Browsing by Author "Orduz Peralta, Sergio"
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Publication Búsqueda de nuevas toxinas de Bacillus Thuringiensis mediante la utilización de una línea de Aedes aegypti resistente.(2004) Orduz Peralta, Sergio; Corporación para Investigaciones Biológicas (CIB) (Medellín, Colombia)La incidencia del dengue, fiebre hemorrágica de dengue y síndrome de shock de dengue ha aumentado en los últimos años en la mayoría de los paises tropicales donde mosquitos del género Aedes son los principales vectores. Las estrategias de control por métodos químicos no han dado los resultados que se esperaba, y los altos costos de operación de este tipo de campañas permiten pensar que en el futuro los problemas se puedan agravar. Algunas bacterias entomopatógenas tambien se han incorporado a los programas de control como es el caso de Bacillus thuringiensis y Bacillus sphaericus. Sinembargo el uso de B. sphaericus en programas operativos de control de mosquitos vectores de enfermedades ha originado el desarrollo de resistencia en mosquitos de la especie Culex quinquefasciatus en India, Francia y Brasil (Rao et al., 1995, Regis et al., 1995); mientras que a nivel de laboratorio se ha demostrado que la resistencia de esta misma especie de mosquito a las toxinas de la bacteria B. thuringiensis subesp. israelensis (Georghiou and Wirth, 1997). Y más aún, tambien bajo condiciones de laboratorio se ha reportado resistencia cruzada en estas poblaciones de mosquitos a la toxina Cry11Ba1 de B. thuringiensis subesp. jegathesan. (Wirth et al., 1998). Por lo tanto se hace necesaria la búsqueda de nuevas cepas de B. thuringiensis mosquitocidas mediante un esquema de evaluación más ágil y riguroso. El objetivo de esta propuesta de investigación es seleccionar cepas de B. thuringiensis que expresen toxinas nuevas mediante su evaluación con una línea de Aedes aegypti resistente a las toxinas de Bacillus thuringiensis subesp. israelensis. La colonia de A. aegypti a ser usada en esta investigación fue establecida en 1991. El insectario donde se mantiene la colonia tiene un área de 120 m2 y necesita ser adecuado para regular las condiciones de humendad, temperatura y fotoperíodo. Para los experimentos de selección se producirá un lote de 11 litros de la bacteria B. thuringiensis subesp. israelensis que expresa las toxinas Cry4Aa, Cry4Ba, Cry11Aa y Cyt1Aa de acuerdo a la metodología desarrollada por Vallejo et al., (1999). El fermentado será concentrado por ultrafiltración tangencial y será secado en un mini spray dryier. Este polvo será almacenado a -20oC hasta su uso. Con el propósito de medir la potencia de la preparación que contiene las toxinas de B. thuringiensis subesp. israelensis y la susceptibilidad incial de la colonia de A. aegypti, se realizarán bioensayos con larvas de 3 dias de edad de A. aegypti. Como mínimo se usarán 5 concentraciones que den valores de mortalidad entre el 5 y el 98% a las 24 horas despues de la exposición a las toxinas. Cada dilución se evaluará por tripilicado y los bioensayos se realizarán en 3 dias diferentes. Los resultados de mortalidad serán evaluados por análisis Probit para determinar la concentración letal media (LC50) y la concentración letal 95 (LC95). La selección de la primera generación se realizará de acuerdo a la metodología empleada por Georghiou y Wirth (1997). La presión de selección será ajustada cada generación para producir 15 a 20% de sobrevivientes y obtener no menos de 5000 sobrevivientes en cada generación de selección, para lograr así, de 500 a 1000 adultos. Los sobrevivientes serán transferidos a bandejas con agua limpia y con comida para obtener pupas y adultos. El mantenimiento de una base de reproducción relativamente grande disminuirá la posibilidad de la aparición de deriva y cuellos de botella genéticos. Los bioensayos para determinar el nivel de resistencia basado en el LC50 y el LC95 se realizarán cada 3 generaciones. Durante el año de trabajo propuesto para la selección se espera realizar experimentos en 28 generaciones. El radio de resistencia (RR) de las poblaciones seleccionadas se calculará como el LC50 de la población resistente dividido por el LC50 de la población sin seleccionar. En la mediada en que el RR sea gande, mayor será la resistencia desarrollada.Publication Caracterización molecular de genes Cry y efectos biológicos de la delta endotoxina de cepas de bacillus thuringiensis (berline) recolectadas de diferentes regiones de Colombia(1996) Orduz Peralta, Sergio; Arango, Jairo; Gutiérrez, Diana; Arango Isaza, Rafael Eduardo; Amaya, L. D.; Uribe Vélez, Daniel; Ascencio, P.; Torifio, N.; Mora, S.; Reguero Reza, María Teresa Jesús; Buitrago Hurtado, Gustavo; Cerón Salamanca, Jairo Alonso; Universidad Nacional de Colombia (Bogotá); Corporacion para Investigaciones Biologicas.Publication Caracterización y secuenciación de un megaplásmido que codifica para las toxinas entomopatógenas en una cepa de Bacillus thuringiensis con actividad dual aislada en Colombia.