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Desarrollo preclínico de una formulación farmacéutica cicatrizante para uso tópico a base de extractos vegetales.
No full textTesis presentada para optar al grado de Doctor en Biotecnología Molecular.Las heridas crónicas suponen un reto clínico significativo debido a su elevada incidencia de complicaciones inflamatorias e infecciosas y a la limitada eficacia de los tratamientos convencionales. En este contexto, las especies Quercus robur y Opuntia ficus-indica han sido empleadas tradicionalmente por sus propiedades astringentes, antiinflamatorias y antioxidantes, posicionándolas como candidatas prometedoras para el desarrollo de terapias tópicas innovadoras. El objetivo general de esta tesis consistió en desarrollar una formulación farmacéutica piloto basada en la combinación de extractos acuosos de Q. robur y O. ficus-indica, y evaluar su potencial cicatrizante frente al gel comercial Reoxcare®, en modelos in vitro. Para ello, se plantearon objetivos específicos dirigidos a caracterizar la citotoxicidad y el mecanismo pro-migratorio de los extractos en queratinocitos HaCaT, determinar el perfil proteómico tras el tratamiento con Q. robur, y diseñar formulaciones de hidrogel y crema que mantuvieran estabilidad físico-química y aceptabilidad sensorial. Para alcanzar estos fines, se recolectaron hojas de Q. robur y cladodios de O. ficus-indica en la Región del Biobío, Chile, entre enero de 2021 y enero de 2023. Los extractos se obtuvieron por infusión en agua caliente y maceración en frío con agitación seguida de liofilización. Su caracterización incluyó análisis fitoquímicos cualitativos y cuantitativos, determinación de actividad antioxidante y evaluación de parámetros físico-químicos (pH, densidad). En ensayos in vitro, se realizó perfil de citotoxicidad (MTT), cierre de brecha y proliferación celular en HaCaT, seguido de un análisis proteómico LC-MS/MS con bioinformática de rutas celulares. Finalmente, se formularon hidrogeles de carbómero y cremas oil in water (O/W), sometidos a almacenamiento acelerado y panel organoléptico para evaluar estabilidad y aceptación. Los extractos de Q. robur presentaron un rendimiento del 11,1 % y un perfil rico en proteínas (14,9 %) y fenoles (3,2 mg GAE·g⁻¹) con actividad antioxidante (22 % DPPH), mientras que el extracto de O. ficus‐indica destacó por su elevado contenido de azúcares (88,8 %) y ácidos urónicos (79,9 %), indicativo de un fuerte efecto humectante. En la línea celular HaCaT ambos extractos resultaron no citotóxicos (IC50 de Q. robur = 943 μg·mL⁻¹) y, especialmente, Q. robur aceleró la migración celular, alcanzando el cierre completo de la brecha a las 24 h y reduciendo el área libre entre un 81% y 83 % tras 12 h, un efecto comparable al del gel comercial Reoxcare®. El análisis proteómico reveló más de 100 proteínas diferencialmente expresadas, destacando la regulación al alza de enzimas de la vía de biosíntesis de colesterol y de procesos de desgranulación plaquetaria. Tanto el hidrogel como las cremas conservaron integridad físico-química y pH adecuado tras tres meses de estrés térmico, y alcanzaron alta aceptabilidad sensorial en textura, olor y color, Estos hallazgos respaldan la viabilidad de formulaciones tópicas basadas en extractos de Q. robur y O. ficus-indica como estrategia segura, eficaz y de bajo costo para el tratamiento de heridas crónicas. Se recomienda avanzar hacia estudios in vivo en modelos animales, optimizar dosis y vehículos galénicos, y diseñar ensayos clínicos que permitan validar su aplicación terapéutica en humanos.Chronic wounds pose a significant clinical challenge due to their high incidence of inflammatory and infectious complications and the limited efficacy of conventional treatments. In this context, Quercus robur and Opuntia ficus-indica have been traditionally used for their astringent, anti-inflammatory and antioxidant properties, positioning them as promising candidates for the development of innovative topical therapies. The primary objective of this thesis was to develop a pilot pharmaceutical formulation based on the combination of aqueous extracts of Q. robur and O. ficus-indica, and to evaluate its wound-healing potential against the commercial gel Reoxcare® in in vitro models. Specific aims included characterizing the cytotoxicity and pro-migratory mechanism of the extracts in HaCaT keratinocytes, determining the proteomic profile following Q. robur treatment, and designing hydrogel and cream formulations that maintain physicochemical stability and sensory acceptability. Leaves of Q. robur and cladodes of O. ficus-indica were collected in the Biobío Region, Chile, between January 2021 and January 2023. Extracts were obtained by hot-water infusion and cold maceration with agitation, followed by freeze-drying. Characterization comprised qualitative and quantitative phytochemical analyses, antioxidant activity assays, and evaluation of physicochemical parameters (pH, density). In vitro studies included MTT cytotoxicity assays, wound-closure and proliferation assays in HaCaT cells, and LC-MS/MS proteomic analysis with subsequent pathway bioinformatics. Finally, carbomer hydrogels and oil in water (O/W) creams were formulated, subjected to accelerated storage, and assessed by an organoleptic panel for stability and sensory acceptance. Q. robur extracts yielded 11.1 % (w/w) and exhibited a profile rich in proteins (14.9 %) and phenols (3.2 mg GAE·g⁻¹) with 22 % DPPH scavenging activity, while the O. ficus-indica extract contained high levels of sugars (88.8 %) and uronic acids (79.9 %), indicative of strong humectant capacity. Both extracts were non-cytotoxic in HaCaT cells (IC₅₀ of Q. robur = 943 μg·mL⁻¹). Notably, Q. robur accelerated cell migration, achieving complete gap closure at 24 h and reducing the free area by 81–83 % after 12 h—an effect comparable to Reoxcare®. Proteomic analysis identified over 100 differentially expressed proteins, including upregulation of enzymes in the cholesterol biosynthesis pathway and factors involved in platelet degranulation. Both the hydrogel and creams preserved physicochemical integrity and suitable pH after three months of thermal stress and achieved high sensory acceptability in texture, odor and color. These results support the feasibility of topical formulations based on Q. robur and O. ficus-indica extracts as a safe, effective and low-cost strategy for chronic wound treatment. Future work should advance to in vivo animal models, optimize dosing and galenic vehicles, and design clinical trials to validate therapeutic application in humans.Beca CENTRO COPAS COASTAL FB210021Facultad de Ciencias BiológicasDepartamento de FisiopatologíaConcepció
The role of ancestral monogamy and climate in the evolution of sociality in hystricognath rodents.
