Memoria para optar al título profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / El roble (Nothofagus obliqua (Mirb.) Oerst.) es una de las especies arbóreas más abundantes en los bosques del centro-sur de Chile, y posee un gran potencial de producción forestal, sin embargo, su distribución se ha visto seriamente amenazada debido a la habilitación de tierras agrícolas y plantaciones forestales exóticas. El crecimiento de esta especie se evalúa usualmente mediante modelos dasométricos basados en información in-situ, sin embargo, el uso de la teledetección se muestra como una valiosa alternativa a la hora de representar procesos biofísicos vinculados al crecimiento de la vegetación. El propósito de esta investigación es analizar la información del crecimiento volumétrico de rodales de Nothofagus obliqua con información derivada de sensores remotos como predictores de las condiciones ambientales en la precordillera de los Andes de la Región del Maule. Se definieron 100 parcelas de al menos 200 m2 distribuidos en diferentes índices de ocupación donde se tomaron datos dasométricos y dendrocronológicos para el cálculo del crecimiento. Se evaluaron 17 predictores topográficos derivados de datos LiDAR y tres predictores espectrales, GNDVI, NVDI y fracción evaporativa derivadas de seis imágenes del sensor ASTER que abarcaban un periodo de 10 años. De estos se derivaron además estadígrafos básicos además de matrices de ocurrencia y co-ocurrencia generando un total de 74 predictores espacio-temporales. Un modelo de regresión que representa el diagrama de densidad de manejo fue generado con los datos de crecimiento anual periódico y de densidad relativa (R2= 0,91). Los residuos de este modelo fueron utilizados como variable dependiente en la predicción ya que representan la incerteza de este modelo presumiblemente asociada a la condición de sitio. A la variable dependiente se le aplicaron técnicas de minería de datos para determinar aquellos predictores que presentaban una correlación significativa. Se determinaron 8 predictores, siendo el máximo de GNDVI y amplitud de fracción evaporativa, en conjunto, los que explicaban de mejor manera el comportamiento de los residuos. El primer predictor se asocia a los procesos de absorción de radiación fotosintéticamente activa mientras que el segundo explica las condiciones de estrés hídrico del sitio, dos factores relacionados directamente con el crecimiento de los árboles. Estas relaciones fueron analizadas bajo distintos rangos de densidad relativa. Sobre 60%, la amplitud de fracción evaporativa muestra un coeficiente de correlación de Pearson (R) de 0,39. Para el predictor máximo de GNDVI la correlación fue de 0,55 y 0,44 para densidades inferiores al 40% y superiores al 80% respectivamente. En otros rangos de densidades relativas, para ambos predictores, no se obtuvieron correlaciones significativas. Los predictores espacio-temporales fueron las que mostraron mayor correlación con los datos de crecimiento mientras que la los predictores estructurales y morfométricos derivados de la información LiDAR fue descartada.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónom o Mención Enología y Vitivinicultura

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero de la Madera

La presente investigación se ha dividido en tres temas, el primero de ellos ha estudiado los efectos de diferentes condiciones de almacenamiento sobre las características de vinagres comerciales. El segundo, ha estudiado el envejecimiento de vinagres con virutas de roble. Finalmente, se ha estudiado la reducción de plomo en vinagres a nivel trazas mediante el uso de una resina de intercambio catiónico. En el estudio de conservación, se han empleado vinagres de manzana y de vino chardonnay, cabernet sauvignon y moscatel. Las condiciones de almacenamiento elegidas tratan de simular cinco situaciones habituales del producto. Durante un año se han determinado diversos parámetros físico-químicos y sólo al inicio y al final del estudio se ha cuantificado el contenido de compuestos fenólicos y furánicos. Los resultados han mostrado que la temperatura afecta el aspecto visual de los vinagres de moscatel y manzana, con mayor contenido de compuestos con tendencia al pardeamiento. Los polifenoles totales se mantienen estables, excepto para los vinagres conservados a la mayor temperatura, que muestran en general un aumento con el tiempo, lo que es debido