(2005-10) Orduz Peralta, Sergio; Corporación para Investigaciones Biológicas (CIB) (Medellín, Colombia)El uso de la bacteria Bacillus thuringiensis (Bt) dentro de planes de manejo de insectos de importancia agrícola y en el área de la salud pública para el control de insectos vectores de enfermedades al hombre está ampliamente reportado. En la mayoría de las cepas estudiadas se ha encontrado que los genes de las toxinas de Bt se encuentran localizadas en plásmidos de alto peso molecular. Recientemente, Berry et al. (2002) han encontrado que en el caso de Bt serovar. israelensis (Bti), además de los genes de las toxinas activas para mosquitos, en el megaplásmido pBtoxis se encuentran también otros factores como una nueva toxina con dominio de unión para carbohidratos, lo que probablemente contribuye a la toxicidad total de Bti, además de factores de virulencia, posibles secuencias codificadoras de antibióticos, genes responsables de la germinación, etc, así como varios elementos móviles (transposones) que pueden estar involucrados en la dispersión de los genes de las toxinas hacia otras cepas y a la formación de nuevas toxinas. Además se ha identificados factores involucrados en la germinación y esporulación de esta bacteria lo cual podría tener implicaciones a nivel de mejoramiento de la producción industrial de este tipo de biopesticidas. Las mayores desventajas de Bt en el control biológico de insectos son: 1. la posible aparición de resistencia, y 2. el estrecho rango de acción. Por estas razones, la búsqueda y caracterización de cepas con actividad nueva o aumentada se ha convertido en el objetivo fundamental de muchos grupos de investigación en todo el mundo. Algunas de las cepas aisladas en Colombia por la Unidad de Biotecnología y Control Biológico de la Corporación para Investigaciones Biológicas han mostrado características compatibles con la solución de los problemas antes mencionados. Particularmente la cepa CIDT-CIB 146-14604 tiene actividad dual; es tóxica tanto para insectos del orden Coleoptera como del orden Lepidoptera. Estos órdenes contienen especies de insectos de gran importancia en agricultura, tanto en Colombia como en muchos países del mundo. Este tipo de cepas con actividad dual se encuentra de manera poco frecuente en la naturaleza, y por lo tanto, han tenido que ser desarrolladas en el laboratorio por medio de ingeniería genética, lo cual ha significado grandes dificultades en el proceso de registro de productos comerciales basados en este tipo de cepas recombinantes o transconjugantes. La toxicidad de Bt se debe a la presencia de proteínas toxicas contenidas en cristales paraesporales producidos durante la esporulación, las cuales pueden tener alta especificidad contra un determinado grupo de insectos (Höfte y Whiteley, 1989). Aunque la contribución de muchas de las toxinas individuales a la virulencia ha sido determinada, aún no se conoce bien todo su mecanismo de acción. Colin Berry (co-investigador de este proyecto), recientemente dirigió el proyecto de secuenciación nucleotídica completa de un megaplásmido de Bti, el cual codifica toxinas entomopatógenas donde se encontraron nuevas toxinas, factores de virulencia, posibles secuencias codificadoras de antibióticos, genes responsables de la germinación y esporulación, y secuencias codificadoras de transposones, que podrían determinan un nivel significativo de flujo genético en su ancestro. Sin embargo, aún no se tiene bien claro como son las rutas de dispersión de los plásmidos y su importancia en el proceso de toxicidad y en la generación de nuevas toxinas. Los recientes avances en la biología molecular permiten que la comparación de secuencias nucleotídicas o genómicas, tales como megaplásmidos, puedan contribuir a la determinación de factores adicionales involucrados en la toxicidad. Por otro lado, Sergio Orduz (investigador principal), ha estado a la vanguardia de la investigación en Colombia, con el fin de descubrir y caracterizar nuevas cepas entomopatogénicas. Una de estas nuevas cepas, Bt CIDT-CIB 146-14604, es de particular importancia.Publication De la innovación tecnológica al éxito comercial en biotecnología: un programa de formación-acción para promover bionegocios en Colombia.