Browsing by Author "Illanes Tapia, Marcelo Mario"
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Item Análisis de las propiedades fisicoquímicas y antioxidantes de tres variedades de arándano (Vaccinium corymbosum L.) bajo manejo orgánico y convencional.(Universidad de Concepción, 2017) Illanes Tapia, Marcelo Mario; López Belchí, María DoloresLa calidad nutricional hoy en día es un factor determinante al momento de consumir un alimento, ya que se tiende a buscar alimentos que aporten beneficios directamente a la salud. Es por ello que estudiar si el manejo agronómico influencia y a la vez mejora la calidad nutricional de una fruta es una de las tendencias actuales en la agricultura. Así, poder determinar los beneficios directos del consumo de un alimento y su capacidad de prevenir enfermedades ayuda a tomar las mejores decisiones de elección por parte del consumidor. Los frutos de los berries aportan una gran cantidad de beneficios nutricionales por lo que su demanda a nivel mundial es cada vez más elevada, y dentro de este grupo de frutos se encuentra el arándano (Vaccinium corymbosum L.). El arándano tiene una gran cantidad de cualidades para el consumidor, pero la más destacable que presenta este fruto es su alto contenido de antioxidantes. Se conoce que el tipo de cultivar, el manejo agronómico y las condiciones edafoclimáticas pueden influir directamente en el contenido de antioxidantes en arándano. Es por esto que en este trabajo se evaluó su contenido de polifenoles, antocianinas y capacidad antioxidante en tres variedades de arándano (las más cultivadas en la Región del Biobío), como también sus características físico-químicas. Los resultados muestran una influencia de la localidad o el manejo en las propiedades antioxidantes, sin embargo no existen diferencias en las propiedades fisicoquímicas de los frutos.Item Evaluación de la tolerancia de Brassica oleracea L. var. italica al estrés por microplásticos y factores abióticos mediante parámetros fisiológicos y perfiles de metabolitos.(Universidad de Concepción, 2025) Illanes Tapia, Marcelo Mario; López Belchí, María DoloresEsta Tesis Doctoral abordó de manera integrada los efectos de los microplásticos (MPs) sobre la fisiología vegetal y la seguridad de los sistemas agroalimentarios, considerando su interacción con estreses abióticos asociados al cambio climático, tales como el aumento de CO₂ y las altas temperaturas. A partir de una revisión crítica y actualizada de la literatura científica y de un ensayo experimental controlado con brotes de Brassica oleracea L. var. italica (brócoli), se analizaron tanto los riesgos que los MPs representaban para la productividad y calidad de los cultivos, como los mecanismos fisiológicos, enzimáticos y metabolómicos que explicaban sus impactos en las plantas. En el capítulo II se realizó una revisión bibliográfica que evidenció que los microplásticos eran capaces de modificar parámetros esenciales de la fisiología vegetal, afectando la germinación, el desarrollo radicular, la fotosíntesis, la acumulación de metabolitos secundarios y la interacción con microorganismos del suelo. Además, actúaron como vectores de contaminantes inorgánicos y orgánicos persistentes, alterando la expresión génica y generando estrés oxidativo. Los MPs de origen biodegradable (como PLA o PBAT) provocaron respuestas más rápidas e intensas, mientras que los no degradables, como el poliestireno (PS) y el polietileno (PE), tendieron a modificar la estructura del suelo, reducir su porosidad, alterar la retención hídrica y afectar la dinámica microbiana y nutricional a largo plazo. En cultivos del género Brassica, la literatura mostraba una disminución del peso fresco, una reducción de pigmentos fotosintéticos y una acumulación compensatoria de antocianinas y glucosinolatos, lo que reflejaba una reconfiguración del metabolismo secundario hacia rutas defensivas. A su vez, se observó que la presencia de MPs en el suelo incrementó las emisiones de CO₂ debido a la degradación de plásticos biodegradables y a la estimulación de la actividad microbiana heterótrofa, contribuyendo a la retroalimentación del cambio climático. Por lo tanto, los microplásticos no solo son contaminantes