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Metabolitos secundarios microbianos como alternativa de control frente a fitopatógenos del aguacate (Persea americana Mill.)

Granada García, Sinar David (2019) Metabolitos secundarios microbianos como alternativa de control frente a fitopatógenos del aguacate (Persea americana Mill.). Doctorado thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín.

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Resumen

Serratia marcescens ARP5.1 se seleccionó a partir de una colección de 667 aislados bacterianos, gracias a su capacidad para producir compuestos inhibitorios frente a patógenos del aguacate. Para mejorar la producción de metabolitos bioactivos, se evaluaron combinaciones de velocidades de agitación y velocidades de aireación en un biorreactor de tanque agitado. Se realizaron ensayos in vivo del extracto metabólico de S. marcescens ARP5.1 para evaluar el control de enfermedades postcosecha en frutos de aguacate y en plántulas infectadas por Phytophthora cinnamomi. Se utilizó un enfoque bioguiado, con P. cinnamomi y Colletotrichum gloeosporioides como indicadores de la actividad, para aislar, purificar y elucidar estructuralmente tres compuestos a partir S. marcescens ARP5.1: serratamolide A, prodigiosin y haterumalide NA. Se llevó a cabo un proceso de optimización del rendimiento de haterumalide NA en fermentaciones líquidas. Posteriormente, se realizó una aproximación al modo de acción del compuesto sobre especies de Phytophthora. Los resultados mostraron que el oxígeno y la tensión de cizallamiento fueron factores fundamentales a escala de biorreactor. El extracto demostró niveles de control de las enfermedades similares a los productos disponibles comercialmente. Tres de las 9 variables (maltosa, magnesio y NaCl) se seleccionaron, optimizaron y validaron, mostrando un rendimiento en el punto óptimo de 31 veces (129.0 ± 2.6 mg / L a las 48 h) en el biorreactor. Se evidenció una alta actividad inhibitoria de haterumalide NA frente a P. cinnamomi y dos especies adicionales de Phytophthora (P. nicotianae y P. palmivora). Sin embargo, no se observaron efectos evidentes en ninguna de las etapas asexuales evaluadas en las especias de Phytophthora, a excepción del hinchamiento hifal de P. cinnamomi en la prueba de estructuras de resistencia; por lo tanto, no es posible concluir sobre un posible blanco de haterumalide NA. Los experimentos futuros deberán centrarse en evaluar blancos moleculares intracelulares específicos en los patógenos., Abstract: Serratia marcescens ARP5.1 was selected from a collection of 667 bacterial strains due to its promising capacity to produce inhibitory compounds against avocado pathogens. To enhance bioactive metabolite production, combinations of agitation speeds and aeration rates were evaluated on a stirred tank bioreactor. In vivo assays of the metabolic extract of S. marcescens ARP5.1 were performed to assess the control of postharvest diseases in avocado fruits and on infected seedlings by Phytophthora cinnamomi. A bioguided approach was used, with Phytophthora cinnamomi and Colletotrichum gloeosporioides as bioactivity indicators, to isolate, purify and structurally elucidate three compounds from S. marcescens ARP5.1: serratamolide A, prodigiosin and haterumalide NA. An optimization process of the yield of haterumalide NA in liquid fermentation was carried out. Subsequently, an approach to the mode of action of the compound on Phytophthora species was performed. Results showed that oxygen and shear stress were crucial factors at bioreactor scale. The extract demonstrated control levels of the diseases similar to commercially available products. Three out of 9 variables (maltose, magnesium and NaCl) were selected, optimized and validated, showing a 31-fold yield optimization (129.0 ± 2.6 mg/L at 48 h) in a bioreactor. High inhibitory activity of haterumalide NA, compared with commercially available products, was evidenced against P. cinnamomi, and two additional Phytophthora species (P. nicotianae and P. palmivora). However, no evident effects on any of the assessed asexual stages of the Phytophthora species were observed, except for hyphal swelling of P. cinnamomi in the resistant structures test; therefore, evidence was not conclusive on a possible target for haterumalide NA. Further experiments should be focused in assessing specific intracellular molecular target of the pathogens.

Tipo de documento:Tesis/trabajos de grado - Thesis (Doctorado)
Colaborador / Asesor:Peláez Jaramillo, Carlos Alberto and Morales Osorio, Juan Gonzalo
Información adicional:Línea de Investigación: Sustancias bioactivas microbianas
Palabras clave:Response surface method, Central composite design, Root rot, Bioformulates, Secondary metabolites
Temática:6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology > 66 Ingeniería química y Tecnologías relacionadas/ Chemical engineering
Unidad administrativa:Sede Medellín > Facultad de Ciencias > Escuela de Biociencias
Código ID:74043
Enviado por : Señor Sinar David Granada García
Enviado el día :17 Septiembre 2019 14:18
Ultima modificación:17 Septiembre 2019 14:18
Ultima modificación:17 Septiembre 2019 14:18
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