La estancia internacional propuesta en Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology (EAWAG), específicamente dentro del Grupo de Investigación en Hidrogeología, tiene como objetivo fomentar la transferencia de conocimientos técnicos y fortalecer las capacidades en el uso de herramientas basadas en datos aplicadas a la hidrogeología. Esta colaboración facilitará la transferencia de conocimientos en técnicas de vanguardia basadas en datos y reforzará los marcos metodológicos para mejorar la toma de decisiones en la gestión sostenible de las aguas subterráneas bajo el cambio de condiciones climáticas. La investigación se centrará en la evaluación cuantitativa de la dinámica de las aguas subterráneas en el contexto del cambio global, con especial énfasis en la evaluación de los impactos del cambio climático mediante el pronóstico robusto de los niveles freáticos. Al integrar el modelo basado en datos con una comprensión física informada, este trabajo se alinea estrechamente con las investigaciones en curso de la EAWAG y potencia significativamente el proyecto de doctorado realizado en el IDAEA-CSIC. El área de estudio para esta investigación es Peñarroya, una subcuenca dentro de la cuenca del Alto Guadiana (España), la cual cuenta con información geoespacial, hidrogeológica y climática consolidada durante los últimos 20 años. Sobre esta base, el plan de trabajo en EAWAG consistirá en desarrollar modelos predictivos de niveles de agua subterránea integrando algoritmos de aprendizaje automático, con escenarios RCP para proyectar tendencias futuras a largo plazo. Para abordar estos objetivos, se propone una estancia de investigación de 3 meses (90 días), durante la cual se realizarán las siguientes tareas: Mes 1 ¿ Integración y preprocesamiento de datos: Esta fase consistirá en la armonización de conjuntos de datos de múltiples fuentes, incluyendo series temporales piezométricas, variables meteorológicas y proyecciones climáticas. Se prestará especial atención al control de calidad de los datos y al establecimiento de un flujo de trabajo computacional reproducible. Mes 2 ¿ Desarrollo y validación de modelos: La segunda fase se centrará en el diseño, entrenamiento y validación de modelos predictivos. El rendimiento de los modelos se evaluará mediante métricas estadísticas rigurosas para garantizar la robustez, generalización e interpretabilidad de los resultados. Mes 3 ¿ Simulación de escenarios y síntesis: La fase final consistirá en aplicar los modelos validados a escenarios RCP de largo plazo para evaluar las tendencias futuras de las aguas subterráneas. Los resultados se sintetizarán en información útil para la toma de decisiones y se prepararán para su difusión a través de una publicación científica conjunta (peer-reviewed). Se espera que los resultados derivados de esta estancia de investigación contribuyan significativamente al avance del conocimiento en la gestión del agua bajo escenarios de cambio global. Asimismo, se prevé que esta colaboración establezca una red de cooperación científica entre el IDAEA-CSIC y EAWAG, generando soluciones innovadoras a los desafíos actuales de la seguridad hídrica.

