Revista Colombiana de Biotecnología

Biological control: Path to modern agriculture

Evaluation of chitosan as a natural coagulant for fish effluents treatment

RESUMEN El uso de polímeros orgánicos para el tratamiento de aguas residuales a través de procesos de coagulación/floculación presenta ventajas sobre el uso de coagulantes inorgánicos, debido a la biodegradabilidad y la baja toxicidad en el agua de estos. El quitosano es un biopolímero que se ha utilizado como coagulante en el tratamiento de aguas residuales. En este estudio, se evaluó el quitosano como coagulante natural utilizado en la clarificación de efluentes piscícolas en tecnología biofloc (BFT) y en sistema de recirculación acuícola (RAS). Se implementó un diseño experimental completamente aleatorizado, de una vía, con efectos fijos. Los ensayos del agua se llevaron a cabo por el método de jar-test, donde se aplicaron dosis de quitosano de 3, 6, 9, 12 y 15 mg/L. Se analizó el efecto estadístico de la dosis de quitosano en la eliminación de la turbidez, sólidos suspendidos totales (SST) y sólidos suspendidos volátiles (SSV) del agua. Se encontró efecto del quitosano sobre la turbidez, dosis de 9 mg/L logró remociones del 88% y valores de 3.9 NTU (con error < 0.05). Sin aplicar quitosano al efluente, se lograron remociones de 78.2 y 76.7% para SST, SSV respectivamente. El quitosano permitió eliminar turbidez del efluente (BFT).

ABSTRACT Using organic polymers for wastewater treatment through coagulation/flocculation processes is more advantageous than current approach based on inorganic coagulants, due to the former's biodegradability and low toxicity in the water. Chitosan is a biopolymer that has been used as coagulant in wastewater treatment. In this study, chitosan was evaluated as a natural coagulant used in the clarification of fish effluents in biofloc technology (BFT) and aquaculture recirculation system (RAS). A one-way completely randomized experimental design with fixed effects was implemented. The water clarification tests were conducted using the jar test method with chitosan doses of 3, 6, 9, 12 and 15 mg/L. The chitosan dose effect was analyzed as natural coagulant on the removal of the water's turbidity, total suspended solids (SST) and volatile suspended solids (SSV). The effect of the chitosan load on the turbidity removal was found, as optimal dose of 9 mg/L for 88% with final turbidity value of 3.9 NTU (with significance < 0.05). In absence of chitosan, only values of 78.2 and 76.7% for SST and SSV were reached, respectively. Chitosan allowed the removal of turbidity from the water (BFT).

Morphological and molecular characterization of Oxalis tuberosa Mol. in the department of Boyacá

RESUMEN Dentro de los tubérculos andinos de mayor importancia, después de la papa, se encuentra la ibia (Oxalis tuberosa Mol.) ya que constituye un alimento básico para las comunidades campesinas. Boyacá es uno de los departamentos de Colombia, en donde todavía existe la tradición de cultivar y consumir tubérculos como los cubios, ullucus y rubas o ibias, sin embargo están amenazados por la erosión genética. No existen estudios sobre estos recursos fitogenéticos en Boyacá, por lo cual el objetivo de esta investigación fue colectar y caracterizar morfológica y molecularmente materiales de ibias en este departamento. El análisis morfológico mostró que las características más discriminantes fueron: color de los tallos aéreos, pigmentación de las axilas, color del follaje, color de la flor, color del pedúnculo y pedicelo, color predominante de la superficie del tubérculo, color secundario de la superficie del tubérculo, color predominante y secundario de la pulpa, distribución del color secundario de la pulpa y forma de los tubérculos. El análisis de similitud diferenció a los materiales en dos grandes grupos, de acuerdo principalmente a características morfológicas como el color y hábito de floración. El valor de heterocigosidad promedio para la población total fue de 0.39 el cual se considera alto al compararse con otros estudios de diversidad genética en ibias. El análisis de varianza molecular y el Fst (coeficiente de diferenciación genética) muestran que existe una alta variabilidad genética entre los materiales de ibias evaluados la cual debe ser conservada y aprovechada dentro de futuros programas de mejoramiento.

