Silenciamiento génico en insectos plaga que afectan la industria agrícola usando ARN de interferencia / Gene silencing in pest insects that affect the agricultural industry using interference RNA

Resumen Los insectos plaga, son especies de organismos vivos que en forma constante se encuentran en poblaciones altas, ocasionando daños económicos en los cultivos. Generalmente, suele tratarse de especies puntuales, por lo general, sólo una o dos, que pueden causar gran afectación económica en el sector de la agricultura. En las últimas 3 décadas se ha venido desarrollando el concepto de un proceso biológico, detectado en eucariotas ampliamente, mediante el que se pueden silenciar genes, a partir de ARN de doble cadena (ARNdc). Esta maquinaria se ha investigado para conocer su funcionamiento y buscar potenciales aplicaciones que podrían tener en el campo de la biotecnología. En varios estudios se encontró que el silenciamiento de genes se debe a las interacciones enzimáticas intracelulares citoplasmáticas con moléculas de ARN pequeñas (ARNsi), que actúan sobre el ARN mensajero (ARNm) intracelular, impidiendo que este se traduzca a proteína. Mediante este mecanismo se busca silenciar genes específicos en insectos plaga, que sean esenciales para que el insecto pueda vivir y de esa manera evitar la proliferación de la plaga. Este artículo recopila los estudios realizados acerca del ARN de interferencia, referidos al mecanismo genético de los insectos, como alternativa para su control.

AbstractPest insects are species of living organisms that are constantly found in high populations,causing economic crops damage. Generally, it tends to be specific species, usually onlyone or two, which can cause great economic damage in the agricultural sector. In thelast 3 decades, the concept of a biological process has been developed, widely detected in eukaryotes, by which genes can be silenced, from double-stranded RNA (dsRNA). This machinery has been investigated to understand its operation and to look for potential applications that it could have in the field of biotechnology. In several studies it was found that gene silencing is due to cytoplasmic intracellular enzymatic interactions with small RNA molecules (siRNA), which act on intracellular messenger RNA (mRNA), preventing it from translating a protein. Through this mechanism, the aim is to silence specific genes in pest insects, which are essential for the insect to live and thus prevent the proliferation of the pest. This article compiles the studies carried out on RNA interference, referring to the genetic mechanism of insects, as an alternative for its control.

Alternativas de control biorracionales sobre Phytophthora infestans, fitopatógeno causante de la gota en papa / Biorational control alternatives on Phytophthora infestans, phytopathogen causing gout in potatoes

Resumen La gota de la papa o tizón tardío es una de las enfermedades más agresivas que atacan los cultivos de papa y en poco tiempo los destruye, ocasionando enormes pérdidas económicas, es producida por el fitopatógeno Phytophthora infestans, oomyceto que ha tomado gran importancia debido a sus efectos devastadores y las dificultades para lograr su erradicación. Los fungicidas de naturaleza química representan un problema debido al uso inadecuado, lo que hace muy difícil eliminar la enfermedad por la aparición de nuevas especies resistentes. Existen nuevas alternativas para su control, basadas en el uso de sustancias de naturaleza vegetal, y la aplicación de nuevas herramientas capaces de realizar edición de genes, reprogramar o eliminar secuencias de ADN/ARN, favoreciendo así, la obtención de cultivos libres de sustancias tóxicas. En esta revisión, se presentan los métodos existentes de biocontrol: como aceites esenciales, metabolitos microbianos, herramientas moleculares y el uso de sustancias biodegradables que favorecen el manejo y prevención de plagas, que ayudan a mitigar la problemática ambiental generada por el uso de fungicidas de naturaleza química.

Abstract The drop of the potato or late blight is one of the most aggressive diseases that attack the potato crops and in a short time destroys them, causing great economic losses, it is produced by the phytopathogen Phytophthora infestans, oomyceto that has taken great importance due to its devastating effects and difficulties in achieving its eradication. Fungicides of a chemical nature represent a problem due to the affected use, which makes it very difficult to eliminate the disease due to the appearance of new resistant species. There are new alternatives for its control, based on the use of substances of the plant nature, and the application of new specific tools to perform gene editing, reprogram or eliminate DNA / RNA sequences, thus favoring the obtaining of cultures free of toxic substances . In this review, specific biocontrol methods are presented, such as essential oils, microbial metabolites, molecular tools and the use of biodegradable substances that favor the management and prevention of pests, which help mitigate the environmental problems generated by the use of fungicides from chemical nature.

Microorganismos potencialmente fitopatógenos en aguas de riego proveniente de la cuenca media del rio Bogotá / Potentially phytopathogenic microorganisms irrigation water from the media Bogota river basin

Resumen Objetivo. Identificar microorganismos fitopatógenos presentes en las aguas utilizadas para riego en la cuenca media del rio Bogotá. Métodos. Las muestras fueron tomadas en doce fincas de la cuenca media y analizadas con la técnica de filtración por membrana. Las bacterias se identificaron por bioquímica y los hongos por claves dicotomas. Resultados. El agua de riego analizada contenía bacterias como: E.coli, P. vulgaris, A. urinae, E. cloacae, B.cereus, S. marcescens, B. brevis, y en cuanto a los hongos se encontraron: Aspergillus fumigatus, Aspergillus flavus., Mucor sp., Rhizopus sp., Penicillium sp. y Fusarium sp. La presencia de estos potenciales fitopatógenos en el agua indican un alto riesgo de contaminación y dispersión de éstos en los cultivos.

