IDENTIFICACIÓN DE MICROORGANISMOS ASOCIADOS A RESIDUOS DE HIGUERILLA (Ricinus communis)

El objetivo de este artículo fue aislar e identificar los microorganismos presentes en los residuos de fruto y  torta de higuerilla (Ricinus communis). Se utilizaron medios de cultivo selectivos para la caracterización morfológica y bioquímica y para la identificación molecular se usó la técnica de PCR con oligonucleótidos universales RM y RB del gen 16S para bacterias y secuencias intergénicas ITS1 e ITS4 para hongos y levaduras. Las secuencias fueron analizadas identificándose nueve especies de hongos, siendo Penicillium brevicompactum predominante; 12 especies de bacterias, donde el género más recurrente fue Bacillus sp. y dos especies de levaduras, Rhodosporidium paludigenum y Pichia burtonni. La identificación de la microbiota nativa presente en los residuos de higuerilla es muy promisoria, aportando un amplio conocimiento sobre la versatilidad metabólica de cada una de las cepas aisladas. El mayor número de aislamientos se obtuvieron de la torta probablemente debido al alto contenido de nutrientes presentes en este residuo.The aim of this article is to isolate and to identify microorganisms present in the fruit and cake waste of castor (Ricinus communis). Selective culture media for morphological and biochemical characterization were used. For molecular identification, PCR technique was performed with universal primers RM and RB from the bacterial 16S gene and the ITS5 and ITS4 intergenic sequences from molds and yeasts. Sequences were analyzed identifying 9 fungal species being predominant Penicillium brevicompactum; 12 species of bacteria, where genus Bacillus sp. was the most recurrent; and two species of yeast Pichia burtonni and Rhodosporidium paludigenum. The identification of this native microbiota in the waste of castor is very promising, providing a broad knowledge of the metabolic versatility of each of the isolates. The majority of isolates were obtained from the cake by the high content of nutrients in the waste

Diazotrophic bacteria with activity promoting vegetable growth in Daucus carota L.

1 recurso en línea (páginas 19-27).Este trabajo se propuso aislar bacterias diazotróficas con actividad promotora del crecimiento vegetal, asociadas al cultivo de zanahoria. Se realizaron 3 muestreos, a los 30, 60 y 115 días, en una granja ubicada en una zona rural del municipio de Manizales (Caldas). El aislamiento de las bacterias diazotróficas se efectuó en medios de cultivo semisólidos libres de nitrógeno. A los aislamientos obtenidos se les realizó descripción macro y microscópica, identificación bioquímica y molecular. Se evaluaron características como determinación de compuestos indólicos, actividad nitrogenasa y solubilización de fosfatos. Como cepa patrón se empleó Gluconacetobacter diazotrophicus ATCC 49037. Se recuperaron 20 aislamientos asociados a la rizosfera y 12 al rizoplano. La identificación molecular mostró cinco géneros presentes: Rhizobium, Achromobacter, Bacillus, Enterobacter y Stenotrophomonas. La producción de compuestos indólicos presentó concentraciones entre 9,73 y 112,8 μg/mL. La cepa patrón presentó una actividad mayor, con una producción de compuestos indólicos de 172,5 μg/mL. En la actividad nitrogenasa los aislamientos GIBI411, 394 y 399 tuvieron una actividad mayor o similar a la cepa patrón. Los aislamientos más eficientes en la solubilización de fosfato tricálcico fueron GIBI378 y 385. La solubilización de fosfato de aluminio se valoró por el índice de producción de ácido, siendo los aislamientos GIBI378, 391, 387 y 388 los de mejor comportamiento en esta variable. Los aislamientos encontrados son candidatos potenciales para desarrollar nuevos procesos biotecnológicos para la producción de nuevos biofertilizantes alternativos, considerando las importantes propiedades de promoción del crecimiento vegetal determinadas en este trabajo.This study aimed at isolating diazotrophic bacteria with promoting activity of vegetal growth, associated to carrot culture. Samples were taken at 30, 60 and 115 days in a farm located in a rural area of the municipality of Manizales (Caldas). The diazotrophic bacteria were isolated in semi-solid culture media free of nitrogen. We described the macro and microscopic features of the obtained isolations, and identified them biochemically and molecularly. In addition, we evaluated indole compounds, nitrogenase activity and solubilization of phosphates. Gluconacetobacter diazotrophicus ATCC 49037 was used as a standard strain. We recovered 20 isolates associated to rhizosphere and 12 to rhizoplane. The molecular identification showed the presence of five genera: Rhizobium, Achromobacter, Bacillus, Enterobacter, and Stenotrophomonas. The production of indole compounds presented concentrations between 9.73 and 112.8 μg/mL. The standard strain showed a higher activity, with an indolic compound production of 172.5 μg/ mL. Regarding nitrogenase activity, the isolates GIBI411, 394 and 399 had an activity greater or similar to the standard strain. The most efficient isolates in the solubilization of tricalcium phosphate were GIBI378 and 385. The solubilization of aluminum phosphate was assessed by the acid production index, with the isolates GIBI378, 391, 387 and 388 presenting the best behavior. The isolates found are potential candidates for the development of novel biotechnological processes to produce new alternative biofertilizers, considering the significant plant-growth promotion properties determined in this work.Bibliografía: páginas 26-27