ABSTRACT Among the most important Andean tubers, after potato, is the ibia (Oxalis tuberosa Mol.) because it is a staple food for peasant communities. Boyacá in one of the departments of Colombia, where there is still tradition to grow and consume tubers like cubios, ullucus and rubas or ibias; however, they are threatened by genetic erosion. There are no studies on these plant genetic resources in Boyacá, therefore the goal of this research was to collect and morphological and molecularly characterize ibias in this department. Morphological analysis showed that the most discriminate characteristic were color aerial stems, pigmentation armpits, foliage color, flower color, color peduncle and pedicel, predominant color of the tuber surface, secondary color of the surface tuber, dominant and secondary color of the pulp, distribution of secondary pulp color and shape of tubers. The similarity analysis discriminate the materials in two groups according mainly to morphological characteristics such as color and flowering habit. The value of average heterozygosity for the total population was 0.39, which is considered high when compared with other studies of genetic diversity in ibias. The analysis of molecular variance and Fst (coefficient of genetic differentiation) show that existed a high genetic variability among the ibias evaluated which it should be maintained and exploited in future breeding programs of Andean tubers.

Gene expression of mica, micb and ulbp (1-6) ligands of the NKG2D receptor of natural killer cells and metalloproteinases adam10, adam17 and mmp14 in cells lines of cervical cancer

RESUMEN El CCU es la segunda causa de muerte en mujeres de nuestro país. Dentro de los primeros mecanismos de defensa del hospedero se encuentra la respuesta inmune de las células NK y su función lítica a expensas de su receptor activador NKG2D, el cual posee como ligandos mica, micb y ulbp (1-6), los cuales se expresan en células transformadas y/o infectadas por virus. Uno de los mecanismos de evasión por parte de la célula tumoral es el clivaje de estas proteínas a través de metaloproteinasas como adam10, adam17 y mmp14. Se analizó la expresión de estos ligandos y metaloproteinasas mediante PCR tiempo real, en lineas celulares de referencia para cáncer cervical como HeLa (positiva para VPH-18) y C33A (negativa para VPH). Se obtuvieron valores representativos de expresion relativa genica con diferencias significativas asi: mmp14 en linea HeLa (p= 0.006); y mica y ulbp-3 en la linea C33A (p= 0.020 y p=0.003 respectivamente). Por lo tanto, se podría sugerir que la expresión de mmp14 se encuentra posiblemente involucrados con la presencia de VPH causante del cancer cervical y la respuesta inmunne innata desarrollada.

ABSTRACT Cervical cancer is the second leading cause of death in women in our country. Within the first host defense mechanisms is the immune response of NK cells and their lytic function at the expense of its NKG2D receptor activator which has as ligands mica, micb and ulbp (1-6), which are expressed in transformed cells and / or virally infected. One of the mechanisms of evasion by the tumor cell is the cleavage of these proteins through metalloproteinases as adam10, adam17 and mmp14. We analyzed the expression of these ligands and metalloproteinases by real time PCR, in reference to cell lines HeLa cervical cancer (positive for HPV-18) and C33A (negative for HPV). We obtained representing relative gene expression with significant differences from the other lines of study as follows: mmp14 in HeLa (p = 0.006); and mica and ulbp-3 in C33A (p = 0.020 and p = 0.003 respectively). Thus one might suggest that the expression of mmp14 is possible involved with HPV presence causing high risk of cervical cancer and innate inmunne response developed.

Comparative study of the production of biomass in surface fermentation and in the liquid state of macromycetes with different nutrient sources

RESUMEN Los macromicetos han adquirido gran interés por su importancia alimenticia, terapéutica y económica, razón por la cual es necesario enfocar esfuerzos en la búsqueda de optimizar su producción de biomasa. El presente trabajo buscó determinar y comparar el efecto de la fermentación líquida (FEL) y superficial (FeSup) (medio solido) sobre la producción de biomasa de Flammulina velutipes, Hypsizigus tessulatus y Grifola frondosa empleando seis fuentes de nutrientes de bajo costo: harina de soja, trigo integral, maíz blanco, maíz amarillo precocido, salvado de trigo y semillas de linaza molida. Los resultados de la FeSup permitieron determinar que la especie de mayor crecimiento radial, indistintamente de la fuente de nutrientes, es F. velutipes seguida de H. tessulatus y por ultimo G. frondosa. Adicionalmente, la mayor producción de biomasa con FeSup se observa para F. velutipes y H. tessulatus (6,4480 g/L y 5,7320 g/L, respectivamente) Por el contrario, para la FEL, G. frondosa (11,4620 g/L) es la especie de mayor producción. La comparación en la producción de biomasa empleando FEL y FeSup, evidenció que los resultados son dependientes de la técnica de cultivo y que la FeSup no puede ser empleada para la selección preliminar de hongos macromicetos, enfocada en la producción de biomasa por FEL.

