Se investigó el crecimiento y el contenido de azadiractin de Azadirachta indica en una columna de burbuja y en un biorreactor de tanque agitado en un medio optimizado estadísticamente. Se realizó la optimización del medio para identificar el crecimiento ideal y las condiciones de formación del producto. Se adoptó el diseño Plackett Burman para seleccionar los nutrientes más importantes. Se usó el Central Composite Design (CCD) para determinar las concentraciones óptimas de cuatro nutrientes identificados del diseño Plackett-Burman. El medio estadísticamente optimizado y las condiciones ambientales fueron: 5 g/L de inóculo (base DCW), 25.0 g/L de glucosa, 5.7 g/L de nitrato, y 0.094 g/L de fosfato; pH de 5.8, T = 27°C. Se usaron IBA (8 mg/L) y BA (4 mg/L) para el cultivo de células de Azadirachta indica en dos diseños de biorreactor distintos.

Las células de Bacillus thuringiensis, durante su fase tardía de crecimiento estacionario, producen tanto esporas como la proteína cristal bioinsecticida delta-endotoxina. Las células de B. thuringiensis también se desarrollan dependiendo de las condiciones ambientales. Así, es necesario adoptar un enfoque extenso para estudiar la cinética de crecimiento de B. thuringiensis considerando, no solamente el crecimiento celular típico, sino los cambios metabólicos que ocurren mientras se producen las esporas y la proteína cristal.Este documento presenta los resultados del estudio de cinética de crecimiento celular de B. thuringiensis, subespecies kurstaki, cepa HD-1 (ATCC 33679), puesta a crecer bajo condiciones de crecimiento batch (por lotes) y fed-batch (por lotes alimentado). Adicionalmente, se investigó el crecimiento del B. thuringiensis bajo condiciones de estado estacionario continuo en un sistema de biorreactor de 2 L de una etapa y un sistema de biorreactor continuo de dos etapas, el cual consistía en un reactor de 2 L seguido de otro de 15 L.La microscopía óptica y la microscopía de transmisión de electrones (TEM) se empleó extensivamente en este estudio para medir la morfología y el estado metabólico de las células de B. thuringiensis a diferentes condiciones de crecimiento durante los experimentos batch, fed-batch y continuos en estado estacionario. Se observaron diferencias morfológicas significativas en las células de B. thuringiensis, como una función del tiempo de crecimiento para los experimentos batch, y como función de las velocidades de difusión para los experimentos continuos en estado estacionario.La separación de la proteína cristal a partir del caldo fermentación para propósitos analíticos presentó serios problemas. Es este estudio, se desarrolló un nuevo método para aislar la proteína cristal, el cual la producía con una pureza superior al 95% ± 5%. Adicionalmente, se empleó Cromatografía Líquida de Alto Desempeño (High Performance Liquid Chromatography, HPLC) para detectar la proteína. Los resultados experimentales demostraron la alta dependencia de la formación de esporas y proteína cristal con respecto al tipo de cultivo. En los cultivos batch, la formación de esporas y proteínas cristal causó un decrecimiento en la velocidad de crecimiento de la biomasa, reduciendo la concentración de biomasa final. Para los cultivos continuos, se observó una reducción en la concentración de biomasa a bajas velocidades de dilución. Finalmente, en el crecimiento fed-batch, no se produjeron ni esporas ni proteína cristal, aún cuando se redujera completamente el sustrato límite.Un profundo análisis de los datos experimentales mostró que el modelo cinético de crecimiento clásico no podía predecir exactamente la concentración de biomasa para el intervalo de tiempo completo de un lote y a todas las velocidades de dilución de un cultivo continuo de B. thuringiensis. Así, se desarrolló y se probó exitosamente un nuevo modelo de crecimiento cinético con esporulación, el cual incluye un término representando la velocidad específica de formación de esporas, para los datos experimentales batch y continuo.Los resultados experimentales fueron empleados también para determinar parámetros cinéticos de crecimiento celular nuevos y confiables (μmax y Ks), así como los coeficientes de rendimiento de crecimiento y velocidad de respiración para cultivos batch y continuos.

En los ensayos de control biológico en pimiento ejercido por Trichoderma harzianum (T.h.) sobre Phytophthora capsici (P.c.), agente causalde la podredumbre de pimiento, se ha optimizado la producción de labiomasa del antagonista T.h. al comparar su desarrollo en tres diferentesmedios y soportes de cultivo. El método de producción de la biomasade T.h. en Agua-Avena-Vermiculita resultó ser el más rentable por surápido y abundante crecimiento, viabilidad y bajo coste para utilizarlocomo inóculo del suelo, al compararlo con los crecidos en Czapek líquidoy PDB. El test del antagonismo in vitro de P.c. frente a T.h. en medio.PDA enriquecido con Laminarinaglucosa (3:1, v/v), mostró que T. h. aumenta los niveles de enzimas hidrolíticas β-1,3- glucanasa (lisis enzimática),ejerce una mayor competencia por espacio y nutrientes e interaccionadirectamente con el patógeno (micoparasitismo), todo lo cualjuega un papel importante en la reducción y destrucción de la coloniadel patógeno.