Bacterias diazotróficas con actividad promotora del crecimiento vegetal en Daucus carota L.

Este trabajo se propuso aislar bacterias diazotróficas con actividad promotora del crecimiento vegetal, asociadas al cultivo de zanahoria. Se realizaron 3 muestreos, a los 30, 60 y 115 días, en una granja ubicada en una zona rural del municipio de Manizales (Caldas). El aislamiento de las bacterias diazotróficas se efectuó en medios de cultivo semisólidos libres de nitrógeno. A los aislamientos obtenidos se les realizó descripción macro y microscópica, identificación bioquímica y molecular. Se evaluaron características como determinación de compuestos indólicos, actividad nitrogenasa y solubilización de fosfatos. Como cepa patrón se empleó Gluconacetobacter diazotrophicus ATCC 49037. Se recuperaron 20 aislamientos asociados a la rizosfera y 12 al rizoplano. La identificación molecular mostró cinco géneros presentes: Rhizobium, Achromobacter, Bacillus, Enterobacter y Stenotrophomonas. La producción de compuestos indólicos presentó concentraciones entre 9,73 y 112,8 µg/mL. La cepa patrón presentó una actividad mayor, con una producción de compuestos indólicos de 172,5 µg/mL. En la actividad nitrogenasa los aislamientos GIBI411, 394 y 399 tuvieron una actividad mayor o similar a la cepa patrón. Los aislamientos más eficientes en la solubilización de fosfato tricálcico fueron GIBI378 y 385. La solubilización de fosfato de aluminio se valoró por el índice de producción de ácido, siendo los aislamientos GIBI378, 391, 387 y 388 los de mejor comportamiento en esta variable. Los aislamientos encontrados son candidatos potenciales para desarrollar nuevos procesos biotecnológicos para la producción de nuevos biofertilizantes alternativos, considerando las importantes propiedades de promoción del crecimiento vegetal determinadas en este trabajo

IDENTIFICACIÓN DE MICROORGANISMOS ASOCIADOS A RESIDUOS DE HIGUERILLA (Ricinus communis)

