono posterior a la sequía 4) Transferir conocimientos teórico-prácticos a la Corporación Nacional Forestal restauradores y comunidad.

Se espera encontrar una relación directa entre las imágenes térmicas y conductancia estomática y potencial de suelo, con la cantidad de riego mínimo requerido para entrar en periodo de sequía.  Además, se espera encontrar una relación entre la respiración y la cantidad de reservas de carbono. Esto, se vería reflejado en los datos obtenidos a partir de los análisis de metabolitos, respiración, análisis enzimático y expresión de genes del metabolismo del carbono, con el fin de determinar los circuitos involucrados en la respuesta a la sequia y durante el periodo de recuperación.

La metodología contempla periodos de sequia controladas, en donde la apertura estomática, potencial hídrico de suelo en conjunto con imágenes termográficas serán monitoreadas con el fin de determinar el riego mínimo requerido para mantener la máxima fotosíntesis, así como también el riego mínimo de sequía y recuperación. Además, se contempla realizar análisis de respiración tanto como liberación de CO₂ como consumo de O₂, metabolómica y actividad enzimática relacionada con el metabolismo del carbono. Con esta información se obtendrán los mecanismos reguladores de la respuesta fisiológica ante presiones abióticas, que sufren las especies nativas durante el establecimiento y cuando están sometidas a presiones abióticas tales como la sequía.