(2006-02) Orduz Peralta, Sergio; Corporación para Investigaciones Biológicas (CIB) (Colombia)Las hormigas cortadoras de hojas son una de las más importantes plagas que atacan cultivos de importancia económica en los países Latinoamericanos. El daño causado por estas hormigas es debido a la defoliación que causan en las plantas, lo cual reduce el tejido fotosintético y por lo tanto la productividad (Cortes, 1986). Se calculó que las pérdidas causadas por estas hormigas en Norte y Sur América podrían exceder los 1000 millones de dólares anuales (Lima, 1992). El material vegetal colectado por las hormigas es llevado al nido y utilizado como sustrato para cultivar el hongo simbionte del cual se alimentan; razón por la cual, estas hormigas han desarrollado diferentes estrategias para mantener libre de contaminantes el hongo simbionte, como son el cuidadoso aseo del interior de los nidos, el desarrollo de una capacidad olfativa que permite el reconocimiento y la discriminación de elementos nocivos para la colonia (Holldobler y Wilson, 1990; Currie et al., 1999). Debido a lo anterior, para la introducción de elementos biocontroladores dentro de las colonias de las hormigas, tales como hongos entomopatógenos o antagonistas, y conseguir un control efectivo, es necesario enmascarar la presencia de los hongos dentro de una formulación que tenga un olor altamente atractivo para las hormigas, con el fin de que estos insectos carguen el producto hasta el interior del hormiguero sin desarrollar conductas de rechazo hacia el formulado (Machado et al., 1988; Diehl-Fleig y Lucchese, 1991; Specht et al.,1994). La formulación de un producto biológico tiene como fin proporcionar de manera económica y fácilmente utilizable, un principio activo con viabilidad prolongada, alta tasa de transmisión de la enfermedad, persistencia de las conidias en el campo y de ser posible, contribuir a incrementar su efectividad. Además, se deben tener en cuenta en el proceso de formulación que factores ambientales como la temperatura, la humedad relativa, la precipitación, la radiación solar, el suelo, la vegetación y los agroquímicos aplicados pueden afectar la viabilidad de las conidias en el campo (Feng et al., 1994; Burges, 1998). En la Corporación para Investigaciones Biológicas (CIB), como resultado del trabajo en dos proyectos de investigación, anteriores, financiados por Colciencias ""Evaluación de cepas de Trichoderma sp. para el control de la hormiga arriera Atta cephalotes"" (código 2213-12-280-95) y ""Caracterización molecular y evaluación de la eficacia de cepas de Metarhizium anisopliae aisladas de reinas de la hormiga arriera Atta cephalotes para su control"" (código 2213-12-056), se logró la selección de una cepa de T. viride y otra de M. anisopliae, respectivamente, las que presentaron alta efectividad para el control de nidos de la hormiga cortadora de hojas A. cephalotes en bioensayos realizados en condiciones de laboratorio y campo preparado en formulaciones rústicas (López et al., 1999; López y Orduz, 1999; Ortiz y Orduz, 2001). Por lo tanto, en este proyecto se pretende realizar una formulación atractiva a las hormigas basadas en los hongos M. anisopliae y T. viride para el control de nidos de hormigas cortadoras de hojas y hacer su correspondiente evaluación en campo en distintas zonas de Colombia, y finalmente lograr un producto formulado que tenga potencial comercial. Las cepas de hongos que se utilizarán hacen parte de la colección de microorganismos de la Unidad de Biotecnología y Control Biológico de la CIB y serán cultivados en un medio de cultivo sólido para obtener conidias. Se realizará el estudio para determinar la forma más adecuada para el producto formulado y se evaluarán distintos elementos que actuaran como atrayente para enmascarar la presencia de los hongos y evitar que las hormigas generen conductas de defensa o rechazo (Machado et al., 1988). También se realizará al formulado un estricto control de calidad en el que se determinará la concentración de esporas y se realizarán pruebas de pureza, viabilidad.Publication Desarrollo de formulaciones comerciales de hongos antagonistas y entomopatógenos para el control de la hormiga arriera.