No full textTesis presentada para optar al grado de Doctor/a en Sistemática y Biodiversidad.La evolución de la sociabilidad en animales ha sido un tema central en la sociobiología y la ecología evolutiva. La sociabilidad se define típicamente como la vida en grupo que incluye una amplia gama de formas de organización social, donde individuos animales, invertebrados y vertebrados, pasan parte o toda su vida en asociación con individuos coespecíficos, siendo la eusocialidad, el nivel más avanzado de organización social. En vertebrados, la eusocialidad es excepcionalmente rara y solo ha sido documentada en dos especies de la familia Bathyergidae (Rodentia). Diversas hipótesis han sido propuestas para explicar la transición hacia sistemas sociales. Entre ellas, la hipótesis de la monogamia de por vida postula que la monogamia aumenta la relación genética entre los miembros de un grupo, favoreciendo la cooperación y facilitando la evolución de la eusocialidad. Paralelamente, la hipótesis de las restricciones ecológicas sugiere que factores ambientales, como la aridez, pueden modular la sociabilidad al limitar la dispersión individual y promover la formación de grupos. Los roedores, debido a su diversidad social y amplia distribución, representan un modelo ideal para estudiar estos procesos. En esta tesis, evaluamos estos dos mecanismos en roedores mediante análisis filogenéticos comparativos. En primer lugar, examinamos la evolución de la monogamia en Bathyergidae para evaluar su papel en la transición hacia la eusocialidad. Utilizando reconstrucciones de estados ancestrales y modelos de correlación evolutiva, nuestros resultados indican que la monogamia fue la condición ancestral en especies sociales y eusociales. Sin embargo, no encontramos evidencia de que la monogamia haya sido el factor causal en la evolución de la eusocialidad en este grupo. En segundo lugar, investigamos la relación entre la aridez y la sociabilidad en roedores del infraorden Hystricognathi. Estimamos el tiempo de divergencia de este grupo y caracterizamos las condiciones ambientales de su distribución. No encontramos una asociación significativa entre el índice de aridez y la sociabilidad, lo que sugiere que otros factores ecológicos, como la distribución de recursos y la presión de depredación, podrían ser más relevantes en la evolución de los sistemas sociales. Estos hallazgos aportan nuevas perspectivas sobre los impulsores de la evolución de la sociabilidad en roedores y resaltan la importancia de un enfoque multifactorial que integre historia evolutiva, relaciones filogenéticas y condiciones ecológicas para comprender la diversificación de los sistemas sociales en mamíferos.The evolution of sociality in animals has been a central topic in sociobiology and evolutionary ecology. Sociality is typically defined as group living, encompassing a wide range of social organization forms in which animal individuals, both invertebrates and vertebrates, spend part or all of their lives associating with conspecifics, with eusociality being the most advanced level of social organization. Among vertebrates, eusociality is exceptionally rare and has only been documented in two species of the Bathyergidae family (Rodentia). Various hypotheses have been proposed to explain the transition to social systems. Among them, the lifetime monogamy hypothesis posits that monogamy increases genetic relatedness among group members, promoting cooperation and facilitating the evolution of eusociality. In parallel, the ecological constraints hypothesis suggests that environmental factors, such as aridity, can shape sociality by limiting individual dispersal and promoting group formation. Due to their social diversity and broad distribution, rodents represent an ideal model for studying these processes. In this thesis, we evaluate these two mechanisms in rodents through phylogenetic comparative analyses. First, we examine the evolution of monogamy in Bathyergidae to assess its role in the transition to eusociality. Using ancestral state reconstructions and evolutionary correlation models, our results indicate that monogamy was the ancestral condition in both social and eusocial species. However, we found no evidence that monogamy was the causal factor in the evolution of eusociality in this group. Second, we investigate the relationship between aridity and sociality in rodents of the infraorder Hystricognathi. We estimate the divergence time of this group and characterize the environmental conditions of its distribution. We do not find a significant association between the aridity index and sociality, suggesting that other ecological factors, such as resource distribution and predation pressure, may be more relevant in the evolution of social systems. These findings provide new insights into the drivers of social evolution in rodents and highlight the importance of a multifactorial approach integrating evolutionary history, phylogenetic relationships, and ecological conditions to understand the diversification of social systems in mammals.ANID, Beca Doctorado Nacional año 2020 Nro. 21200980Facultad de Ciencias Naturales y OceanográficasDepartamento de ZoologíaConcepció
Desarrollo de un sistema de transmisión de datos a larga distancia utilizando tecnología LoRa para aplicaciones de internet de las cosas (IOT).
