Listado de capacidades

Plataforma biotecnológica de aprovechamiento integral y sostenible de los principios activos (en particular boldina) de _Peumus boldus_ , utilizando como herramienta el cultivo _in vitro_ de células en suspensión. Incluye la inducción y cultivo de las células madre vegetal, el modelamiento de variables físicas, biológicas y químicas, la optimización del cultivo incluyendo la elicitación y el análisis cuantitativo y bioactivo.

Plataforma para el manejo de información, procesamiento de datos y diagnóstico de puentes. De esta forma, se plantea desarrollar una metodología base para el monitoreo de puentes mediante técnicas de modelación numérica, censado remoto y análisis mediante la recolección y procesamiento de datos (instrumentación continua), además complementado con ensayos, evaluación no destructiva, inspecciones visuales y diagnóstico (inspección periódica) cuyo monitoreo tendrá como objetivo, en términos generales, asegurar el buen funcionamiento del puente con niveles de seguridad y servicio adecuados. Esta metodología se incorporará en un software que permitirá configurar características singulares de cada puente, el cual permita de manera específica lograr una detección temprana de daño no evidente, la caracterización del daño, la evaluación del daño respecto al comportamiento global de la estructura y la generación de un pronóstico sobre el probable futuro comportamiento de la estructura.

La tecnología corresponde a una prueba de laboratorio (Servicio), para diagnosticar de forma temprana, si una variedad de E. globulus o híbrido Gloni (E. nitens X E. globulus), posee la capacidad potencial, para ser establecido en condiciones de baja disponibilidad hídrica. Cómo funciona : Para evaluar, si un genotipo, es tolerante o susceptible a la sequía, se debe tomar una muestra de hoja u otro tejido para realizar una extracción de ADN, luego llevar a cabo una prueba de PCR (Polymerase Chain Reaction). Dicha prueba determinará si se identifican aquellas variantes alélicas asociadas a genotipos tolerantes o susceptibles. Usando la información de cada uno de los marcadores será generada una tabla de alelos, con ella se estimará el porcentaje de similitud que posee un individuo desconocido con los genotipos tolerantes, dependiendo de este porcentaje de similitud se determinará cuáles son los genotipos que poseen mayor potencial de tolerancia a estrés o mejor eficiencia del uso de agua. La prueba de concepto a implementar en el proyecto, guarda relación con la presencia de polimorfismos en el ADN de distintos genotipos. Los polimorfismos son diferencias en el orden de los nucleótidos, que forman las cadenas de ADN, en algunas regiones específicas del genoma, de distintos individuos de una misma especie. Dichas variaciones pueden ser usadas para desarrollar Marcadores Moleculares (MM), que son identificados mediante técnicas de biología molecular, tales como PCR convencional o PCR en tiempo real. Específicamente, en este proyecto, serán evaluados 15 MM, asociados a variaciones en la secuencia de bases nitrogenadas correspondientes a genes de respuesta a sequía previamente identificados (resultados previos), relacionadas con procesos fisiológicos para enfrentar el estrés. Estas variaciones corresponden a mutaciones que pueden estar presentes en la región codificante, regiones no codificantes (intrones, UTR, etc) o zonas reguladoras, como por ejemplo el promotor o terminador de los genes seleccionados. Estas mutaciones, son usadas como base para desarrollar pruebas de diagnóstico capaces de determinar la diferencia en la secuencia de ADN en muestras de distintos individuos, lo cual se puede lograr a partir del diseño de partidores específicos, que son detectados en una reacción de PCR, para luego ser visualizados e identificados como variantes alélicas entre genotipos. Para discriminar estas variaciones se pueden aplicar técnicas tales como PCR convencional través de la visualización del resultado en un gel de agarosa de alta resolución por electroforesis (Marcadores del tipo indel y/o SSR), o alternativamente por High resolution melting (HRM), técnica que