(2005-02-05) Orduz Peralta, Sergio; Corporación para Investigaciones Biológicas (CIB) (Colombia)Las hormigas cortadoras de hojas son una de las más importantes plagas que atacan cultivos de importancia económica en los países Latinoamericanos. El daño causado por estas hormigas es debido a la defoliación que causan en las plantas, lo cual reduce el tejido fotosintético y por lo tanto la productividad (Cortes, 1986). Se calculó que las pérdidas causadas por estas hormigas en Norte y Sur América podrían exceder los 1000 millones de dólares anuales (Lima, 1992). El material vegetal colectado por las hormigas es llevado al nido y utilizado como sustrato para cultivar el hongo simbionte del cual se alimentan; razón por la cual, estas hormigas han desarrollado diferentes estrategias para mantener libre de contaminantes el hongo simbionte, como son el cuidadoso aseo del interior de los nidos, el desarrollo de una capacidad olfativa que permite el reconocimiento y la discriminación de elementos nocivos para la colonia (Holldobler y Wilson, 1990; Currie et al., 1999). Debido a lo anterior, para la introducción de elementos biocontroladores dentro de las colonias de las hormigas, tales como hongos entomopatógenos o antagonistas, y conseguir un control efectivo, es necesario enmascarar la presencia de los hongos dentro de una formulación que tenga un olor altamente atractivo para las hormigas, con el fin de que estos insectos carguen el producto hasta el interior del hormiguero sin desarrollar conductas de rechazo hacia el formulado (Machado et al., 1988; Diehl-Fleig y Lucchese, 1991; Specht et al.,1994). La formulación de un producto biológico tiene como fin proporcionar de manera económica y fácilmente utilizable, un principio activo con viabilidad prolongada, alta tasa de transmisión de la enfermedad, persistencia de las conidias en el campo y de ser posible, contribuir a incrementar su efectividad. Además, se deben tener en cuenta en el proceso de formulación que factores ambientales como la temperatura, la humedad relativa, la precipitación, la radiación solar, el suelo, la vegetación y los agroquímicos aplicados pueden afectar la viabilidad de las conidias en el campo (Feng et al., 1994; Burges, 1998). En la Corporación para Investigaciones Biológicas (CIB), como resultado del trabajo en dos proyectos de investigación, anteriores, financiados por Colciencias ""Evaluación de cepas de Trichoderma sp. para el control de la hormiga arriera Atta cephalotes"" (código 2213-12-280-95) y ""Caracterización molecular y evaluación de la eficacia de cepas de Metarhizium anisopliae aisladas de reinas de la hormiga arriera Atta cephalotes para su control"" (código 2213-12-056), se logró la selección de una cepa de T. viride y otra de M. anisopliae, respectivamente, las que presentaron alta efectividad para el control de nidos de la hormiga cortadora de hojas A. cephalotes en bioensayos realizados en condiciones de laboratorio y campo preparado en formulaciones rústicas (López et al., 1999; López y Orduz, 1999; Ortiz y Orduz, 2001). Por lo tanto, en este proyecto se pretende realizar una formulación atractiva a las hormigas basadas en los hongos M. anisopliae y T. viride para el control de nidos de hormigas cortadoras de hojas y hacer su correspondiente evaluación en campo en distintas zonas de Colombia, y finalmente lograr un producto formulado que tenga potencial comercial. Las cepas de hongos que se utilizarán hacen parte de la colección de microorganismos de la Unidad de Biotecnología y Control Biológico de la CIB y serán cultivados en un medio de cultivo sólido para obtener conidias. Se realizará el estudio para determinar la forma más adecuada para el producto formulado y se evaluarán distintos elementos que actuaran como atrayente para enmascarar la presencia de los hongos y evitar que las hormigas generen conductas de defensa o rechazo (Machado et al., 1988). También se realizará al formulado un estricto control de calidad en el que se determinará la concentración de esporas y se realizarán pruebas de pureza, viabilidad.Publication Development of potato lines with possible resistance to teciasolanivora and phthorimaea apercullela(1999) Arango Isaza, Rafael Eduardo; Orduz Peralta, Sergio; Rodríguez Beltrán, Esperanza; Jaramillo Villegas, Sonia del Carmen; Hoyos Sánchez, Rodrigo Alberto; Trujillo Trujillo, Carolina María; Rodríguez Arango, E.; Jaramillo Villegas, Sonia del Carmen; Universidad Nacional de Colombia (Medellin); Corporacion para Investigaciones Biologicas.Publication Producción de bioinsecticidas de utilidad en agricultura(Empresa colombiana de productos veterinarios Vcol SA., 2004-11) Infante Garzón, Sonia; Orduz Peralta, Sergio; Unidad de Biotecnología y Control BiológicoDesde hace varias décadas la agricultura ha estado fuertemente sujeta al uso de químicos orientados a la sanidad de cultivos, los cuales debido a su aplicación continua y en ocasiones indiscriminada han provocado problemas significativos dentro de los cuales se pueden citar contaminación