El control microbiano en los programas de Gestión Integrada de Plagas (Integrated Pest Management, IPM) de las plantaciones de café es un factor importante para la reducción de densidades de población de plagas. El uso de pesticidas selectivos puede ser asociado con entomopatógenos, incrementando la eficiencia del control y reducir el uso de insecticidas requeridos. Se evaluó el efecto fungitóxico in vitro de formulaciones de insecticidas de Thiamethoxam, Cyfluthrin, Deltamethrin, Triazophos, Alpha-Cypermethrin, Chlorpyrifos, Fenpropathrin, Endosulfan y Beauveria bassiana (cepa CG 425) a tres concentraciones (FR = recomendación promedio de campo; 0.5*FR y 2*FR). Se compararon los efectos de estos productos en la germinación de conidia, crecimiento vegetativo y esporulación. Solamente 5 insecticidas, a la concentración FR, promovieron la viabilidad de conidia más alta del 60%. La viabilidad debe ser el factor más importante a evaluar, ya que es el primer paso del proceso de infección.

El gusano blanco, Hylamorpha elegans Burm., es una plaga grave en cereales y praderas en Chile. Se evaluó en laboratorio e invernadero la patogenicidad de dos aislamientos del hongo Metarhizium anisopliae var. anisopliae: Qu-M270 y Qu-M802, sobre larvas de tercer estadio de Hylamorpha elegans Burm. La primera evaluación se realizó por inmersión de las larvas en suspensiones crecientes de 0 a 108 conidias mL-1 de cada aislamiento. Se calculó el área bajo la curva de la mortalidad acumulada, observándose diferencias (P = 0,032) entre aislamientos, siendo Qu-M270 superior en un 50% a Qu-M802. Las CL50 y CL90 para Qu-M270 fueron 104,7 y 107,5 conidias mL-1, respectivamente. El estudio de caso se basa en 22 entrevistas con 32 personas en 19 instituciones (véase anexo 1 del documento), cuales juegan un papel importante en la innovación, la regulación y la gestión de la biotecnología agrícola en el país.

Se evaluó el crecimiento y la autólisis de dos cepas del hongo deuteromiceto entomopatógeno Metarhizium anisopliae var. Anisopliae en un medio que contenía caseína o glucosa como fuente de carbono. Se determinaron para cada cepa parámetros tales como el coeficiente económico y el grado de autólisis.Se determinó la producción de proteasa a través de las fases de crecimiento y autólisis de los cultivos en el medio bajo condiciones de inducción de proteasa (en presencia de caseína como única fuente de carbón y nitrógeno). El hongo mostró usar la caseína como una fuente de carbono-energía en un modo más eficiente que la glucosa.

Se realizó un estudio en laboratorio sobre la patogenicidad de 64 aislamientos de Metarhizium anisopliae var. anisopliae y 70 de Beauveria bassiana, en huevos de polilla del tomate Tuta absoluta. La primera evaluación se realizó por aplicación directa de suspensiones de 107 conidias mL-1 para cada aislamiento, con el sistema de pulverización de la torre de Potter. La mortalidad y esporulación sobre huevos fueron significativamente mayores con los aislamientos M. anisopliae Qu-M558 y B. bassiana Qu-B911, Qu-B912 y Qu-B928. Estos aislamientos fueron evaluados nuevamente en suspensiones crecientes de 0 a 108 conidias mL-1. Los aislamientos Qu-M558 y Qu-B912, produjeron los mayores porcentajes de mortalidad sobre la base del cálculo del área bajo la curva del progreso de mortalidad de huevos, 80 y 60%, respectivamente.

Se evaluó el rendimiento de blastosporas de la cepa BbPM de Beauveria bassiana (Vuilleimin) producidas mediante una combinación de impulsores tipo Rushton-Maxflo variando la agitación de 400 a 500 rpm y la aireación de 0.5 a 1.0 vvm. Las blastosporas obtenidas con las mejores condiciones de agitación y aireación se usaron para evaluar la toxicidad de la cepa sobre larvas de Cydia pomonella (L) de cinco días de desarrollo. Se usó un bioensayo por contaminación de dieta artificial con 50 dosis de 1.2x109 a 3.8x105 blastosporas/ml para calcular la CL50. Se determinó la mortalidad de las larvas a las 24, 48 y 72 horas después de la exposición del hongo-insecto y el porcentaje de larvas micosadas a los ocho días.El mejor rendimiento de la cepa 50 BbPM fue de 1.2x10 blastosporas/ml a 400 rpm y 1.0 vvm (F = 10.324, p ≤ 0.0123); la CL50 fue de 8.82x106 blastosporas/ml; el tóxico causó 96% de mortalidad de larvas con la máxima concentración a las 72 h y 9% a 3.8x105 blastosporas/ml a las 24 h.

Uno de los aspectos más importantes de B. thuringiensis es su producción a escala industrial. La primera etapa, la cual es una de las más importantes de este proceso, es la selección y conservación de las cepas de trabajo. En muchos países se desarrollan programas de prospección de nuevos aislamientos de la bacteria para ampliar su espectro y aumentar su capacidad insecticida. B. thuringiensis es producido en forma sólida, semisólida y por cultivo sumergido o líquido estático; sin embargo, la producción a escala comercial se realiza por fermentación sumergida en grandes tanques que contienen medio de cultivo.

El cambio tecnológico ha manejado el progreso económico en la agricultura, y continuará jugando un papel crucial en el siglo XXI. La última onda de cambio tecnológico en la agricultura está basada en la biología molecular. ¿La horticultura participará de esto? Han sido adoptadas variedades de cultivos genéticamente modificadas en una escala amplia para algunos cultivos, pero los hortícolas encaran numerosas barreras. Los altos costos de investigación, el desarrollo y la aprobación normativa combinada con las pequeñas áreas plantadas, y la diversidad de variedades limitarán el potencial para aplicaciones rentables de la biotecnología para muchas frutas y vegetales, árboles frutales, frutos secos, y cultivos de vivero. Adicionalmente, hay barreras en los mercados.