permite evaluar variaciones hasta de 1 base (SNP), a partir de las diferencias en la temperatura de disociación (Temperatura de Melting o Tm) de un fragmento de ADN amplificado. En relación a la metodología a aplicar, es posible mencionar que el proyecto consta de 2 áreas, en primer lugar una de experimentos en invernadero y otra de ensayos de campo, enfocados principalmente en 2 características relevantes, tolerancia a la sequía y eficiencia de uso de agua. Pruebas de Invernadero: En relación a lo anterior, es necesario determinar la asociación de las características de tolerancia y eficiencia de uso de agua, con las variaciones en la secuencia de ADN presentes en el genoma de los genotipos de E. globulus, e híbridos E. nitens X E.globulus (Gloni). Luego de relacionar ambas variables, será posible usar las pruebas de laboratorio mencionadas, para seleccionar aquellas que permitan discriminar entre genotipos tolerantes de susceptibles. Para desarrollar el servicio descrito, Se llevarán a cabo 2 experimentos en condiciones de invernadero, en ambos casos los genotipos serán sometidos a tratamientos de exclusión de riego. El año 1 se llevará a cabo el primero de ellos, cuyo objetivo es crear un Ranking usando 20 genotipos, para identificar 8 clones extremos en cuanto a tolerancia a estrés hídrico y eficiencia de uso de agua (4 de cada especie). El año 2, se llevará a cabo el segundo experimento que tiene por finalidad verificar que los marcadores moleculares seleccionados en los clones contrastantes del primer experimento puedan ser validados en un segundo grupo de genotipos, y determinar si es posible identificar clones tolerantes de clones susceptibles, en ambas especies, basado en el nivel de tolerancia a la sequía o eficiencia de uso de agua. En el primer ensayo de invernadero, se usarán 20 genotipos, con un total de 76 plantas cada uno. Se utilizarán plantas de 6 meses de edad, similares en altura, diámetro a la altura del cuello (dac), número de hojas, entre otras. Dicho material, será establecido en bolsas plásticas, de forma individual, en sustrato compuesto por corteza de pino compostado y perlita (10:1). Las plantas se aclimatarán por 2 semanas, bajo condiciones de invernadero, periodo en el cual serán regadas a capacidad de campo. Posteriormente, se llevarán a cabo 2 tratamientos: i) IDS estrés intermedio, exclusión de riego hasta que las plantas alcanzan un pd de xilema de -0.8 a -1.2MPa ; ii) SDS estrés severo, exclusión de riego hasta que las plantas alcanzan un pd -1.5 a -1.8MPa ; iii) El tratamiento control (CON) consiste en riego permanente, pd 0 a -0.3Mpa. Para identificar las diferencias entre genotipos se realizarán las siguientes mediciones: Tolerancia al estrés por sequía: Mediciones de microscopía: El objetivo principal de estas mediciones es determinar cuantitativamente parámetros morfo-anatómicos asociados a tejido conductivo (xilema) y el movimiento del agua (absorción, transporte y transpiración). En el caso de xilema, bajo el tercer verticilo, en el tallo de las plántulas, se realizarán cortes histológicos para realizar mediciones de diámetro de vasos xilemático, tamaño y forma de punteaduras alveoladas, cantidad de tejido parenquimático, entre otras. A nivel de Hojas se realizarán mediciones de tamaño y densidad de estomas, grosor de cutículas, entre otras. Las muestras serán fijadas y pre-tratadas, para realizar cortes histológicos en criostato, con el objeto de realizar mediciones a partir de imágenes de microscopía en los tejidos mencionados en todos los genotipos evaluados, usando un microscopio confocal. Mediciones macroscópicas: Se realizarán mediciones morfo-anatómicas basadas en incremento en biomasa, supervivencia, crecimiento, área específica foliar, entre otras Análisis Quimiométricos: Se realizará un muestreo para identificar compuestos producidos en respuesta al estrés por sequía en distintos órganos de los genotipos evaluados, para ello se aplicará las técnicas de análisis NIR que complementarán el estudio fenotípico de las especies evaluadas. Potencial hídrico de pre-alba ( pd): Se medirá mediante una cámara de Sch lander, según lo