Abstract Objective. Identify phytopathogenic microorganisms present in the water used for irrigation in the middle basin of the river Bogota. Methods. Samples were taken at 12 farms of the middle basin and analyzed by the membrane filtration technique. The bacteria were identified by biochemical and fungi by dichotomies keys. Results. The irrigation water contained bacteria analyzed as E. coli, P. vulgaris, A. urinae, E. cloacae, B. cereus, S. marcescens, B. brevis, and as for the mushrooms found: A. fumigatus, A. flavus, Mucor sp., Rhizopus sp., Penicillium sp. and Fusarium sp. The presence of these potential pathogens in water indicate a high risk of contamination and dispersion thereof in crops.

Actividad antimicrobiana de cuatro variedades de plantas frente a patógenos de importancia clínica en Colombia / Antimicrobial activity of four varieties of plants against pathogens clinical significance in Colombia

Resumen Objetivo. Evaluar la actividad antimicrobiana de los extractos de las plantas Bauhinia sp., Sambucus nigra, Eichhornia crassipes y Taraxacum officinale frente a patógenos de importancia clínica. Método. La metodología incluyó la adquisición, secado, maceración, molienda, preparación de los extractos crudos etanólicos y concentración por rotaevaporación, análisis fitoquimico y se separaron las fracciones por cromatografía en capa fina. Las pruebas antimicrobianas se realizaron con diferentes concentraciones de los extractos según las indicaciones de Clinical and Laboratory Standars Institute. Los microorganismos utilizados fueron Enterococcus faecium resistente a vancomicina, Streptococcus pneumoniae, Klebsiella pneumoniae con presencia de KPC, Providencia rettgeri con presencia de ESBLs, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter cloacae, Escherichia coli, Staphylococcus aureus (3-lisina y Candida albicans. Resultados. Las cromatografías permitieron comprobar la presencia de flavonoides, terpenos, saponinas, fenoles, quinonas y alcaloides que han sido reportados con actividad antimicrobiana. En los ensayos de susceptibilidad antimicrobiana se encontró que los extractos presentaban diversos grados de inhibición frente a los microrganismos de estudio, siendo el más eficaz los tallos de T. officinale. Conclusión. Se puede concluir que los extractos vegetales podrían ser una alternativa de tratamiento para infecciones nosocomiales.

Objective. To evaluate the antimicrobial activity of extracts of plants Bauhinia sp., Sambucus nigra, Taraxacum officinale and Eichhornia crassipes against clinically important pathogens. Method. The methodology included the acquisition, drying, soaking, grinding, preparing ethanolic crude extracts and concentration by rotary evaporation; phytochemical analysis, visualization by thin layer chromatography. Antimicrobial tests were performed with different concentrations of extracts as indicated by the Clinical and Laboratory Standards Institute. The microorganisms used were Enterococcus faecium vancomycin-resistant, Streptococcus pneumoniae, Klebsiella pneumoniae with KPC, Providencia rettgeri presence of ESBLs, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter cloacae, Escherichia coli, Staphylococcus aureus (3-lysine and Candida albicans. Results. Chromatographies allowed checking the presence of flavonoids, terpenes, saponins, phenols, quinones and alkaloids have been reported having antimicrobial activity. In antimicrobial susceptibility tests it found that extracts showed varying degrees of inhibition against microorganisms study, the most effective stems T. officinale. Conclusion. It can be concluded that plant extracts may be alternative in the treatment of nosocomial infections.

Evaluación de un sistema de medio fijo como soporte para una película microbiana capaz de reducir Cr (VI) de lodos residuales de curtiembres / Evaluation of a system of fixed media support for a film capable of reducing microbial Cr (VI) of tannerysewage sludge

El objetivo de esta investigación fue implementar un método microbiológico que permita reducir las concentraciones de cromo (VI) de lodos residuales provenientes de curtiembres mediante la combinación de procesos de ingeniería ambiental y microbiología. Se empleó un sistema de medio fijo que contenía un soporte de plástico al cual se adhiere la lama de microorganismos que realiza el proceso de purificación bajo condiciones físicas controladas, esto es demostrado in vivo con mediciones de cromo VI por absorción atómica del efluente tratado e in vitro mediante aislamiento e identificación de los microorganismos en medios de cultivo selectivos con K2CrO4. Los resultados demuestran una reducción de Cr (VI) del 58% por parte de los microorganismos: Bacillus cereus, Acinetobacter iwoffi, Lactobacillus agilis, Penicillium sp. y Cladosporium sp. capaces de tolerar concentraciones de 300 ppm de Cr (VI).