principalmente al incremento de los compuesto furánicos. Para el estudio de envejecimiento de vinagres se utilizaron virutas de roble americano y roble francés, dos tipos de vinagres sintéticos, dulce (con adición de azúcares en forma de mosto concentrado rectificado) y seco (sin adición de azúcares) y dos tipos de vinagres de vino a partir de cava (sin adición de azúcares) y de vino blanco (con adición de azúcares). El tiempo de envejecimiento para vinagres sintéticos y de vino ha sido de 448 y 192 días, respectivamente. Se ha estudiado la variación con el tiempo de los polifenoles totales, el perfil polifenólico y el color. La evolución de las características cromáticas en vinagres sintéticos y de vino es similar y la presencia de azúcares no afecta estos parámetros. La extracción de polifenoles totales en vinagres sintéticos es mayor con virutas de roble francés y no parece estar influenciada por la presencia de azúcares. En vinagres de cava se logra una extracción similar a su homólogo sintético en cambio para vinagre de vino blanco, esta extracción representa el 40 % de su homólogo. Se han identificado nueve compuestos fenólicos provenientes de la madera en todos los vinagres. La máxima extracción de polifenoles ha sido al cabo de un mes en todos los casos, luego la extracción sólo sigue siendo significativa para un par de compuestos fenólicos en ambos vinagres de vino. Para la eliminación de plomo en vinagres se ha determinado la cinética de adsorción en un sistema batch con agitación continua, manteniendo una concentración constante de resina Lewatit TP 207 para dos concentraciones de ácido acético y dos concentraciones iniciales de plomo. Luego se ha determinado la isoterma de adsorción del plomo en un vinagre sintético. Además, se ha comprobado la capacidad de adsorción para cuatro tipos de vinagres comerciales. Los resultados de la cinética de adsorción indican que 24 horas es un tiempo de contacto suficiente para alcanzar el equilibrio, y que el grado acético no influye sobre la adsorción de plomo. La isoterma de adsorción se ha ajustado correctamente a la ecuación de Freundlich. La reducción de plomo en los vinagres sintéticos ha sido mayor que la alcanzada en vinagres comerciales.También se ha estudiado la aplicación de esta resina en sistema continuo, utilizando una columna de relleno empacada con resina y dos tiempos de residencia. La aplicación del proceso continuo, permite alcanzar importantes disminuciones de plomo presente en vinagres sintéticos y de vino blanco, y menores reducciones, pero también significativas en otros tipos de vinagres comerciales, manteniendo sus propiedades físico-químicas. / This thesis has been divided into three main subjects. The first focuses on how different storage conditions over a year affect the physical and chemical properties of commercial vinegars. The second deals with the aging of model vinegar solutions and wine vinegars by oak chips, with the purpose of understanding the evolution of color and the extraction of polyphenols from wood. The third studies lead reduction at trace levels in model vinegar solutions and commercial wine vinegars using a batch and continuous cation exchange resin. Three wine vinegars Chardonnay, Cabernet Sauvignon and Muscat and one apple vinegar were chosen to study the effect of different storage conditions. For one year various physical and chemical parameters were studied and only at the beginning and the end of this period were the phenolic and furanic compounds quantified. The Muscat wine and apple vinegars showed significant browning when temperature was increased. The total polyphenol content remained stable, except in those vinegars stored at high temperature, largely because of the increase in furanic compounds. American and French oak chips were used to study the aging of two model vinegar solutions (with and without added sugar), one sparkling-wine vinegar (without sugar addition) and one white-wine vinegar (with added sugar). The model vinegar solutions were aged for 448 days and the wine vinegars for 192 days. The total polyphenol content, phenolic profile and color were studied by CIELab coordinates. The evolution of the chromatic characteristics in model solutions and wine vinegars were not affected by the sugar concentration and all the vinegars showed similar behavior over time. The total polyphenol extraction in model vinegar solutions was higher when French oak