ABSTRACT Macromycetes have acquired great interest because of their nutritional, therapeutic and economic importance, which is why it is necessary to focus efforts in the search to optimize their biomass production. The present work sought to determine and compare the effect of liquid fermentation (FEL) and surface fermentation (FeSup) (solid medium) on the biomass production of Flammulina velutipes, Hypsizigus tessulatus and Grifola frondosa using six sources of low cost nutrients: soybeans, whole wheat, white corn, precooked yellow corn, wheat bran and ground flax seed. The results of the FeSup allowed to determine that the species with the highest radial growth, indistinctly from the nutrient source, is F. velutipes followed by H. tessulatus and finally G. frondosa. Additionally, the highest biomass production with FeSup is observed for F. velutipes and H. tessulatus (6.4480 g/L and 5.7320 g/L, respectively) On the contrary, for the FEL, G. frondosa (11.4620 g/L) is the species with the highest production. The comparison in the production of biomass using FEL and FeSup, showed that the results are dependent on the culture technique and that the FeSup cannot be used for the preliminary selection of fungi macromycetes, focused on the production of biomass by FEL.

Effect of compost on the rhizospheric bacteria diversity in mulberry (Morus alba) crops

RESUMEN La producción orgánica de seda incluye la aplicación de compost como practica de cultivo en morera (Morus alba), sin embargo, el efecto de la fertilización orgánica en las poblaciones de bacterias rizosféricas no siempre es positivo. Para evaluar el efecto del compost en la diversidad de bacterias rizosféricas en cultivos de morera (Morus alba), se aplicaron 0, 0.25, 0.5 y 1 kg.m-2 de compost a parcelas con morera dispuestas en un diseño en bloques completos al azar. De cada parcela se extrajo ADN del suelo rizosférico a los 0, 5, 10 y 90 días de aplicado el compost y se amplificó la región V4 del gen ADNr 16S para su secuenciación y asignación taxonómica de los OTUS. Los índices de diversidad alpha mostraron la dominancia de algunos grupos taxonómicos, como los phyla Proteobacteria y Acidobacteria y los géneros Pseudomonas, Opitutus, Luteolibacter y Nitrospir. La diversidad beta indicó similitud entre las muestras influenciadas por la aplicación compost y el incremento de la diversidad en las parcelas muestreadas al final del experimento (90 días). Los grupos taxonómicos dominantes se caracterizan por su función en el ciclo del nitrógeno. Así, se concluyó que la aplicación de 1 kg.m-2 llevó al aumento de la humedad del suelo, el pH y la disponibilidad de nutrientes, lo que incremento la diversidad de bacterias rizosféricas con cambios positivos en composición, riqueza y abundancia en los niveles de orden, familia y género.

ABSTRACT The organic silk production includes the application of compost as cultivation practice to the mulberry crop. However, the effect of the organic fertilization on populations of rhizospheric bacteria is not always positive. To evaluate the effect of compost on the diversity of rhizospheric bacteria in mulberry crops (Morus alba), 0, 0.25, 0.5 and 1 kg.m-2 of compost was applied to mulberry plots arranged in a completely randomized blocks design. From each plot, DNA was extracted from the rhizospheric soil at 0, 5, 10 and 90 days after compost was applied and the V4 region of the 16S rDNA gene was amplified for its sequencing and taxonomic assignment of the OTUS. Alpha diversity indices showed the dominance of some taxonomic groups, such as the phyla Proteobacteria and Acidobacteria, and the genera Pseudomonas, Opitutus, Luteolibacter and Nitrospira. The beta diversity indicated similarity between the samples influenced by the compost application and the increase of the biodiversity in the plots sampled at the end of the experiment (90 days). The taxonomic groups dominated are characterized by their role in the nitrogen cycle. Thus, it was concluded that the application of 1 kg.m-2 of compost led to the increase of ground humidity, soil pH and nutrient availability which increased the rhizospheric bacteria diversity with positive changes in composition, richness and abundance at order, family and genera levels.