El objetivo de este artículo fue aislar e identificar los microorganismos presentes en los residuos de fruto y  torta de higuerilla (Ricinus communis). Se utilizaron medios de cultivo selectivos para la caracterización morfológica y bioquímica y para la identificación molecular se usó la técnica de PCR con oligonucleótidos universales RM y RB del gen 16S para bacterias y secuencias intergénicas ITS1 e ITS4 para hongos y levaduras. Las secuencias fueron analizadas identificándose nueve especies de hongos, siendo Penicillium brevicompactum predominante; 12 especies de bacterias, donde el género más recurrente fue Bacillus sp. y dos especies de levaduras, Rhodosporidium paludigenum y Pichia burtonni. La identificación de la microbiota nativa presente en los residuos de higuerilla es muy promisoria, aportando un amplio conocimiento sobre la versatilidad metabólica de cada una de las cepas aisladas. El mayor número de aislamientos se obtuvieron de la torta probablemente debido al alto contenido de nutrientes presentes en este residuo

Modification and Expression of Beta-1,4-Endoglucanase encoding sequences of fungal origin in Escherichia coli BL21

Lignocellulose is the main and most abundant component of biomass. Annually, 200 million tons are generated in the world. Colombia has a high production of lignocellulosic residues that can be used in many industrial processes such as bioethanol production, promoting the bioeconomy. The objective of the present work was to express lignocellulolytic enzymes of eukaryotic origin in Escherichia coli BL21 (DE3). Initially, endoglucanase eukaryotic genes were selected and modified using bioinformatics methods for their production in E. coli BL21 (DE3) and saccharification of pure cellulose substrates. The gene selected for its modification and expression was eglB from the fungus Aspergillus nidulans. Subsequently the enzyme integrity was tested by 3D modeling and molecular docking, as well as the conformation of its active site and its affinity for substrates of interest. Finally, cloning of the modified gene in plasmid pET151 TOPO was made and transformed in the strain E. coli BL21 (DE3) where several lignocellulose degradation tests were carried out using semiquantitative methods for the enzyme activity in carboxymethylcellulose. The presence of the three genes of interest within the plasmid pET151 TOPO and within the transformed cells of E. coli TOP10 and E. coli BL21 (DE3) was verified by colony PCRs performed. The presence of this gen was corroborated by sequencing. Expression of the modified endoglucanase enzyme was achieved in E. coli BL21 (DE3) expression cells, in soluble and functional form, demonstrated by the hydrolysis of the CMC substrate.A Colômbia possui uma alta produção de resíduos lignocelulósicos que podem ser usados em muitos processos industriais. Neste trabalho, genes eucarióticos da endoglucanase foram selecionados e modificados usando métodos de bioinformática para sua produção em E. coliBL21 (DE3) e sacarificação de substratos de celulose pura. O gene selecionado para sua modificação e expressão foi o eglB do fungo Aspergillus nidulans. A integridade da enzima foi testada por modelagem 3D e acoplamento molecular, bem como a conformação de seu sítio ativo e sua afinidade por substratos de interesse. Finalmente, a clonagem do gene modificado no plasmídeo pET151 TOPO foi feita e transformada na cepa E. coli BL21 (DE3) onde vários testes de degradação de lignocelulose foram realizados usando métodos semiquantitativos para a atividade enzimática em carboximetilcelulose. Este é um passo adiante na produção de endoglucanase in vitro, com alta eficiência, porque as bactérias têm baixo custo e alta expressão no sistema de produção.La lignocelulosa es el componente principal y más abundante de la biomasa. Anualmente se generan 200 millones de toneladas en el mundo. Colombia tiene una alta producción de residuos lignocelulósicos que pueden ser utilizados en muchos procesos industriales como la producción de bioetanol, promoviendo la bioeconomía. El objetivo del presente trabajo fue expresar enzimas lignocelulolíticas de origen eucariota en Escherichia coli BL21 (DE3). Inicialmente, los genes eucariotas de endoglucanasa se seleccionaron y modificaron mediante métodos bioinformáticos para su producción en E. coli BL21 (DE3) y la sacarificación de sustratos de celulosa. El gen seleccionado para su modificación y expresión fue eglB del hongo Aspergillus nidulans. Posteriormente se evaluó la integridad de la enzima mediante modelado 3D y acoplamiento molecular, así como la conformación de su sitio activo y su afinidad por sustratos de interés. Finalmente, se realizó la clonación del gen modificado en el plásmido pET151 TOPO y se transformó en la cepa E. coli BL21 (DE3) donde se realizaron varios ensayos de degradación de lignocelulosa utilizando métodos semicuantitativos para la actividad enzimática en carboximetilcelulosa. La presencia del gen de interés dentro del plásmido pET151 TOPO y dentro de las células transformadas de E. coli TOP10 y E. coli BL21 (DE3) se verificó mediante PCR de colonia. La presencia de este gene se corroboró por secuenciación eglB. La expresión de la enzima endoglucanasa modificada se logró en células de E. coli BL21 (DE3), en forma soluble y funcional, demostrada por la hidrólisis del sustrato de CMC