chips were used and were not affected by the sugar concentration either. The total phenol extraction of the sparkling-wine vinegar was similar to that of the model vinegar with no added sugar. However, the total polyphenol extraction in white-wine vinegar was 40 % of that obtained in a model vinegar solution with added sugar. Nine phenolic compounds from wood were identified. The extraction of phenolic compounds was maximum during the first month, after which the extraction was only significant for a couple of compounds in both of wine vinegars. To study lead reduction in vinegar the adsorption kinetics was determined in a batch system with continuous stirring and a constant amount of resin (Lewatit TP 207). Two concentrations of acetic acid and two initial concentrations of lead were used in this case. The adsorption capacity of the resin was also evaluated using four commercial vinegars: balsamic vinegar, sherry vinegar, barrel-aged wine vinegar and apple-cider vinegar. The kinetic results of the lead adsorption from model vinegars showed that the adsorption equilibrium was reached within 24 hours that the acetic degree did not affect the capacity of the resin to adsorb lead, and that the adsorption isotherm was fitted correctly by the Freundlich equation. The lead reduction in model vinegar solutions was higher than in commercial vinegars, in which the reduction was highest in apple-cider vinegar. The application of this resin in a continuous system using a packed column at two retention times was also studied. The lead reduction is higher in the model vinegar solutions than in the commercial vinegars. We believe that this greater adsorption may be related to the complexity of the matrix. The physical and chemical parameters were not affected by the resin treatment.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Forestal / En Chile existen aproximadamente 1,4 millones de hectáreas de renovales de Roble (Nothofagus obliqua), Raulí (N. alpina) y Coigüe (N. dombeyi) o combinaciones de estas especies. La mayoría de estos renovales se encuentran con algún grado de degradación o con cierto nivel de intervención, producto de la actividad agrícola, ganadera y leñera. Esta es una de las razones para establecer criterios de manejo sustentable. El presente estudio tiene como objetivo general “Determinar la tasa de crecimiento de los últimos 10 años, en diferentes renovales dominados por Nothofagus obliqua, orientados a uso productivo en la Comuna de Curacautín, Región de la Araucanía”. El estudio consistió en identificar nueve rodales correspondientes al Tipo Forestal Roble-Raulí-Coigüe, Subtipo renoval y bosque secundario puro, con potencial productivo en la Comuna de Curacautín. En cada uno de los rodales se instalaron tres parcelas de muestreo para su caracterización, cada una de 1.000 m2. En cada parcela se extrajeron tarugos a la altura del DAP (diámetro a la altura del pecho) con el fin de estimar las tasas de crecimiento en DAP, área basal y volumen de cada rodal, entre los años 2001 y 2010. Para comparar y analizar los resultados se aplicó una prueba t de Student de muestras pareadas, con el objetivo de determinar para cada rodal si existen diferencias significativas en las tasas de crecimiento entre los años.

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Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Forestal / El presente estudio busca establecer sitios para la conservación y preservación, a través de una caracterización florística y un Proceso de Análisis Jerárquico (AHP). El estudio se desarrolla en el Santuario de la Naturaleza Cerro El Roble ubicado en la comuna de Til Til (Provincia de Chacabuco, Región Metropolitana), declarado como tal en el D.E. 229/2000 y actualmente parte del Sitio Prioritario N°2 “El Roble”. El área de estudio presenta una riqueza florística de 160 especies, agrupadas en 101 familias y 55 géneros. Sus tipos biológicos principales corresponden a arbustos y hierbas perennes. En relación al origen fitogeográfico el 85,6% de su flora es nativa (un 43,1% de la cual es endémica de Chile). Presenta 19 especies en categoría de conservación, de las cuales ocho pertenecen a los actuales listados incluidos en la evaluación de clasificación ambiental (Adesmia resinosa, Adiantum chilense var. chilense, Blechnum hastatum, Haplopappus taeda, Jubaea chilensis, Laretia acaulis, Pyrrhocactus curvispinus y Trichocereus chiloensis).