Antecedentes: La agricultura es la principal fuente antropogénica óxido nitroso (N2O), un potente gas de efecto invernadero (GEI) con un alto potencial de calentamiento global. Las emisiones de N2O se deben principalmente al uso excesivo de fertilizantes nitrogenados sintéticos en las prácticas agrícolas modernas, que se transforman en N2O sobre todo a través de procesos microbianos de desnitrificación y nitrificación del suelo. La soja es un cultivo proteico emergente en Europa y España que presenta un gran potencial para mitigar las emisiones de N2O, al reducir la dependencia de la fertilización química gracias a su capacidad llevar a cabo la fijación biológica de N2 en asociación simbiótica con bacterias del suelo conocidas como rizobios. Sin embargo, las leguminosas también contribuyen directamente a las emisiones de N2O a través de la capacidad de desnitrificar de algunos rizobios en condiciones de vida libre o simbióticas. Resultados previos obtenidos en el Grupo de la Dra. Delgado (EEZ-CSIC) sugieren que, además de la desnitrificación del microsimbionte, proteínas codificadas por la planta pueden representar fuentes adicionales de N2O dentro de los nódulos (Alba Hidalgo-García et al., 2023, doi:10.108017429145.2023.2251511). Hipótesis: La nitrato reductasa (NR) de las células vegetales reduce el nitrato a nitrito en el citosol, pero también posee una actividad secundaria (Ni-NOR), que reduce el nitrito a óxido nítrico (NO). A su vez, el NO podría reducirse a N2O mediante la forma reducida de la citocromo c oxidasa mitocondrial (CcO). Sin embargo, la participación de la NR y la CcO como nuevas fuentes vegetales de N2O en los nódulos de soja se desconoce. Justificación: Para investigar la participación de NR y CcO en las emisiones de N2O por las raíces de soja, el objetivo principal de esta iMOVE es la generación de raíces transgénicas mediante ARN de interferencia (ARNi) para el silenciamiento de los genes GmNR y GmCcO de soja (Glycine max). El Dr. Boscari (Institut Sophia Agrobiotech-INRAe, Université Côte dAzur, CNRS, Francia) cuenta con una amplia experiencia en la transformación de raíces para silenciar los genes NR de Medicago truncatula basándose en la tecnología de ARNi (Berger et al., 2020. doi: 10.3389fpls.2020.01313). Por lo tanto, la estancia de la estudiante de doctorado Sara Pérez-González en el laboratorio del Dr. Boscari garantizará el éxito del proyecto propuesto. Plan de trabajo: En primer lugar, se obtendrán las secuencias de los genes NR y CcO de la soja a partir de diferentes bases de datos genómicas: NCBI (www.blast.ncbi.nlm.nih.gov), SoyBase (https:www.soybase.org) y Phytozome (www.phytozome.jgi.doe.gov) entre otras. Posteriormente, se diseñarán las construcciones de ARNi, utilizando protocolos y vectores ya establecidos en el laboratorio del Dr. Boscari. Las construcciones se transferirán a Agrobacterium rhizogenes K599 y se inocularán plántulas de soja para generar raíces transformadas siguiendo los protocolos disponibles en el laboratorio del Dr. Boscari. Una vez obtenidas y seleccionadas las raíces transformadas, se inocularán con Bradyrhizobium diazoefficiens USDA110. Para verificar la regulación negativa, se analizará la expresión de los genes codificantes de la NR y CcO en raíces y nódulos mediante qRT-PCR. Los protocolos y plásmidos utilizados se transferirán al Grupo de la Dra. Delgado (EEZ-CSIC). Esta tecnología, así como los conocimientos adquiridos durante la iMOVE, serán utilizados por Sara Pérez-González para obtener raíces transgénicas frescas. Tras el crecimiento de las plantas, se analizará la emisión de N2O por las raíces transgénicas no noduladas o noduladas mediante cromatografía de gases, siguiendo la metodología disponible en el Grupo de la Dra. Delgado. Además, las raíces y los nódulos se almacenarán a -80 ºC para los análisis de actividad NR y CcO, cuyos protocolos también están disponibles en la EEZ-CSIC.

La movilización llevada a cabo por el CSIC en la emergencia de la DANA de Valencia, ha demostrado la importancia de la ciencia en el asesoramiento científico y tecnológico a las autoridades e intervinientes en catástrofes naturales. El asesoramiento del CSIC no solo se ha limitado a la elaboración de protocoles e informes técnicos para las autoridades competentes sino también ha habido aportación de conocimiento de científico, desarrollo y aplicación de soluciones innovadoras que han contribuido a una mejor gestión de la emergencia con un claro impacto directo en la recuperación y en la sociedad.

EL PROYECTO EFHERA SE CENTRA EN MEJORAR LA PLANIFICACION Y GESTION DE LA RECUPERACION DE ZONAS AGROFORESTALES AFECTADAS POR GRANDES INCENDIOS FORESTALES EN EL SUROESTE DE EUROPA, CADA VEZ MAS FRECUENTES POR EL CAMBIO CLIMATICO. TRAS UN INCENDIO, LAS AREAS SUFREN PROCESOS ACELERADOS DE DEGRADACION, POR LO QUE LA RESPUESTA TEMPRANA Y ADECUADA EN LOS PRIMEROS MESES ES CRUCIAL. EFHERA PROPONE UNA PLANIFICACION EXHAUSTIVA QUE PERMITA PRIORIZAR ZONAS Y MEDIDAS DE INTERVENCION, SUPERANDO LA SIMULTANEIDAD DE GRANDES INCENDIOS. EL PROYECTO FOMENTA LA COLABORACION ENTRE GESTORES FORESTALES Y LA COMUNIDAD CIENTIFICA, INCORPORANDO AVANCES EN PROCESOS HIDROLOGICOS, GEOQUIMICOS Y SIMULACIONES HIDRO-MORFODINAMICAS. COMO RESULTADO, PONDRA A DISPOSICION UN MODELO HIDRO-MORFO-ECOLOGICO DIGITAL QUE FACILITE LA EVALUACION DE RIESGOS, EL DISEÑO DE ACCIONES Y EL SEGUIMIENTO A MEDIO Y LARGO PLAZO, CON EL FIN DE OPTIMIZAR LA RECUPERACION Y FRENAR LA DEGRADACION AMBIENTAL Y FORESTAL.