Evaluation of cyanide and heavy metals removal in liquid effluents from small mining’s gold benefit, by adsorption with activated carbon and hydrogen peroxide in Segovia, Antioquia

Evaluation of cyanide and heavy metals removal in liquid effluents from small mining’s gold benefit, by adsorption with activated carbon and hydrogen peroxide in Segovia, AntioquiaEvaluación de la remoción de cianuro y metales pesados en efluentes líquidos provenientes del beneficio de oro de la pequeña minería, mediante adsorción con carbón activado y peróxido de hidrógeno en Segovia, Antioqui

Bacterias diazotróficas con actividad promotora del crecimiento vegetal en Daucus carota L.

This study aimed at isolating diazotrophic bacteria with promoting activity of vegetal growth, associated to carrot culture. Samples were taken at 30, 60 and 115 days in a farm located in a rural area of the municipality of Manizales (Caldas). The diazotrophic bacteria were isolated in semi-solid culture media free of nitrogen. We described the macro and microscopic features of the obtained isolations, and identified them biochemically and molecularly. In addition, we evaluated indole compounds, nitrogenase activity and solubilization of phosphates. Gluconacetobacter diazotrophicus ATCC 49037 was used as a standard strain. We recovered 20 isolates associated to rhizosphere and 12 to rhizoplane. The molecular identification showed the presence of five genera: Rhizobium, Achromobacter, Bacillus, Enterobacter, and Stenotrophomonas. The production of indole compounds presented concentrations between 9.73 and 112.8 μg/mL. The standard strain showed a higher activity, with an indolic compound production of 172.5 μg/mL. Regarding nitrogenase activity, the isolates GIBI411, 394 and 399 had an activity greater or similar to the standard strain. The most efficient isolates in the solubilization of tricalcium phosphate were GIBI378 and 385. The solubilization of aluminum phosphate was assessed by the acid production index, with the isolates GIBI378, 391, 387 and 388 presenting the best behavior. The isolates found are potential candidates for the development of novel biotechnological processes to produce new alternative biofertilizers, considering the significant plant-growth promotion properties determined in this work.Este trabajo se propuso aislar bacterias diazotróficas con actividad promotora del crecimiento vegetal, asociadas al cultivo de zanahoria. Se realizaron 3 muestreos, a los 30, 60 y 115 días, en una granja ubicada en una zona rural del municipio de Manizales (Caldas). El aislamiento de las bacterias diazotróficas se efectuó en medios de cultivo semisólidos libres de nitrógeno. A los aislamientos obtenidos se les realizó descripción macro y microscópica, identificación bioquímica y molecular. Se evaluaron características como determinación de compuestos indólicos, actividad nitrogenasa y solubilización de fosfatos. Como cepa patrón se empleó Gluconacetobacter diazotrophicus ATCC 49037. Se recuperaron 20 aislamientos asociados a la rizosfera y 12 al rizoplano. La identificación molecular mostró cinco géneros presentes: Rhizobium, Achromobacter, Bacillus, Enterobacter y Stenotrophomonas. La producción de compuestos indólicos presentó concentraciones entre 9,73 y 112,8 µg/mL. La cepa patrón presentó una actividad mayor, con una producción de compuestos indólicos de 172,5 µg/mL. En la actividad nitrogenasa los aislamientos GIBI411, 394 y 399 tuvieron una actividad mayor o similar a la cepa patrón. Los aislamientos más eficientes en la solubilización de fosfato tricálcico fueron GIBI378 y 385. La solubilización de fosfato de aluminio se valoró por el índice de producción de ácido, siendo los aislamientos GIBI378, 391, 387 y 388 los de mejor comportamiento en esta variable. Los aislamientos encontrados son candidatos potenciales para desarrollar nuevos procesos biotecnológicos para la producción de nuevos biofertilizantes alternativos, considerando las importantes propiedades de promoción del crecimiento vegetal determinadas en este trabajo