Contracts for access to genetic resources and patent applications in Colombia: Myths and realities

RESUMEN Se realiza un análisis empírico y actualizado de las solicitudes de patente en trámite ante la oficina colombiana de patentes y que requieren de contrato de acceso a recursos genéticos y/o productos derivados (CARG o PD). Se identifican 15 casos y a partir del análisis del trámite, se describen los principales mitos existentes sobre este tema, analizando para cada uno si se trata de afirmaciones ciertas o falsas. Se destaca que hay mejoras en los tiempos y número de contratos de acceso firmados por parte del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS), que los solicitantes de patente y/o apoderados no están haciendo un correcto uso de la declaración juramentada o divulgación de origen sobre uso de recursos genéticos y/o productos derivados, y que aún se debe mejorar en la identificación de casos que requieren CARG o PD por parte de la Superintendencia de Industria y Comercio (SIC). Asimismo, se estudian las obligaciones adquiridas por los firmantes del CARG o PD y los beneficios monetarios y no monetarios acordados con el MADS, encontrando que mientras las obligaciones suelen ser estándar para todos los CARG o PD, los beneficios pactados tanto monetarios como no monetarios sí son distintos. Se enuncian estadísticas actualizadas de los contratos de acceso firmados. Se concluye identificando los principales temas y destinatarios que deben reforzarse en las capacitaciones de estos asuntos y los espacios para mejorar la interacción entre el MADS, la SIC y los usuarios e investigadores.

ABSTRACT An empirical and updated analysis is made of the patent applications that are processed in the Colombian patent office and that require a contract for access to genetic resources or derivatives (CARG or PD). 15 cases of this type of requests are identified and from the study of the process, the main existing myths on this subject are identified, analyzing for each one whether they are true or false statements. It is highlighted that there are improvements in the times and number of access contracts signed by the Ministry of Environment and Sustainable Development (MADS), that patent applicants and /or attorneys are not making a correct use of the sworn statement about the use of genetic resources or PD, and that still needs to be improved in the identification of cases that require CARG or PD by the Patent Office Superintendence of Industry and Commerce (SIC). Likewise, the obligations acquired by the signatories of the CARG or PD and the monetary and non-monetary benefits that the MADS is demanding are analyzed, finding that while the obligations are usually standard for all the CARG or PD, the agreed benefits, both monetary and non-monetary are different. It concludes by identifying the main topics and actors on which the training on these issues should be reinforced and the spaces to improve the interaction between the patents and environmental authorities.

Development and characterization of silk fibroin films for condral reparation

RESUMEN La fibroína de seda es una proteína que ha demostrado ser un biomaterial con gran potencial en medicina regenerativa, por sus características de biocompatibilidad y su amplia posibilidad de modificación estructural permite ser usada como andamio favoreciendo procesos de crecimiento, diferenciación celular y la regeneración del tejido afectado. En este estudio se utilizaron capullos de gusano de seda Bombyx mori L., para la fabricación de películas de fibroína, los capullos fueron desgomados utilizando Na2CO3 0,02M, la fibroína obtenida se disolvió con LiBr 9,3M, el cual fue eliminado mediante diálisis y finalmente la solución de fibroína fue concentrada mediante contradiálisis. La fibroína fue servida en cajas de poliestireno, secadas a 90°C/24 horas y esterilizadas con etanol al 70%. Células madre mesenquimales fueron sembradas sobre estas películas de fibroína e inducidas a diferenciación utilizando un medio condrogénico especifico. La diferenciación fue evaluada por triplicado a los 14 y 21 días mediante extracción de ARN total, síntesis de ADN copia y amplificación por PCR de un grupo de genes específicos de cartílago empleando cebadores específicos. Se fabricaron películas de fibroína estables y resistentes que permitieron el crecimiento y la multiplicación celular, así como la diferenciación condrogénica evidenciada por la expresión de genes condrogenicos, no se afectó la viabilidad ni el recuento celular, las células interactuaron con el andamio evidenciado por el área de tapizado formado sobre la superficie de la película de fibroína. Finalmente se concluye que la fibroína de seda es un biomaterial que puede servir de andamio potencial para la regeneración de lesiones articulares.