No full textTesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Civil en Telecomunicaciones.El presente trabajo desarrolla un sistema de transmisión de datos a larga distancia basado en la tecnología LoRa, orientado a aplicaciones de Internet de las Cosas (IoT). LoRa es una tecnología de comunicación inalámbrica de bajo consumo energético y gran alcance, ideal para entornos donde las redes tradicionales no son viables debido a costos elevados o limitaciones de infraestructura. El proyecto abarca desde la fundamentación teórica hasta la implementación practica del sistema, incluyendo el diseño del hardware y software, asi como la validación mediante pruebas de campo en distintos entornos. Se emplean placas LoRa ESP32 y una Raspberry Pi para establecer la comunicación entre dispositivos, optimizando la eficiencia energética y la estabilidad del enlace de datos. El informe se estructura en cinco capítulos. En primer lugar, se introduce el contexto del proyecto, estableciendo los objetivos, alcances y limitaciones. Posteriormente, se presenta el marco teórico, donde se abordan los fundamentos de la tecnología LoRa y su comparación con otras soluciones de comunicación. Luego, en el capítulo de diseño e implementación, se detallan los criterios técnicos utilizados en la selección de componentes y el desarrollo del software. En el cuarto capítulo, se analizan los resultados obtenidos a partir de las pruebas de campo realizadas en diferentes escenarios. Finalmente, se presentan las conclusiones y recomendaciones, destacando los principales hallazgos y posibles mejoras para futuras implementaciones. Este trabajo busca contribuir al desarrollo de soluciones de conectividad eficiente en el ámbito de IoT, demostrando el potencial de LoRa para la transmisión de datos en aplicaciones de monitoreo remoto, optimización de recursos y automatización de procesos en diversos sectores.This work develops a long-range data transmission system based on LoRa technology, aimed at Internet of Things (IoT) applications. LoRa is a low-power, long-range wireless communication technology, ideal for environments where traditional networks are not feasible due to high costs or infrastructure limitations. The project spans from theoretical foundations to the practical implementation of the system, including hardware and software design, as well as validation through field testing in various environments. LoRa ESP32 boards and a Raspberry Pi are used to establish communication between devices, optimizing energy efficiency and data link stability. The report is structured into five chapters. First, the project context is introduced, establishing the objectives, scope, and limitations. Next, the theoretical framework is presented, addressing the fundamentals of LoRa technology and its comparison with other communication solutions. Then, the design and implementation chapter details the technical criteria used in component selection and software development. In the fourth chapter, the results obtained from field tests conducted in different scenarios are analyzed. Finally, the conclusions and recommendations are presented, highlighting the main findings and possible improvements for future implementations. This work aims to contribute to the development of efficient connectivity solutions in the IoT field, demonstrating the potential of LoRa for data transmission in remote monitoring, resource optimization, and process automation applications across various sectorsFacultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería EléctricaConcepció
Exurbia y gusto: análisis de la valoración de las prácticas espaciales urbanas en la localidad de Labranza, Temuco.
No full textTesis presentada para optar al título de Geógrafo.La presente investigación se enfoca en la localidad de Labranza, en la comuna de Temuco, Chile, con el propósito de comprender su reciente transformación en un espacio exurbano, fragmentado y marginal. Originalmente ligada a actividades silvícolas y agrícolas, Labranza ha experimentado una expansión urbana sostenida desde principios de los años 2000. Proceso iniciado con intervenciones estatales de vivienda social y, posteriormente, con la incursión del mercado inmobiliario a través de proyectos dirigidos a sectores medios y programas de integración urbana. El crecimiento ha estado condicionado por factores naturales, como el río Cautín, y por la presencia de comunidades mapuche en sus bordes, lo que ha generado una persistente tensión territorial.
El objetivo general fue fundamentar la existencia de una condición de clase exurbana en Labranza, mediante el análisis del acceso y la concentración de servicios, la configuración de la vivienda y las formas de apropiación del espacio por parte de sus habitantes. Los resultados evidencian una distribución desigual de los servicios y se constató que gran parte de los servicios existentes no se encuentran formalmente registrados, y que el acceso depende significativamente de la iniciativa privada y la autogestión vecinal, lo que evidencia una notable brecha en la infraestructura urbana pública.
Respecto a la vivienda, predomina el tipo "económico", con focos de vivienda social en áreas específicas y valores más altos en el centro de la localidad. La expansión urbana está fuertemente influenciada por la propiedad de la tierra mapuche, lo que condiciona el desarrollo inmobiliario. Las prácticas espaciales de los habitantes revelan que, en los sectores más precarizados, la organización comunitaria y el uso adaptativo de los espacios públicos se erigen como estrategias de resistencia y apropiación, con una alta concentración de juntas de vecinos en zonas vulnerables.
En conclusión, Labranza constituye un caso de exurbia en el sur de Chile, entendida como un espacio socialmente dinámico y territorialmente disputado. Su marginalidad se expresa en un acceso ambiguo al consumo y los derechos urbanos, configurándose como una "otra ciudad", con dinámicas propias que desafían las categorías convencionales del análisis urbano.This research focuses on the locality of Labranza, in the commune of Temuco, Chile, with the aim of understanding its recent transformation into a fragmented, marginal exurban space. Originally tied to forestry and agricultural activities, Labranza has experienced sustained urban expansion since the early 2000s. This process began with state-led social housing interventions and was later followed by the involvement of the real estate market, through projects aimed at middle-income sectors and urban integration programs. Growth has been shaped by natural factors, such as the Cautín River, and the presence of Mapuche communities on its outskirts, resulting in persistent territorial tensions.