Determinación de Gluconacetobacter diazotrophicus en cultivos de Solanum lycopersicum L. y Saccharum officinarum l. en el centro occidente de Colombia

Gluconacetobacter diazotrophicus es una bacteria que fue descrita inicialmente como endófita en tejidos de caña de azúcar en Brasil [1] y actualmente se ha reportado en diferentes cultivos [2-4]. Sus características más relevantes incluyen la capacidad de fijar nitrógeno [5, 6], la solubilización de minerales en el suelo [7, 8], y la producción de auxinas [3]. En Colombia no se han adelantado estudios que demuestren la presencia y potencialidades de uso de G. diazotrophicus, por lo que el objetivo del presente trabajo fue determinar la presencia de esta bacteria en cultivos de caña de azúcar y de tomate a fin de identificar aislamientos potenciales para el desarrollo de inoculantes microbianos tipo biofertilizantes que promuevan el desarrollo de cultivos de interés económico.Departamento Administrativo de Ciencia, Tecnología e Innovación [CO] Colciencias1127-521-28333Obtención y evaluación de un promotor para el crecimiento de cultivos de tomate y zanahoria a base de Gluconacetobacter diazotrophicusn

Gluconacetobacter diazotrophicus in tropical tomato (Solanum lycopersicum L.) and sugarcane crops (Saccharum officinarum L.) from the West Central region of Colombia

Background and aims Gluconacetobacter diazotrophicus is a plant growth-promoting bacterium (PGPB) that is endophytic and associated with sugarcane in Brazil. This study aims to determine the presence of G. diazotrophicus bacteria in sugarcane and tomato crops in Colombia. Methods Bacteria were isolated from roots, stems and leaf tissues and identified using phenotypic and biochemical evaluations and PCR assays. Isolates were characterized by their production of indole compounds, nitrogenase activity, and phosphorus solubilization. Results 100% of isolates obtained solubilize phosphorus, produce indole compounds in the presence of tryptophan, and exhibit nitrogenase activity. The isolates from sugarcane that were selected belong to the species G. diazotrophicus. Conclusions These results constitute the first report confirming the natural presence of G. diazotrophicus in Colombia. This finding has ecological significance and will advance research towards identifying the potential use of this bacterium in regional crops.Departamento Administrativo de Ciencia, Tecnología e Innovación [CO] Colciencias1127-521-28333Obtención y evaluación de un promotor para el crecimiento de cultivos de tomate y zanahoria a base de Gluconacetobacter diazotrophicusn

Antagonism of plant growth promoting rhizobacteria against the causal agent of the vascular wilting of tomato

