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Actividad antifúngica de Sechium compositum contra Botrytis cinerea y Colletotrichum gloeosporioides en condiciones in vitro.

LAURA SIMEONA GORDILLO SALINAS (2019)

Tesis (Maestría en Ciencias, especialista en Fruticultura).- Colegio de Postgraduados, 2019.

Antes y después de la cosecha, los cultivos son susceptibles al ataque de patógenos causantes de enfermedades, generalmente bacterias y hongos, siendo estos últimos más frecuentes, con aproximadamente 66 % de las infecciones acelerando su deterioro. En el 2009 se estimó que las pérdidas causadas por enfermedades postcosecha durante el manejo, transporte y almacenamiento, alcanzaron 25 % en los EE. UU. y 50 % en los países en vías de desarrollo. El uso indiscriminado de fungicidas ha provocado el desarrollo de resistencia de los patógenos, así como daños a la salud humana, por lo que el uso de alternativas más amigables para el control de hongos, ha recibido atención en los últimos años. Por lo anterior en este estudio se determinó la efectividad antifúngica del jugo de frutos de Sechium compositum (Donn. Sm.), una especie de chayote silvestre, en cuya composición se encuentran flavonoides, terpenoides y acidos fenólicos, lo que le confiere potencial en la inhibición de ciertos procesos celulares. Este estudio evaluó la efectividad de diferentes concentraciones de jugo, en el control in vitro de dos hongos postcosecha: Colletotrichum gloeosporioides (Penz.) (2.0 % hasta 52.5 %) y Botrytis cinerea Pers.: Fr. (1.0 % hasta el 40.0 %). Los resultados mostraron efectividad en el control del crecimiento micelial de C. gloeosporioides, con CE50=2.27 %, mientras que B. cinerea tuvo CE50=0.307 %. Además, se observó que el jugo provoca una esporulación temprana de las cepas de los hongos, como respuesta a su toxicidad, lo que evidenció efecto fungistático. Se concluye que el jugo del chayote S. compositum tiene potencial para inhibir el crecimiento y desarrollo de estos dos patógenos por lo que es necesario realizar estudios in vivo más detallados. _______________ ANTIFUNGAL ACTIVITY OF Sechium compositum AGAINST Botrytis cinerea AND Colletotrichum gloeosporioides in vitro CONDITIONS. ABSTRACT: Before and after harvesting all crops are susceptible to pathogens attack provoking diseases, usually bacteria and fungi. This pathogen are more frequent, with approximately 66 % of infections in plants, causing accelerated deterioration of fruits, leaves, stems, roots, among others. It is estimated that losses caused by postharvest diseases during handling, transport and storage can reach 25 % in the United States and up to 50 % in some developing countries. The indiscriminate use of fungicides has led to the development of resistance of pathogens as well as damage to human health, so the use of a friendly alternatives for fungal control has received attention in recent years. Therefore, in this study, the antifungal effectiveness of the fruit juice of Sechium compositum, a wild chayote species, whose composition includes flavonoids, terpenoids, phenolic acids, among others, was determined, which gives it great potential in the inhibition of certain cellular processes. This study evaluated the effectiveness of different juice concentrations in the in vitro control of two fungi of importance in postharvest: Colletotrichum gloeosporioides (from 2.0% to 52.5%), and Botrytis cinerea (from 1.0% to 40.0%). The results showed great effectiveness in the control of mycelial growth on C. gloeosporioides, with EC50= 2.27%, while for B. cinerea with EC50=0.307%. In addition, it was observed that the juice causes an early sporulation of the fungal strains, in response to a toxic effect, which showed a fungistatic effect. It is concluded that the juice of the chayote Sechium compositum has the potential to inhibit the growth and development of these two pathogens, so it is necessary to carry out more detailed studies in vivo.

Master thesis

Lacasa Cucurbitacinas Flavonoides Compuestos fenólicos Género Sechium Laccase Cucurbitacins Flavonoids Phenolic compounds Genus Sechium Fruticultura Maestría CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS FITOPATOLOGÍA CONTROL BIOLÓGICO DE ENFERMEDADES

Selección de cepas de hongos comestibles productoras de lacasas y su potencial de aplicación a procesos de biorremediación en zonas contaminadas con hidrocarburos en México

TERESITA SPEZZIA MAZZOCCO (2012)

Tesis (Doctorado en Ciencias, especialista en Estrategias para el Desarrollo Agrícola Regional).- Colegio de Postgraduados, 2012.