The main objective was to substantiate the existence of an exurban class condition in Labranza by analyzing access to and concentration of services, housing configurations, and residents’ modes of spatial appropriation. Findings reveal an unequal distribution of services, many of which are not formally registered, and whose access largely depends on private initiative and neighborhood self-management, exposing a significant gap in public urban infrastructure.
Housing is predominantly low-cost, with clusters of social housing in specific areas and higher property values in the town center. Urban expansion is strongly influenced by Mapuche land ownership, which constrains real estate development. Residents’ spatial practices in precarious areas reflect community organization and adaptive use of public spaces as strategies of resistance and appropriation, with a high concentration of neighborhood councils in vulnerable zones.
In conclusion, Labranza represents a paradigmatic case of exurbia in southern Chile, understood as a culturally dense, socially dynamic, and territorially contested space. Its marginality is expressed through ambiguous access to consumption and urban rights, shaping it as an “other city” with dynamics that challenge conventional categories of urban analysis.Facultad de Arquitectura, Urbanismo y GeografíaDepartamento de GeografíaConcepció
Caracterización fisiológica, productiva y de calidad en arroz negro (Oryza sativa spp. japonica) bajo condiciones hídricas contrastantes
No full textTesis presentada para optar al grado de Doctora en Ciencias de la AgronomíaEl arroz (Oryza sativa L.) es uno de los cultivos más importantes a nivel mundial y se considera un alimento básico para gran parte de la población. En Chile, su producción se concentra principalmente en las regiones del Maule y Ñuble, donde las condiciones ambientales resultan más favorables. No obstante, el cultivo enfrenta diversas limitaciones, como bajas temperaturas, disponibilidad limitada de agua y suelos de baja fertilidad, lo que limita las opciones de manejo y de rotación para la industria arrocera.
El arroz se cultiva tradicionalmente en condiciones de inundación, lo que requiere un elevado volumen de agua para mantener la sostenibilidad y la productividad del cultivo. En los últimos años, los efectos del cambio climático se han intensificado, evidenciándose principalmente en la disminución de la frecuencia y la cantidad de las precipitaciones, lo que ha provocado una creciente escasez hídrica que afecta directamente la producción arrocera. Frente a este escenario, resulta fundamental desarrollar nuevos cultivares capaces de tolerar el déficit hídrico y de utilizar el agua de manera más eficiente, sin comprometer la calidad del grano.
El arroz blanco es el más producido y consumido a nivel mundial; sin embargo, dentro de la especie Oryza sativa existen otros tipos de arroz, denominados pigmentados, que presentan tonalidades que van desde el rojo hasta el púrpura oscuro, siendo este último conocido como arroz negro. Originario de Asia, el arroz negro se distingue por su alta concentración de antocianinas en el pericarpio, responsables de su coloración característica. Estudios comparativos entre arroces pigmentados y no pigmentados han evidenciado una mayor tolerancia de los primeros al déficit hídrico.
El Programa de Mejoramiento Genético de Arroz (PMGA) del Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA) de Chile ha concentrado sus esfuerzos en la evaluación de genotipos para determinar su rendimiento en condiciones de cambio climático y en el desarrollo de cultivares adaptados a ambientes variables. Sin embargo, los genotipos de arroz negro solo han sido caracterizados en condiciones de inundación, por lo que aún se desconoce su desempeño frente al estrés hídrico en términos de rasgos agronómicos, productivos y de calidad. En este contexto, el presente estudio evaluó las características agronómicas, fisiológicas, de calidad industrial, nutricional y funcional en líneas avanzadas de arroz negro desarrolladas por el PMGA, cultivadas bajo regímenes hídricos contrastantes.
Mediante ensayos multiambiente realizados durante tres temporadas, se evaluaron 19 genotipos de arroz negro y un cultivar de arroz blanco (Zafiro-INIA) utilizado como referencia, bajo dos condiciones de manejo hídrico: inundación tradicional (IND) y riego sin inundación (NI). Se estimaron componentes de varianza, valores genotípicos, heredabilidad e interacción genotipo × ambiente para los distintos rasgos evaluados. El tratamiento NI redujo significativamente la floración, la calidad del grano y el rendimiento. En promedio, los genotipos de arroz negro mostraron un 31 % menos de rendimiento que el cultivar blanco y obtuvieron 2,4 veces más producción bajo condiciones de inundación que bajo riego sin inundación. Se observaron fuertes correlaciones genéticas entre el rendimiento de grano y características como los días a antesis, el peso del grano, así como la blancura y la translucidez del grano, todas ellas con alta heredabilidad en sentido amplio (H² > 0,9). La mayoría de los rasgos evaluados presentaron una heredabilidad elevada (H² > 0,7), lo que indica una alta
estabilidad genética. El rendimiento de grano se correlacionó negativamente con el porcentaje de esterilidad de la panícula (r = −0,84) y presentó una heredabilidad de 0,76. A pesar de este alto valor de heredabilidad, las condiciones de cultivo tuvieron un efecto significativo en el rendimiento.