ambiental, riesgos a la salud humana, incremento en el costo de producción e incluso dificultades de manejo agronómico, debido a la generación de resistencia de las plagas a los mencionados productos. · Teniendo en cuenta lo descrito, desde hace varias décadas al plantearse la importancia del manejo integrado de plagas se incluyo el uso del control biológico ejercido por diversos organismos como bacterias, hongos, insectos, nematodos etc que al ser identificados como enemigos naturales de los agentes dañinos, pudieran aprovecharse en forma comercial.Publication Producción de bioinsecticidas de utilidad en agricultura y salud pública(1996) Orduz Peralta, Sergio; Empresa Colombiana de productos Veterinarios Vecol S.A.Publication Selección de tolerancia a fungicidas en aislamiento de Trichoderma con alta capacidad antagónica.(2004) Orduz Peralta, Sergio; Corporación para Investigaciones Biológicas (CIB) (Medellín, Colombia)Los fungicidas son un elemento crucial para el mantenimiento de la industria agroalimentaria, pero la tendencia acentuada a disminuir los costos de producción, los niveles de residuos químicos en los productos agrícolas, el respeto por el medio ambiente y la falta de fungicidas eficaces en muchos casos, sitúa al control biológico como una alternativa o al menos como un importante complemento en el manejo integrado de plagas. Una estrategia del control biológico radica en el uso de hongos antagonistas como Trichoderma, hongo nativo del suelo que crece y se desarrolla sobre sustrato orgánico en descomposición y que presenta propiedades antagónicas sobre varios hongos fitopatógenos del suelo. Su capacidad biocontroladora se basa en la competencia por nutrientes, la producción de metabolitos antifúngicos, de enzimas hidrolíticas de pared celular, y el micoparasitismo (Jeffries y Young, 1994; Haran et al., 1995). Estas propiedades han permitido su uso como agente de control biológico para varios problemas fitosanitarios ocasionados por Phytophthora, Fusarium, Rhizoctonia, Phytium y Sclerotium (Restrepo et al., 2001; Hoyos et al.,2001). A su vez, Trichoderma es de fácil producción y su gran potencial reproductivo permite obtener niveles de inóculo muy altos en poco tiempo (Bell et al., 1982). La integración de un agente de control biológico en un programa de manejo integrado de plagas y enfermedades es importante por dos razones: por un lado la disminución en el uso y frecuencia de fungicidas produce menor acumulación de residuos en el medio ambiente y por el otro, al estar la población del patógeno menos expuesta a los fungicidas hay menor presión para el desarrollo de resistencia a los mismos (Elad et al., 1993). Sin embargo, la eficiencia biocida y particularmente en hongos antagonístas se ha visto disminuida en campo, debido a la continua aplicación a altas concentraciones de fungicidas. Lo que ha traído como consecuencia el descenso de las poblaciones del hongo antagonista incluso a niveles inferiores con respecto a las del hongo fitopatógeno, a tal grado que el antagonista no pueden alcanzar la densidad poblacional requerida para prevenir daños por el crecimiento rápido de la enfermedad (Lenteren y Woets, 1988). Una alternativa a este problema lo constituye la utilización de hongos antagonistas capaces de tolerar las concentraciones de los fungicidas aplicados en campo. Trabajos previos, han demostrado que es posible la inducción de esta resistencia (Tognolly et al., 2001; Ortiz et al., 1995; Deyle et al, 1997; Svircev et al., 2000;). El estudio de los fitopatógenos que han desarrollado resistencia en campo a un determinado fungicida ha permitido dilucidar que un comportamiento de resistencia obedece a mutaciones genéticas en el fitopatógeno, las cuales se manifiestan por la reducción de la sensibilidad a los agroquímicos y su consiguiente pérdida de eficacia (Brent, 1995). Dependiendo del modo de acción del ingrediente activo del fungicida, pueden afectarse uno o varios genes; los fungicidas protectantes tienen efecto preventivo y crean mutaciones en diferentes genes puesto que su blanco de acción es multisitio; en contraste con los fungicidas sistémicos, que tienen efecto erradicante y acción sobre un gen específico. (Goldman et al., 1993; Deyle et al., 1997; Yan y Dickman, 1996; Yamamoto y Baird, 1999). Dentro de los mecanismos usados para el desarrollo de resistencia a fungicidas en hongos se reportan 2 estrategias de mutación; la primera es la exposición del hongo a diferentes concentraciones de fungicidas y la segunda es la radiación del hongo con luz ultravioleta (De Cal et al., 1994, Weeds, et al., 1998; Tognolly et al., 2001).