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Forestal

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Forestal / Se estudió el estado actual, el crecimiento y el rendimiento de ensayos de plantación establecidos hace tres décadas en Frutillar, Provincia de Llanquihue, X Región de Los Lagos, Chile. Los estudios se realizaron sobre dos ensayos de plantación de roble (Nothofagus obliqua), uno de 31 años y el otro de 38 años, y sobre un ensayo de plantación de raulí (Nothofagus alpina) de 39 años. Los ensayos habían sido intervenidos anteriormente en forma irregular; la última intervención importante se habría realizado unos 15 años antes de este estudio.

En aquest treball es caracteriza per primera vegada la capacitat de coordinació metàl·lica d'una metal·lotineïna (MT) de planta i es proposa un model de plegament per a les MTs de planta en general. Els resultat mostren que aquestes proteïnes poden tenir un paper molt important en la regulació de l'estat redox de les cèl·lules, probablement a través de la coordinació a Cu.Les MTs de planta són proteïnes molt desconegudes. Es postula que participen en l'homeòstasi del Cu i en la protecció contra l'estrès oxidatiu, però es desconeix la capacitat de coordinació metàl·lica i el plegament. En aquest treball s'han estudiat una metal·lotioneïna d'alzina surera, QsMT, aïllada d'una llibreria de cDNA de fel·lema. Els objectius concrets han estat: (1) estudiar l'expressió de QsMT i la resposta a l'estrès oxidatiu; (2) determinar la capacitat de coordinació metàl·lica i la funcionalitat in vivo; (3) fer una aproximació al plegament de les MTs de planta. L'expressió del gen s'ha estudiat mitjançant hibridació in situ en plàntules i en embrions d'alzina surera. QsMT s'expressa majoritàriament en cèl·lules amb fort estrès oxidatiu, associat a la síntesi de polifenols (suberització i lignificació) i a la senescència. També s'expressa en cèl·lules meristemàtiques, cèl·lules en divisió molt activa on la funció de les MTs podria estar relacionada amb el manteniment de l'estat redox. L'aplicació d'estrès oxidatiu exogen (H2O2 i paraquat) incrementa fortament l'expressió de QsMT en teixits amb expressió constitutiva, confirmant la regulació de l'expressió del gen per estrès oxidatiu.Per l'estudi de les propietats de coordinació metàl·lica es va expressar QsMT en cèl·lules d'E. coli en medi de cultiu suplementat amb Cu, Zn o Cd. Es van aïllar els agregats metàl·lics corresponents i es van analitzar mitjançant tècniques espectroscòpiques i espectromètriques (ICP-OES, ESI-MS i CD). Els resultats mostren que QsMT coordina de forma estable Cu (8 ions metàl·lics/molècula), Zn (4 ions de Zn/molècula) i Cd (6 ions de Cd/molècula), i adopta una estructura especialment quiral en coordinació a Cu. L'elevada capacitat quelant de la proteïna i la quiralitat de l'estructura indiquen que QsMT possiblement té preferència metàl·lica pel Cu i per tant una funció relacionada amb aquest metall in vivo. Estudis de complementació en llevat demostren que QsMT coordina Cu de forma funcional in vivo. En coordinació a Cd QsMT presenta una peculiaritat no observada fins ara en altres MTs: la participació d'ions sulfur en la formació de l'agregat metàl·lic incrementant la capacitat de coordinació metàl·lica (6 ions metàl·lics divalents de Cd enlloc de 4 ions de Zn). A més QsMT coordina Cd de forma funcional en llevat, i per tant la seva funció també podria estar relacionada amb la destoxicació de Cd en la planta.QsMT s'ha utilitzat com a model per fer una aproximació al plegament de les MTs de planta. Amb aquest objectiu vam dissenyar tres pèptids mutants derivats de QsMT: N25 corresponent a la zona rica en cisteïna en posició amino-terminal, C18 corresponent a la zona rica en cisteïna en posició carboxil-terminal, i N25-C18 corresponent a les dues zones riques en cisteïna enllaçades per 4 glicines substituint la zona central de 39 aminoàcids. Es van expressar i estudiar aquests pèptids per les mateixes