Se seleccionaron dos líneas avanzadas de arroz negro (Quila 279101 y Quila 292008), que, junto con el cultivar Zafiro-INIA, fueron evaluadas en dos localidades bajo ambas condiciones hídricas (IND y NI). A los genotipos se les evaluaron diversos rasgos de calidad, incluidos parámetros industriales, nutricionales y funcionales, con énfasis en la composición fenólica y la actividad antioxidante. Los genotipos de arroz negro presentaron altos niveles de contenido fenólico total (TPC), con un promedio de 74,8 mg GAE 100 g⁻¹, y una capacidad antioxidante significativamente superior a la del cultivar de arroz blanco, atribuida principalmente al elevado contenido de cianidina-3- O-glucósido en los granos pigmentados. El perfil fenólico varió entre el grano integral y el grano pulido, mientras que la composición mineral dependió de la localidad y del régimen de riego. Se observó una alta correlación entre el color del grano, el TPC y la actividad antioxidante. La calidad del grano estuvo influida por el ambiente, tanto en sus características industriales como en sus propiedades nutricionales, y se detectaron diferencias significativas entre el grano integral y el pulido.
Adicionalmente, se caracterizaron funcionalmente los granos de arroz en términos de digestibilidad, capacidad antioxidante y citotoxicidad. En los granos cocidos de arroz negro se observó una mayor liberación de grupos amino durante todas las fases del proceso de digestión. Entre los péptidos identificados, destacó RA05_ORYSJ por su perfil funcional. No se detectó citotoxicidad del arroz negro en células intestinales Caco-2 ni en células neuronales SH-SY5Y bajo condiciones de estrés oxidativo inducido. Los genotipos de arroz negro redujeron significativamente (>50%) la producción de especies reactivas de oxígeno. Asimismo, el arroz negro disminuyó la actividad de la β-galactosidasa en más de un 65%, lo que sugiere un posible efecto protector frente a la senescencia celular.
Estos resultados destacan la importancia de establecer criterios y herramientas de selección basados en la caracterización integral del arroz negro, que permitan orientar el mejoramiento genético hacia la obtención de cultivares resilientes frente a la variabilidad climática, con alto rendimiento y elevado valor nutracéutico, contribuyendo a diversificar y agregar valor al sector arrocero en Chile, mediante la producción de granos con potencial para el desarrollo de alimentos funcionales.Rice is traditionally cultivated under flooded conditions, which requires a high volume of water to maintain crop sustainability and productivity. In recent years, the effects of climate change have intensified, primarily manifested in reduced rainfall frequency and amount, leading to increasing water scarcity that directly impacts rice production. Under these circumstances, it is essential to develop new cultivars that tolerate water deficit and use water more efficiently, without compromising grain quality.
White rice is the most produced and consumed type worldwide; however, within the Oryza sativa species, there are other types of rice, known as pigmented rice, which range in color from red to dark purple, the latter commonly referred to as black rice. Native to Asia, black rice is distinguished by its high anthocyanin content in the pericarp, which gives it its characteristic color. Comparative studies between pigmented and non-pigmented rice have shown that pigmented varieties exhibit greater tolerance to water deficit.
The Rice Breeding Program (RBP) of the Institute of Agricultural Research (INIA) in Chile has focused on evaluating genotypes to assess their performance under climate change conditions and on developing cultivars adapted to variable environments. However, black rice genotypes have been characterized only under flooded conditions, and their performance under water stress remains unknown for agronomic, productive, and quality traits. In this context, the present study evaluated agronomic, physiological, industrial, and nutritional quality, as well as functional characteristics of advanced black rice lines developed by the RBP, cultivated under contrasting water regimes.
Through multi-environment trials conducted over three seasons, 19 black rice genotypes and a white rice cultivar (Zafiro-INIA) were evaluated under two water management conditions: traditional flooding (IND) and non-flooded irrigation (NI). Variance components, genotypic values, heritability, and genotype × environment interactions were estimated for the evaluated traits. The NI treatment significantly reduced flowering, grain quality, and yield. On average, black rice genotypes produced 31% less than the white rice cultivar and yielded 2.4 times more under flooded conditions than under NI. Strong genetic correlations were observed between grain yield and traits such as days to anthesis, grain weight, chalkiness, and translucency, all of which showed high broad-sense heritability (H² > 0.9). Most evaluated traits exhibited high heritability (H² > 0.7), indicating strong genetic stability. Grain yield correlated negatively with panicle sterility percentage (r = −0.84) and had a heritability of 0.76. Despite the high heritability, growing conditions had a significant impact on yield.
Two advanced black rice lines (Quila 279101 and Quila 292008) and the cultivar Zafiro-INIA were assessed at two locations under both water regimes (IND and NI). The genotypes were evaluated for various quality traits, including industrial, nutritional, and functional traits, with a focus on phenolic composition and antioxidant activity. Black rice genotypes exhibited a high total phenolic content (TPC), averaging 74.8 mg GAE/100 g⁻1, and significantly higher antioxidant capacity than the white rice cultivar, primarily due to their elevated cyanidin-3-O-glucoside content. The phenolic profile varied between whole and polished grains, whereas the mineral composition depended on location and irrigation regime. High correlations were observed between grain color, TPC, and antioxidant activity. Grain quality was influenced by the environment, affecting both industrial and nutritional characteristics, and significant differences were observed between whole and polished grains.
Additionally, the functional properties of rice grains were characterized by evaluating protein digestibility, antioxidant capacity, and cytotoxicity. Cooked black rice grains showed higher release of amino groups throughout all digestion phases. Among the identified peptides, RA05_ORYSJ stood out for its functional profile. No cytotoxicity was detected in black rice using Caco-2 intestinal cells or SH-SY5Y neuronal cells under induced oxidative stress. Black rice genotypes significantly (>50%) reduced reactive oxygen species production. Moreover, black rice decreased β-galactosidase activity by more than 65%, suggesting a potential protective effect against cellular senescence.