descrito por Silva y colaboradores (2017). El objetivo de esta medición es determinar los puntos de muestreo para los tratamientos descritos. Para monitorear el pd, se tomarán muestras de 3 plantas por genotipo (1 hoja por planta), cada 2 semanas, a partir del inicio del ensayo hasta la semana 8. Este mismo muestreo se realizará en las plantas de cada genotipo, bajo condición control. Conductancia estomática: Se usará un porómetro marca decagon modelo SC-1 . Esta medida se expresa en unidades de mmol m-2 s-1 , y representa al intercambio gaseoso que ocurre en una superficie foliar determinada, se correlaciona con la apertura estomática. La medición se llevará a cabo siguiendo las instrucciones del fabricante, sobre hojas ubicadas en el segundo verticilo inmediatamente por debajo del ápice, (muestreo no destructivo, 1 hoja por planta, 6 réplicas biológicas). Eficiencia del fotosistema II: Usado como parámetro fisiológico de tolerancia. Estudios anteriores, indican que esta variable puede ayudar a identificar clones susceptibles al estrés por sequía. La medición es no destructiva, y será realizada con un fluorómetro , modelo OS30p + , Opti-Sciences inc. (Hudson, Nuevo Hampshire, USA). Esta consiste en estimar la razón entre la fluorescencia variable y fluorescencia máxima de la clorofila de hojas de una planta, sometida a un nivel de estrés determinado (fv/fm) .Las mediciones se llevan a cabo según lo indicado por el proveedor del equipo. Se realizará el muestreo de igual manera a lo descrito en la medición de conductancia estomática. En base a los datos obtenidos se realizará un ranking para clasificar los genotipos de Eucalyptus globulus, e Híbridos E. nitens x E. globulus, según su tolerancia o vulnerabilidad a sequía. Segundo ensayo de invernadero. Para la validación de los MM que serán seleccionados, para crear el servicio Euca-Drought, se realizará un segundo ensayo de tolerancia a sequía en invernadero, empleando 15 genotipos nuevos (76 plantas por genotipo), los que serán sometidos a los mismos tratamientos descritos anteriormente, durante el segundo año de ejecución del proyecto. El objetivo de este segundo ensayo es someter a prueba los marcadores moleculares seleccionados para evaluar la efectividad de discriminación entre genotipos tolerantes y susceptibles. Eficiencia de Uso de Agua (EUA): Se realizará medición de EUA instantánea en hojas, usando un equipo Li-6400X Li-Cor Inc., Lincoln, NE, USA. Para ello es necesario calcular la relación entre tasa neta de fotosíntesis dividida por la transpiración instantánea. Se evaluará el uso de mediciones de discriminación isotópica, para determinar la eficiencia de asimilación de carbono respecto al agua consumida. Ensayo en terreno Se plantarán los mismos 35 genotipos, de 1 año de edad, con el objetivo de correlacionar el ranking de tolerancia a sequía y EUA de estos clones evaluados en invernadero. De este modo se podrá determinar, si lo que se observa en plantas juveniles sometidas a experimentos de estrés hídrico, se condice con lo que ocurre en aquellas plantadas en sitios con baja disponibilidad hídrica para tolerancia a estrés hídrico y eficiencia de uso de agua. En paralelo se tomarán muestras de 70 genotipos de Eucalyptus globulus distintos a los evaluados en el ensayo, para estandarizar las mediciones de EUA en terreno y complementar con el estudio genómico usando los marcadores moleculares desarrollados en la plataforma de servicio Euca-drought Pipeline para selección de marcadores moleculares. Para lograr el objetivo planteado, proponemos realizar las siguientes actividades con el fin de identificar los marcadores moleculares que serán usados para seleccionar genotipos tolerantes a Sequía: En base a los resultados del Ranking de genotipos obtenido a partir de las mediciones morfo-fisiológicas descritas en la sección anterior, se llevará a cabo una selección de 2 genotipos de E. globulus tolerantes y 2 susceptibles identificados en el primer experimento de invernadero (Se escoge la especie debido a la oportunidad de usar el Genoma de referencia con secuencias previamente disponibles) . Dichos genotipos serán utilizados