tècniques utilitzades en l'estudi de QsMT. Els resultats indiquen que QsMT es plega formant un sol agregat metàl·lic per la interacció de les dues zones riques en cisteïna. En aquest model la zona central d'enllaç, típica de les MTs de planta, no participa en la coordinació metàl·lica però és imprescindible per a la funció de la proteïna. El paper de la zona central podria variar en funció del metall que coordina, participant en el plegament i estructura de la proteïna quan coordina Zn i Cd i en la seva regulació i estabilització quan coordina Cu. / In this work we characterize for the first time the metal coordination capacity of a plant metallothionein (MT), and propose a model for the protein folding of plant MTs in general. Results show that these proteins can play a very important role in the regulation of the cellular redox, probably through its copper-coordination ability.Plant MTs are largely unknown proteins. It is postulated that they play a role in copper homeostasis and protection against oxidative stress, but precise function of these proteins, as well as its metal coordination capacity remain unknown.In this work we have studied a cork oak metallothionein, QsMT, isolated from phellem cDNA library. Our main objectives were: (1) to study the QsMT gene expression and its response to oxidative stress; (2) to determine the protein metal coordination properties and the functionality in vivo; (3) to estimate a type of folding for plant MTs.The sudy of the gene expression has been carried out by in situ hybridization in cork oak plants and embryos. QsMT is mainly expressed in cells with high oxidative stress associated to both polyphenol synthesis (suberization and lignification) and senescence. QsMT is also expressed in meristematic cells, where its function could be related to the redox regulation. The oxidative treatment (H202 and paraquat) highly increases gene expression in tissues with constitutive expression, confirming its regulation by oxidative stress.To characterize the protein metal coordination properties we expressed QsMT in E. coli cells in culture medium supplemented with Cu, Zn or Cd. We isolated the corresponding metal aggregates and analyzed them using spectroscopic and spectrometric techniques (ICP-OES, ESI-MS, CD). Results show that QsMT effectively binds Cu (8 ions/molecule), Zn (4 ions/molecule) and Cd (6 ions/molecule), and presents highest chirality when folds with copper. The high binding capacity and chirality of the protein in the presence of copper suggest that QsMT may play a function related to this metal in vivo. Functional complementation studies confirm that QsMT functionally binds copper in vivo. When coordinating Cd QsMT presents a peculiarity not seen in other MTs: the participation of sulfur ions in the formation of the metal aggregate, this increasing the coordination capacity (6 Cd/molecule in contrast to 4 Zn/molecule). Moreover, QsMT functionaly binds Cd in yeast, suggesting that the protein function could also be realted to a Cd detoxification role in plant.We have also used QsMT as a model for the study of the folding of plant MTs. With this aim we designed three mutant peptides derived from QsMT: N25 corresponding to the amino Cys-rich domain; C18 corresponding to the carboxy Cys-rich domain; and N25-C18 corresponding to the two Cys-rich domains linked by 4 glycines in substitution to the central 39 amino acid region. Peptides were expressed and studied using same techniques used for the study of QsMT. Results point to a protein folding in one metal cluster formed by the interaction of the two Cys-rich domains. In this model the central region, typical from plant MTs, does not participate in metal coordination but is indispensable for the protein function. The role of the central region could depend on the metal it coordinates, playing a role in the protein folding and structure when it binds Zn or Cd and a role in protein regulation and stability when it binds Cu.