These results highlight the importance of establishing selection criteria and tools based on the comprehensive characterization of black rice, enabling the breeding of resilient cultivars with high yield and high nutraceutical value, thereby contributing to the diversification, and added value of the rice sector in Chile through the production of grains with potential for functional food development.Proyecto interno : UDEC VRID-INICIACIÓN 2021000179INI Nombre de proyecto: "Arroz negro como alternativa para aumentar la competitividad y la adaptación al déficit hídrico del sector arrocero en Chile: Herramientas para su selección y mejoramiento genético."FONDECYT INICIACIÓN No.11220151
Nombre de proyecto: "Black rice as a potential source of functional foods:
Development of tools based on proximal and remote sensing for breeding new
cultivars in a scenario of water scarcity."Facultad de AgronomíaDepartamento de Producción Vegeta
Efecto del CO2 sobre la fotosíntesis, los exuados radiculares y el reclutamiento de bacterias del suelo en la rizosfera del trigo
No full textTesis presentada para optar al grado de Magíster en Ciencias AgronómicasLas emanaciones de dióxido de carbono (CO2) han incrementado en el último siglo, con proyecciones de hasta 900 ppm para finales del siglo XXI. Investigaciones estiman aumentos de hasta el 30% de biomasa vegetal debido a mayores tasas fotosintéticas en los cultivos agrícolas. En España, la biomasa de brotes y raíces de especies con metabolismo C3 aumentaron en un 53% y 14% respectivamente. A pesar de lo anterior estos resultados parecen contradictorios ya que algunos cultivos disminuyen la acumulación de carbono en hojas debido a una menor respiración celular. En cuanto a la actividad microbiana con elevado CO2, se intensifica promoviendo la desnitrificación e inhibiendo la asimilación de nitrógeno en cultivos como el trigo, mientras que la diversidad bacteriana no varía significativamente a altas concentraciones de CO2, pero se sostiene una mayor dispersión de bacterias en la rizosfera del cultivo. La hipótesis sostiene que el CO2 atmosférico elevado incrementa la biomasa radicular del trigo y la exudación de ácidos orgánicos, elevando la biomasa microbiana, la respiración del suelo y la diversidad bacteriana. El objetivo general es evaluar los efectos del CO2 elevado en la biomasa, actividad enzimática, exudados radiculares y microbiota de la rizosfera del trigo en distintas etapas de crecimiento, con objetivos específicos que comparan biomasa, producción de ácidos, actividad microbiana, actividad de enzimas y cambios en gases en diferentes niveles de CO2.Carbon dioxide (CO2) emissions have increased over the last century, with projections of up to 900 ppm by the end of the 21st century. Research estimates increases of up to 30% of plant biomass due to higher photosynthetic rates in agricultural crops. In Spain, the biomass of shoots and roots of species with C3 metabolism increased by 53% and 14%, respectively. Despite the above, these results seem contradictory since some crops decrease carbon accumulation in leaves due to lower cellular respiration. As for microbial activity at elevated CO2, it intensifies promoting denitrification and inhibiting nitrogen assimilation in crops such as wheat, while bacterial diversity does not vary significantly at high CO2 concentrations, but a greater dispersion of bacteria in the crop rhizosphere is sustained. The hypothesis holds that elevated atmospheric CO2 increases wheat root biomass and organic acid exudation, raising microbial biomass, soil respiration and bacterial diversity. The overall objective is to evaluate the effects of elevated CO2 on wheat rhizosphere biomass, enzyme activity, root exudates and microbiota at different growth stages, with specific objectives comparing biomass, acid production, microbial activity, enzyme activity and gas changes at different CO2 levels.Facultad de AgronomíaDepartamento de Suelos y Recursos NaturalesChillá
Parcelación cortical multiescala intersujeto basada en la conectividad cerebral.