Quince cepas de hongos comestibles pertenecientes a los géneros Pleurotus, Ganoderma, Lentinula y Coprinopsis, fueron evaluadas en cuanto a su actividad enzimática utilizando el medio de cultivo agar con extracto de malta (EMA), adicionado con ácido 2,2'–azino–bis–(3–etillbenzotiazolin–6–sulfónico) (ABTS), 2,6-dimetoxyphenol (DMP) y guayacol. Se seleccionaron nueve cepas para determinar cuantitativamente la actividad de lacasas. Esta evaluación se realizó con el medio de cultivo de extracto de malta líquido (EMB) suplementado con 0.1 mM de sulfato de cobre. Se demostró que las cepas CP-50 de Pleurotus ostreatus y CP-267 de P. pulmonarius son altamente productoras de actividad de lacasas, obteniéndose 4,000 U/ml y 2,500 U/ml, respectivamente. Estas cepas fueron considerablemente superiores en actividad de lacasas, con respecto a cepas de otras especies y géneros evaluadas (Ganoderma, Lentinula, Coprinopsis). Debido a que la cepa CP-50 presentó la mayor actividad de lacasas, esta fue utilizada en las pruebas de biorremediación in vitro, empleando el hidrocarburo aromático policíclico (HAP) antraceno (en polvo) directamente sobre el medio EMA. Se demostró que el micelio de la cepa CP-50 se desarrolló de manera normal aún en presencia de altas concentraciones de antraceno (0.1 g/25 ml), e incluso se observó un efecto de estimulación sobre su desarrollo. El método de evaluación desarrollado en este estudio demostró ser sencillo y eficiente, además de permitir la utilización de altas concentraciones de antraceno. Se propone una estrategia de biorremediación in situ para degradar hidrocarburos aromáticos policíclicos del petróleo, en suelos agrícolas contaminados, utilizando el sustrato residual de la producción comercial de hongos comestibles colonizado por micelio. _______________ SELECTION OF EDIBLE MUSHROOM STRAINS PRODUCING LACCASES AND ITS POTENTIAL FOR APPLICATION TO BIORREMEDIACIÓN PROCESSES IN CONTAMINATED AREAS WITH HYDROCARBONS IN MÉXICO. ABSTRACT: Fifteen Basidiomycete fungi belonging to the genera Pleurotus, Ganoderma, Lentinula and Coprinopsis were qualitatively evaluated using malt extract agar (EMA). 2-2´-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) (ABTS), 2,6-dimetoxyphenol (DMP) or guayacol substrate were added to the EMA medium. Nine strains were selected and quantitatively tested for laccase activity. Cupper sulfate (0.1 mM) added to the liquid malt extract (EMB) medium was used for this evaluation. High laccase activity was recorded in the strains CP-50 (4,000 U/ml) and CP-267 (2,500 U/ml) of Pleurotus pulmonarius. The genus Pleurotus showed higher laccase activity in comparison with the strains of the other genera studied (Coprinopsis, Ganoderma, Lentinula). The strain CP-50 was selected for further in vitro experiments using anthracene powder (0.1 g/25 ml) added to EMA. Data showed not only tolerance to the polycyclic aromatic hydrocarbon, but also promotion of mycelial growth. This method is useful for testing tolerance of fungi to other toxic compounds associated to bioremediation processes. A general strategy for using the spent substrate from commercial mushroom cultivation in Mexico for in situ bioremediation is discussed.

Doctoral thesis

Antraceno Biorremediación Hongos comestibles Lacasas EDAR Estrategias para el Desarrollo Agrícola Regional Doctorado Anthracene Bioremediation Laccase Mushrooms CIENCIAS SOCIALES

Diseño de nanocajas biocatalíticas de Cu(OH)2

Design of biocatalytic nanocages of copper hydroxide

OMAR SILVA TORRES (2018)