The goal of this research was to implement a microbiological method to reduce the concentrations of chromium (VI) of sewage sludge from tanneries through the combination of processes of environmental engineering and microbiology. A system of fixed medium was used, it contained a plastic support to which the lama of microorganisms adheres, performing the purification process under controlled physical conditions, this is demonstrated in vivo with measurements of chromium VI by atomic absorption of treated effluent and in vitro by isolation and identification of microorganisms in selective culture media with K2CrO4. The results show a 58% Cr (VI) reduction of the microorganisms: Bacillus cereus, Acinetobacter iwoffi, Lactobacillus agilis, Penicillium sp. and Cladosporium sp. Which are able to tolerate Cr (VI) concentrations of 300 ppm.

Capacidad de bacterias halófilas para capturar sodio in vitro y su posible aplicación en bioremediación en suelos salinos-sódicos / Ability of halophile bacteria to capture in Vitro sodium and its possible application in bioremediation of saline-sodic soil

Las prácticas agrícolas inadecuadas han sido la causa del aumento de los suelos salinos–sódicos en todo el planeta. Su recuperación se ha hecho principalmente cambiando el sodio por otro catión, generalmente calcio, remediando en forma mecánica y usando plantas halotolerantes. Aunque estas prácticas controlan en alguna medida el problema, no se ha podido hacer una recuperación efectiva en estos suelos. Este trabajo presenta como alternativa, el uso de bioremediación con bacterias halófilas. El objetivo de la investigación fue evaluar la capacidad de cinco especies de bacterias halófilas para capturar iones sodio in vitro y diseñar una propuesta para su posible aplicación en bioremediación de suelos sódicos y salinos. La captura del sodio se demostró comparando la concentración inicial de la solución de sodio sin inocular y la concentración de la misma con la bacteria inoculada a través de la técnica de espectroscopia de absorción atómica. Las bacterias que demostraron la capacidad de captura de sodio in vitro fueron: Vibrio alginolyticus, Vibrio metschnikovii, Flavimonas oryzihabitans y Agrobacterium tumefasciens. Serratia marcescens no demostró captura. La comprobación de la captura de sodio permitió hacer dos propuestas: diseñar un bioreactor con un consorcio microbiano que incluya las bacterias que capturaron sodio en el experimento y bacterias autóctonas presentes en los suelos salinos y sódicos; utilizar ingeniería genética para implantar el gen de bomba de sodio de la especie con mejor captura, en especies nativas existentes en este tipo de suelos.

Evaluación de la congelación para conservación de especies autóctonas bacterianas / Evaluation of the freezing for conservation of autochthonous bacterial species

Los microorganismos bacterianos constituyen una buena parte de la biodiversidad de nuestro planeta y laimportancia de su conocimiento y preservación se ha incrementado a medida que se descubren sus múltiplesutilidades en diferentes campos. La conservación se puede hacer por diferentes métodos y uno de los que brinda mejores resultados es la congelación; por ello se realizó este proyecto cuyo objetivo fue evaluar los efectos de la congelación en 18 especies bacterianas autóctonas de la colección de cultivos del Programa de Bacteriología de la Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca, Bogotá- Colombia. Los microorganismos incluidos en el estudio, se seleccionaron teniendo en cuenta la variabilidad de actividad metabólica entre especies y su importancia clínica, industrial, biotecnológica o ambiental. Los resultados obtenidos fueron similares en las especies analizadas y aunque en algunas se observó dificultad para recuperar su viabilidad y actividad metabólica en la primera siembra, después de esta presentaron una mejor respuesta; lo que permitió concluir que la estabilidad fenotípica y genotípica de los microorganismos estudiados, no parece depender del medio de cultivo ni del conservante utilizado, sino de los procedimientos de congelación y descongelación con los cuales se realiza el experimento. La recomendación del grupo investigador es establecer estandarizaciones y protocolos propios que garanticen la viabilidad y estabilidad bioquímica de los microorganismos que se conserven por este método.

Congelación bacteriana: Factores que intervienen en el proceso / Bacterial freezing: Factors that intervene in the process

El objetivo que se plantea hoy en día frente a la microbiología es el de conocer y aprovechar todo el potencial metabólico de los microorganismos y transformarlos en biomasa que beneficie otras especies en la naturaleza. Los microorganismos, por mucho tiempo, han sido vistos por el hombre como un enemigo y ello generó una guerra que debe concluir. Los nuevos conocimientos y tecnologías han dado una nueva perspectiva al mundo microbiano y se hace necesario establecer una alianza o colaboración estratégica que permita remediar en conjunto situaciones que han sido causadas por la vivencia no recapacitada e irresponsable por parte de los seres humanos durante muchos siglos. En este sentido, el propósito de la ciencia microbiológica debe ser el de preservar las especies bacterianas en condiciones que permanezcan genéticamente estables, aunque por situaciones de adaptabilidad manifiesten cambios fenotípicos transitorios.