No full textTesis presentada para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería con mención en Ingeniería Eléctrica.El conectoma humano es una red de interacciones entre elementos estructurales y funcionales del cerebro, permitiendo procesar y controlar las funciones corporales. Esta red está compuesta principalmente por dos tejidos: la materia blanca, que corresponde a las vías de comunicación cerebral, y la materia gris, que cumple el rol funcional del cerebro. Asimismo, una parte de la materia gris es la corteza cerebral, la cual puede ser dividida en regiones homogéneas mediante un proceso llamado parcelación cortical, que en general es basado en anatomía, funcionalidad o en conectividad. En particular, las parcelaciones basadas en conectividad estructural, utilizan imágenes de resonancia magnética por difusión (dMRI) y algoritmos de tractografía, que permiten la estimación de fibras cerebrales en forma de polilíneas 3D. Así, es posible subdividir la corteza utilizando clustering sobre la información de conectividad o a partir de la conexión de fascículos de fibras cerebrales. Sin embargo, aún no existe una parcelación aceptada universalmente como referencia y algunas de sus características son inciertas, tales como el número y tamaño óptimo de las parcelas. De la misma manera, la masiva cantidad de datos, variabilidad inter-sujeto y establecer correspondencia espacial entre sujetos, son grandes limitantes para realizar este tipo de estudios. Este trabajo presenta un nuevo método de parcelación cortical multiescala intersujeto basada en conectividad estructural. Este enfoque utiliza atlas de fibras cerebrales para obtener una cantidad razonable de fascículos correspondientes entre sujetos. Los fascículos fueron filtrados y, sus extremos inicial y final fueron intersectados con las superficies corticales de los sujetos, definiendo subparcelas, las cuales fueron agrupadas a partir de un clustering jerárquico en base a su información de conectividad y traslape. Finalmente, se aplicaron distintas particiones, obteniendo distintos niveles de granularidad. Los resultados demuestran un método de parcelación robusto, con un altos índices de reproducibilidad test-retest, en especial para el nivel de granularidad de 200 clusters que obtuvo un índice global de 83%. Se encontraron altos niveles de homogeneidad en la conectividad intra-parcela para la parcelación de 288 parcelas, con un valor global de 0.626, siendo mayor a otros atlas presentes en el estado del arte. Asimismo, se obtuvieron varias parcelas con un valor alto de coeficiente de Silhouette, indicando su alta similitud intra-parcela y baja similitud inter-parcela. El valor de Silhouette global fue 0.208, mayor a los obtenido con otros atlas. También, se calcularon coincidencias con los atlas Desikan, Brainnetome, y los propuestos por Lefranc et al. (2016) y López et al. (2020), encontrando mayores similitudes con los atlas basados en conectividad estructural, siendo el atlas de López et al. el con mayores coincidencias, que presenta 81 parcelas en común con la parcelación propuesta de 288 parcelas.The human connectome is a network of interactions between structural and functional elements of the brain, allowing processing and control of body functions. This network is mainly composed of two tissues: the white matter, which corresponds to the brain’s communication pathways, and the gray matter, which performs the functional role of the brain. Also, part of the gray matter is the cerebral cortex, which can be divided into homogeneous regions by a cortical parcellation, generally based on anatomy, function or connectivity. In particular, structural connectivity-based parcellations use diffusion magnetic resonance imaging (dMRI) and tractography algorithms, which allow the estimation of brain fibers in the form of 3D polylines. Thus, it is possible to subdivide the cortex using clustering over whole-brain connectivity data or using the connectivity from fiber bundles. However, there is still no universally accepted parcellation as a reference and some of its characteristics are still uncertain, such as the optimal number and size of the parcels. Furthermore, the massive amount of data, inter-subject variability and spatial correspondence are great limitations to perform this type of studies. This work presents a new group-wise multiscale cortical parcellation method based on structural connectivity. This approach uses a fiber bundle atlases to obtain a reasonable number of corresponding fascicles between subjects. The fascicles were filtered and, their initial and final ends were intersected with the cortical surfaces of the subjects, defining subparcels, which were grouped by hierarchical clustering based on their connectivity and overlap information. Finally, different partitions were applied, obtaining different levels of granularity. The results demonstrate a robust parcellation method, with a high test-retest reproducibility index, especially for the granularity level of 200 clusters, which obtained a global index of 83%. High levels of homogeneity in intra-parcel connectivity were found for the parcellation composed by 288 parcels, with an overall value of 0.626, being higher than other atlases present in the state-of-the-art. Moreover, several parcels showed a high Silhouette coefficient value, indicating their high intra-parcel similarity and low inter-parcel similarity. The overall Silhouette value was 0.208, higher than other atlases. In addition, matches were calculated with the Desikan, Brainnetome, and Lefranc et al. (2016) and López et al. (2020), finding greater similarities with the atlases based on structural connectivity, being the atlas of López et al. the one with the most matches, which has 81 parcels in common with the proposed parcellation of 288 parcels.ANID, Capital Humano/Magíster Nacional/2023-22231600ANID, Proyecto FONDECYT N°1221665Facultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería EléctricaConcepció
Efecto del estrés hídrico en arroz y uso de herramientas de detección remota para estimación de rendimiento
No full textTesis presentada para optar al título de Ingeniero AgrónomoEl arroz (Oryza sativa L.) es un cereal de gran importancia económica a nivel nacional, pues aproximadamente dos tercios de la demanda es importada. Su cultivo se lleva a cabo principalmente bajo inundación, lo que implica una alta demanda de agua. Dado el escenario actual de escasez hídrica, se requiere el desarrollo de variedades más productivas en condiciones de déficit hídrico. Este estudio tiene como propósito determinar el efecto del estrés hídrico en genotipos de arroz y el potencial uso de imágenes aéreas para estimar el rendimiento bajo estas condiciones. Se estudiaron 20 genotipos de arroz, incluyendo tres variedades comerciales y 17 líneas experimentales, durante dos temporadas. Se determinaron variables agronómicas, productivas y de calidad de grano y se capturaron imágenes RGB de las parcelas. Varias de las variables evaluadas mostraron diferencias significativas entre genotipos, así como entre temporadas. El rendimiento del grano no mostró diferencias significativas, pero disminuyó en comparación con el potencial bajo condiciones de inundación. Hubo baja asociación entre los parámetros obtenidos de imágenes RGB y el rendimiento. Se requiere evaluar una mayor cantidad genotipos arroz en condiciones de déficit hídrico con el fin de identificar aquellos con potencial para el desarrollo de variedades adecuadas para estas condiciones.Rice (Oryza sativa L.) is a cereal of great economic importance at the national level since approximately two-thirds of the demand is imported. Its cultivation is mainly under flooding, which implies a high water demand. Given the current water scarcity scenario, developing more productive varieties under water deficit conditions is required. This study aims to determine the effect of water stress on rice genotypes and the potential use of aerial imagery to estimate yield under these conditions. Twenty rice genotypes, including three commercial varieties and 17 experimental lines, were studied during two seasons. Agronomic, yield, and grain quality traits were determined, and RGB images of the plots were captured. Several of the variables evaluated showed significant differences between genotypes, as well as between seasons. Grain yield did not show significant differences but decreased with respect to the yield potential under flooded conditions. There was a low association between parameters obtained from RGB images and yield. It is necessary to evaluate more rice genotypes under water deficit conditions to identify genotypes with potential for developing varieties suitable for these conditions.Facultad de AgronomíaDepartamento de Producción VegetalChillá
Desarrollo de cátodos de LiFePO4 y C para baterías de iones de litio de alto rendimiento.