La nanobiocatálisis es la combinación de las propiedades únicas de los materiales a escala nanométrica con la eficiencia y sofisticación de la catálisis bioquímica y representa una oportunidad para mejorar los procesos de transformación catalítica. Las transformaciones enzimáticas son ya muy usadas en procesos industriales, remediación ambiental y usos médicos demostrando proveer ventajas importantes. En este trabajo se sintetizaron nanocajas de Cu(OH)2 con un tamaño promedio de 170 nm para su uso como soporte en la conjugación de enzimas ligninolíticas. Estas enzimas catalizan la oxidación de un gran número de compuestos contaminantes. Las nanocajas fueron caracterizadas por difracción de rayos X, microscopía electrónica de transmisión, espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier, análisis termogravimétrico, espectroscopía UV-Vis y medición del potencial zeta. A través del análisis de rayos X se confirmó el arreglo ortorrómbico de las nanocajas, y los resultados de TEM mostraron que éstas están compuestas por nanocintas apiladas una sobre otra. Previo a la conjugación, las nanocajas fueron funcionalizadas con el compuesto (3-aminopropil)-trimetoxisilano (APTMS), y se confirmó mediante la técnica FTIR. Las enzimas lacasa (Lac) y peroxidasa versátil (VP) fueron conjugadas sobre la superficie de las nanocajas funcionalizadas. Los análisis de TEM, potencial zeta y UV-Vis confirmaron la presencia de las enzimas sobre las nanocajas. Las micrografías muestran una capa externa sobre la superficie, el cual no aparecía antes de la conjugación. El espesor promedio de las capas fue de 11 y 8 nm para la VP y lacasa, respectivamente, las cuales corresponden al diámetro promedio reportado para las enzimas. La cuantificación de proteína contenida en cada muestra de nanocajas-enzima fue realizada mediante el ensayo Bio-Rad. En los experimentos de actividad catalítica se utilizaron los sustratos ABTS y 2,6-dimetoxifenol. Las mediciones de actividad con nanocajas sin enzimas mostraron que éstas catalizan la oxidación de los sustratos en presencia de H2O2, la cual confirma su actividad peroxidasa intrínseca. Las nanocajas en las que se conjugó la enzima lacasa (nanocajas-Lac) presentaron mejor rendimiento catalítico que el reportado para la enzima libre, al contrario de las nanocajas-VP que su rendimiento se redujo considerablemente. La presencia de iones de cobre en el sitio activo de la lacasa y su reemplazamiento por el cobre de las nanocajas puede ser ...

Nanobiocatalysis is the combination of the unique properties of nanosized materials and the efficiency and sophistication of enzymes, and represent an opportunity niche to improve the catalytical transformations. Enzyme are widely used in industrial processes, environmental remediation and biomedical uses showing important advantages. In this work, Cu(OH)2 nanocages with an average size of 170 nm were synthesized to be used as a support for the conjugation of ligninolytic enzymes. These enzymes have the ability to degrade a wide range of pollutants. These nanocages were extensively characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, UV-Vis spectroscopy and zeta potential measurement. Through the XRD analysis, the orthorhombic arrangement of the nanocages was confirmed, and TEM images showed that the nanocages are composed of nanoribbons stacked around the particles. Before conjugation, the nanocages were functionalized with the reagent (3-aminopropyl)-trimethoxysilane (APTMS), and confirmed by the FTIR technique. Laccase (Lac) and peroxidase versatile (VP) enzymes were conjugated on the surface of the functionalized nanocages. The results of TEM, zeta potential and UV-Vis confirmed the presence of the enzymes in the nanocages. The micrographs showed an outer layer on the surface, which did not appear before conjugation. The average thickness of the layers was 11 and 8 nm for the VP and laccase, respectively, which correspond to the average diameter reported for each enzyme molecules. The quantification of protein was performed by the Bio-Rad assay. ABTS and 2,6-dimethoxyphenol were used as substrates in the catalytic activity determination. The catalytic activity of nanocages, without enzymes, showed that they are able to catalyze the oxidation of some substrates in the presence of H2O2, which confirms their peroxidase like activity. Nanocages-Lac exhibited better catalytic performance that the reported for the free enzyme, while activity of nanocages-VP was considerably reduced. The presence of copper ions in the enzyme´s activity site and the possible replacement by copper ions from the nanocage structure could be the origin for the better catalytic performance of laccase-conjugated nanocages.

Master thesis

nanocajas, hidróxido de cobre, lacasa, peroxidasa versátil, biorremediación nanocages, copper hydroxide, laccase, versatile peroxidase, bioremediation INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA DEL MEDIO AMBIENTE ELIMINACIÓN DE RESIDUOS ELIMINACIÓN DE RESIDUOS