Use of biotechnological potential of native microorganisms as bio-inputs is having a great impact on agricultural systems. Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR), in addition to their beneficial effect on plant growth and on the availability of soil elements, also have an antagonistic effect against different pathogens. In this study, growth promotion mechanisms with emphasis on the antagonism of PGPR isolated from sugarcane and tomato crops were evaluated. Antagonism against Fusarium oxysporum f.sp lycopersici (Fol) was determined by dual tests, inhibition of germination and production of chitinases and endoglucanases. 52 isolates were evaluated and according to their results in dual tests 10 were selected for further analysis. Isolate GIBI127 showed the best percentage of Inhibition Germination (IG) of Fol (59.29%). Then, a selection index was calculated using results from gi, dual tests and growth promotion mechanisms to select five best isolates. Finally, these bacteria were evaluated for chitinases and endoglucanases production using Miller´s method. As a result, strain GIBI419 (Burkholderia cepacia) showed a higher production of these enzymes. Selected isolates have antagonistic potential along with plant growth promotion characteristics, which can be used for the development of microbial inoculants which allow the establishment of agricultural systems for tomato cultivation that are sustainable, efficient, and environmentally friendly.O uso do potencial biotecnológico de microrganismos nativos como bio-insumos está causando um grande impacto nos sistemas agrícolas. As bactérias promotoras de crescimento de plantas (PGPB), além de seu efeito benéfico no crescimento das plantas e na disponibilidade de elementos do solo, também têm um efeito antagônico contra diferentes patógenos. O presente estudo avaliou mecanismos de promoção do crescimento com ênfase no antagonismo do PGPB isolado de cana e tomate. O antagonismo contra Fusarium oxysporum f.sp lycopersici (Fol) foi determinado por testes duplos, inibição da germinação e produção de quitinases e endoglucanases. Inicialmente, 52 isolados foram avaliados, 10 dos quais foram selecionados de acordo com seus resultados nos testes duplos. O isolado GIBI127 apresentou a melhor porcentagem de inibição da germinação de Fol (59,29%). Como próximo passo, um índice foi calculado usando essa variável, juntamente com os testes duplos e mecanismos de promoção do crescimento para selecionar os cinco melhores isolados. Finalmente, essas bactérias foram avaliadas quanto à produção de quitinases e endoglucanases pelo método de Miller, sendo GIBI419 (Burkholderia cepacia) o isolamento com maior produção dessas enzimas. Os isolados selecionados neste trabalho têm o maior potencial antagônico, juntamente com as características de promoção do crescimento das plantas, que podem ser utilizadas para o desenvolvimento de inoculantes microbianos que permitem o estabelecimento de sistemas agrícolas para o cultivo de tomate sustentáveis, eficientes e ecologicamente corretos.El uso del potencial biotecnológico de microorganismos nativos como bioinsumos está teniendo un gran impacto en los sistemas agrícolas. Las rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR), además de su efecto benéfico en el crecimiento de las plantas y de facilitar la disponibilidad de elementos del suelo, también tienen un efecto antagónico frente a diferentes patógenos. En este estudio se evaluaron mecanismos de promoción del crecimiento con énfasis en el antagonismo de bacterias PGPR aisladas de cultivos de caña de azúcar y tomate. El antagonismo contra Fusarium oxysporum f.sp lycopersici (Fol) se determinó mediante pruebas duales, inhibición de la germinación y producción de quitinasas y endoglucanasas. Se evaluaron 52 aislamientos y según sus resultados en pruebas duales se seleccionaron 10 para su posterior análisis. El aislado GIBI127 mostró el mejor porcentaje de Inhibición de la Germinación (IG) de Fol (59,29%). Luego, se calculó un índice de selección utilizando los resultados de IG, pruebas duales y mecanismos de promoción del crecimiento para seleccionar los cinco mejores aislamientos. Finalmente, estas bacterias fueron evaluadas en la producción de quitinasas y endoglucanasas utilizando el método de Miller. Como resultado, se evidenció la cepa GIBI419 (Burkholderia cepacia) como la de mayor producción de estas enzimas. Los aislados seleccionados tienen un potencial antagónico junto con características de promoción del crecimiento de las plantas, que pueden usarse para el desarrollo de inoculantes microbianos que permitan el establecimiento de sistemas agrícolas para el cultivo de tomate que sean sostenibles, eficientes y amigables con el medio ambiente