No full textTesis presentada para optar al grado de Doctor/a en Ciencias e Ingeniería de Materiales.El LiFePO4 (LFP) es un material ampliamente reconocido por su estabilidad química y seguridad en aplicaciones de baterías de iones de litio. Sin embargo, enfrenta limitaciones significativas debido a su lenta cinética tanto de iones de litio como de electrones, lo que dificulta la carga rápida, resultando en una reducción de la capacidad específica y eficiencia energética en el tiempo. Esta limitación es particularmente crítica en aplicaciones de electromovilidad, donde se requiere un rendimiento rápido y eficiente.
En respuesta a estos desafíos, esta investigación doctoral se centra en el desarrollo y análisis de diversas arquitecturas de cátodos LFP que podrían superar estas limitaciones cinéticas. A través de una exploración detallada de la fabricación del cátodo, desde la síntesis de las partículas de LFP hasta la selección de aditivos conductores y las técnicas de secado, este estudio tiene como objetivo optimizar la interconexión estructural de los componentes dentro del cátodo. Se investigó la eficacia de utilizar partículas de LFP de morfología tipo placa combinadas con grafito exfoliado laminar, y el impacto de aplicar un campo magnético durante el secado para mejorar la orientación y distribución de las estructuras de LFP. Esta configuración se comparó sistemáticamente con otras arquitecturas que combinan diversas morfologías de LFP y aditivos conductores.
Los resultados muestran que una arquitectura ordenada, compuesta por placas de LFP y láminas de grafito, presenta un desempeño y tolerancia superiores a altas tasas de corriente, en comparación con otras configuraciones. En particular, la celda construida con el cátodo B-LFPH/GE/CM logró una retención de capacidad del 96% a 5C, junto con una conductividad electrónica de 6.2x10-5 S cm-1 y un coeficiente de difusión de litio de 1.1x10-13 cm2 s-1. Estos valores reflejan una mejora significativa respecto a otras configuraciones no alineadas, confirmando que una mejor interconexión entre las estructuras internas del cátodo mejora considerablemente la cinética electroquímica a altas tasas de corriente. En consecuencia, se valida la hipótesis de que una arquitectura laminar-alineada puede aumentar la eficiencia de los cátodos LFP bajo regímenes de carga rápida, ofreciendo una solución viable para aplicaciones de electromovilidad.ANID, Beca Doctorado Nacional N°21212287.ANID, Proyecto FONDAP N°15110019.Facultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería de MaterialesConcepció
Reconstrucción paleontológica frente al sistema costero Taltal-Paposo, mediante foraminíferos (Phylum Foraminífera) como bioindicadores ambientales, en el Norte de Chile.
No full textTesis presentada para optar al título de Biólogo/a.La bahía de Taltal se localiza en la zona norte del Sistema de la Corriente de Humboldt. Esta bahía ha sufrido contaminación por metales pesados debido a actividad antrópica, específicamente por la actividad minera, afectándose tanto su biodiversidad como su productividad primaria. En este seminario se propuso utilizar foraminíferos como bioindicadores, analizando su diversidad y las anormalidades presentes sus caparazones, como estrategia de evaluación del grado de afectación del talud continental por esta contaminación. Los resultados observados muestran una alta diversidad taxonómica de especies foraminíferas presentes en las muestras y la presencia de anormalidades de diversos tipos en los caparazones de los foraminíferos. Se identificaron 141 especies de foraminíferos distribuidas en 12 Órdenes, 43 Familias y 66 Géneros. De estas, 23 especies fueron foraminíferos planctónicos. En relación con anormalidades, se determinó una correlación positiva entre los valores del Índice de Anormalidad de Foraminíferos (FAI) y las concentraciones de metales pesados. Estos resultados, en conjunto con las condiciones de estrés debida metales pesados detectados en las muestras de los estratos superiores sugieren que, efectivamente, la actividad antrópica es uno de los factores principales del impacto negativo observado en la bahía de Taltal, Chile.Taltal Bay is located in the northern area of the Humboldt Current System. This bay has suffered heavy metal contamination due to anthropogenic activity, specifically mining activity, affecting both its biodiversity and primary productivity. In this seminar it was proposed to use foraminifera as bioindicators, analyzing their diversity and the abnormalities present in their shells, as a strategy to evaluate the degree of impact of the continental slope by this contamination. The observed results show a high taxonomic diversity of foraminiferal species present in the samples and the presence of abnormalities of various types in the shells of the foraminifera. 141 species of foraminifera are identified distributed in 12 Orders, 43 Families and 66 Genera. Of these, 23 species were planktonic foraminifera. In relation to abnormalities, a positive evaluation between Foraminifera Abnormality Index (FAI) values and heavy metal concentrations will be considered. These results, together with stress conditions due to heavy metals detected in the samples from the upper strata, suggest that, indeed, anthropic activity is one of the main factors of the negative impact observed in Taltal Bay, Chile.Facultad de Ciencias Naturales y OceanográficasDepartamento de ZoologíaConcepció