para realizar un experimento de secuenciación genómica, utilizando la tecnología Oxford Nanopore ( Promethion ), la cual permite obtener secuencias de ADN de cadena larga, que serán utilizadas para crear una base de datos de polimorfismos entre genotipos contrastantes de Eucalyptus globulus. Se utilizará dicha especie debido a que posee mayor tolerancia a sequía, se cuenta con librerías de estudios previos para la generación de un genoma de referencia y corresponde a uno de los parentales para la obtención del híbrido Gloni . Dicho genoma de referencia se usará como molde para ensamblar las secuencias obtenidas en este experimento. En base a los resultados de secuenciación, se llevará a cabo una selección de polimorfismos entre susceptibles y tolerantes. Posteriormente, los genotipos contrastantes, híbridos ( gloni ), Serán analizados con la selección de pruebas de diagnóstico Euca-drought. Para obtener las bibliotecas de secuenciación, las muestras serán congeladas en nitrógeno líquido inmediatamente después de ser escindidas de las plantas, se utilizarán 3 réplicas biológicas, es decir 3 plantas por genotipo contrastante. Una vez recolectadas serán almacenadas en un congelador de -80 C, hasta su procesamiento. Con ellas se realizará una extracción de ADN usando el protocolo establecido por Villancourt y Buell (2019) utilizando hojas del tercer verticilo. Usando el software CLC genomic Workbench (Qiagen), será posible identificar variaciones en la secuencia de ADN (polimorfismos) en los genes de interés, seleccionados en base a los resultados previos, usando las bibliotecas de secuencias obtenidas para los genotipos contrastantes. Se seleccionarán aquellos polimorfismos asociados a los genes de respuesta, según su ubicación dentro de la secuencia, por ejemplo aquellos que puedan explicar diferencias en la región codificante de los genes, que puedan tener un efecto sobre la traducción de la proteína y por ende una funcionalidad diferencial. También se seleccionarán aquellas mutaciones en sitios reguladores, como promotor de los genes, que puedan explicar la variabilidad en la expresión de los genes seleccionados. Se Realizará una búsqueda exhaustiva de posibles sitios de variación en la secuencia de los genes de interés, por ejemplo polimorfismos de un nucleótido (SNP), Microsatélites (SSR), Inserciones/deleciones (InDel), entre otras. Con ellas se desarrollarán las pruebas de diagnóstico. En base a estos polimorfismos, se llevará a cabo la generación de oligonucleótidos (primers), para elaborar pruebas de PCR capaces de detectar diferencias entre genotipos contrastantes mediante reacciones de PCR convencional u otras técnicas como High resolution melting usando un equipo Step One plus marca Applied biosystems. Para validar la efectividad de las pruebas de PCR elaboradas, se realizará una extracción de ADN para los 35 genotipos, a los cuales se les aplicará todos los test de laboratorio desarrollados en la etapa anterior, con el objetivo de seleccionar aquellos que posean el mayor índice de información polimórfica, que pueda ser evaluada en forma rápida y fácil, y permitan discriminar mejor entre genotipos tolerantes y susceptibles.

La tecnología corresponde procedimientos estandarizados que permiten habilitar la evaluación y validación de las propiedades beneficiosas para la salud de los alimentos. Entre los ensayos incluidos en la plataforma destacan análisis de biodisponibilidad, bioaccesibilidad y efecto biológico de alimentos ; pruebas preclínicas y organolépticas sobre matrices alimenticias ; y pruebas clínicas guiadas asociadas al consumo de alimentos.

Plataforma que por medio de la inteligencia artificial, permite mejorar las habilidades de escritura en estudiantes de primero y segundo medio. El software contempla los planes y programas del MINEDUC por lo que se convierte en un complemento para los profesores. Además, considera elementos de feedback positivo específico, para que los estudiantes puedan mantener una curva de aprendizaje óptima. Integra una modalidad de monitoreo para el profesor, de esa forma puede realizar seguimiento de progreso a sus estudiantes.