emergentes, sino moduladores ambientales que, dependiendo del tipo de polímero y las condiciones edafoclimáticas, pueden amplificar o mitigar las respuestas de estrés en las plantas. Ante este escenario, se propone avanzar en metodologías estandarizadas para la cuantificación de MPs en matrices agrícolas y en la aplicación de tecnologías ómicas y de aprendizaje automático que permitan identificar biomarcadores de exposición y desarrollar modelos predictivos de impacto fisiológico y ecológico. El capítulo III de esta tesis se basó en un diseño factorial (2×2×3) que combinó dos niveles de CO₂ (≈500 y 1000 ppm), dos temperaturas (20 y 28 °C) y tres tipos de polímero (sin plástico, poliestireno y polietileno) en brotes de Brassica oleracea var. italica cultivados bajo condiciones controladas. Se evaluaron parámetros morfológicos, hormonales, enzimáticos y metabolómicos mediante técnicas cromatográficas y análisis multivariados, con el fin de identificar patrones de respuesta y compensaciones entre crecimiento y defensa. Los resultados mostraron que la temperatura fue el factor dominante, regulando las hormonas de crecimiento, la actividad antioxidante y el metabolismo secundario. A 20 °C se observó una mayor acumulación de glucosinolatos, especialmente glucorafanina e indol-3-ilmetilglucosinolato, indicando una activación de rutas defensivas de tipo basal. En contraste, a 28°C no se registró incremento de estos compuestos, pero sí un aumento significativo de antocianinas y derivados sinápicos, junto con una mayor actividad de catalasa y menor biomasa, lo que refleja una reorientación metabólica hacia mecanismos antioxidantes y un claro trade-off entre crecimiento y defensa. El CO₂ elevado actuó como modulador secundario, favoreciendo la biomasa radicular y la síntesis de auxinas, aunque atenuó la acumulación de glucosinolatos. En tanto, el tipo de polímero mostró efectos específicos. El poliestireno promovió una mayor producción de compuestos fenólicos, mientras que el polietileno redujo la expansión radicular y foliar, con respuestas más marcadas en escenarios cálidos. Los análisis multivariados confirmaron la existencia de dos ejes principales de respuesta fisiológica. El primero, que explicó un 46 % de la varianza total, contrapuso metabolitos defensivos (glucosinolatos, antocianinas y sinapatos) frente a hormonas de crecimiento y biomasa, reforzando la hipótesis del equilibrio crecimiento–defensa. El segundo eje, responsable del 23 % de la varianza, separó los compuestos indólicos de los alifáticos, indicando una reorganización del metabolismo secundario en función de la temperatura y la interacción con los MNPs. Las correlaciones entre parámetros revelaron asociaciones positivas significativas entre la actividad catalasa y el contenido de sinapatos (r = 0.78) y antocianinas (r = 0.74), así como una correlación negativa con la biomasa aérea (r = −0.69), lo que confirma el acoplamiento entre defensa antioxidante y producción de metabolitos fenólicos. Complementariamente, los modelos predictivos desarrollados mediante redes neuronales artificiales (ANN) permitieron estimar con alta precisión (R² > 0.9; RMSE < 0.05) las concentraciones de glucosinolatos y hormonas de crecimiento a partir de las condiciones ambientales y del tipo de polímero, demostrando la aplicabilidad del aprendizaje automático en la predicción de respuestas bioquímicas bajo escenarios multiestrés. Lo que observamos en este estudio fue que los micro/nanoplásticos actuaron como moduladores, capaces de amplificar o reconfigurar las respuestas fisiológicas inducidas por la temperatura y el CO₂, más que como agentes tóxicos directos. Estos resultados resaltan la importancia de adoptar enfoques multiestrés y de integrar herramientas de metabolómica y modelamiento predictivo para comprender cómo los contaminantes emergentes afectan la resiliencia y la calidad de los cultivos en un contexto de cambio climático. Desde una perspectiva aplicada, esta tesis aporta un marco experimental y conceptual para el estudio de contaminantes emergentes en agroecosistemas, incorporando herramientas de metabolómica avanzada y modelamiento predictivo como apoyo a la toma de decisiones en agricultura sostenible.