ABSTRACT Silk fibroin is a protein that has been shown to be a biomaterial with great potential in regenerative medicine, due to its biocompatibility characteristics and its wide possibility of structural modification can be used as scaffold, favoring growth processes, cell differentiation and the regeneration of affected tissue. Bombix mori L. silkworm cocoons were used to make fibroin films, the silk fibroin were degummed using 0.02M Na2CO3, the obtained fibroin was dissolved with 9.3M LiBr, which was eliminated by dialysis and finally the fibroin solution was concentrated to 17% by counterdialysis. The fibroin was served in polystyrene boxes, dried at 90°C/24 hours and sterilized with 70% ethanol. The mesenchymal stem cells were seeded on fibroin films and induced differentiation using a specific chondrogenic medium. Differentiation was assessed in triplicate at 14 and 21 days by total RNA extraction, DNA synthesis copy and PCR amplification of a group of cartilage-specific genes using specific primers. Stable and resistant fibroin films that allowed cell growth and multiplication were fabricated, as well as the chondrogenic differentiation evidenced by the expression of chondrogenic genes, the viability and the cell count were not affected, the cells interacted with the scaffolding evidenced by the area of upholstery formed on the surface of the fibroin film. Finally, it is concluded that silk fibroin is a biomaterial that can serve as a potential scaffold for the regeneration of joint injuries.

Antibacterial pigment production by Serratia marcescens using different casein types obtained from milk

ABSTRACT Prodigiosin, a pigment produced by Serratia marcescens inhibits the growth of different microorganisms and the proliferation of some human cancer cell lines. Prodigiosin is usually produced by fermentations of substrates such as starch and proteins, and pigment yield depends on the concentration of the carbon source, stirring speed of cultures, temperature and time of incubation, nitrogen sources, and pH of medium. In the present study, pigment production was assessed using two types of casein as substrate; pigment yield was greater when casein precipitated with vinegar was used as substrate than when high purity casein was. The maximum prodigiosin production was achieved with 10 g/L casein at pH 8.0. Additionally, supplementation of culture media with glucose was found to considerably decrease prodigiosin production and growth inhibition of Staphylococcus aureus, which is directly related to pigment yield. Production in stirred-tank bioreactor at 0.75 vvm aeration was higher than that at 0.5 and 1.0 vvm. Substrate type, concentration and pH affected pigment production in Erlenmeyer flasks, whereas aeration rate influenced pigment production in a stirred-tank bioreactor.

RESUMEN La prodigiosina es un pigmento producido por Serratia marcescens que inhibe el crecimiento de diferentes microorganismos y la proliferación de algunas líneas celulares de cáncer humano. La prodigiosina generalmente se produce a través de fermentaciones con sustratos como almidón y proteínas y su producción depende de la concentración de la fuente de carbono, la velocidad de agitación en los cultivos, la temperatura y el tiempo de incubación, las fuentes de nitrógeno y el pH del medio. En este trabajo se evaluó la formación de pigmento usando dos tipos de caseína como sustrato; la producción de pigmento fue mayor cuando se utilizó caseína precipitada con vinagre que cuando se utilizó caseína de alta pureza. La máxima concentración de prodigiosina se logró con 10 g/L de caseína a un pH de 8.0. Se encontró además que suplementar los medios de cultivo con glucosa disminuye considerablemente la producción de prodigiosina y la inhibición de Staphylococcus aureus, la cual está relacionada directamente con la producción de pigmento. La producción en biorreactor de tanque agitado con una aireación de 0.75 vvm fue mayor que con 0.5 y 1.0 vvm. El tipo de sustrato, la concentración y el pH afectaron la producción de pigmento en Erlenmeyer mientras que la velocidad de aireación influyó sobre la producción de pigmento en biorreactor de tanque agitado.

Evaluation of the biotechnological potential of a promoter derived from passion fruit leaf distortion virus (PLDV), a begomovirus that infects passionfruit

RESUMEN Los avances biotecnológicos en plantas requieren la bioprospección de nuevos promotores para la expresión de genes de interés agronómico, en particular, es necesario caracterizar nuevos promotores con expresión tejido específica. El objetivo de esta investigación fue evaluar la actividad de expresión del promotor del gen AV1 que codifica para la proteína de la cápside (CP) del virus de la distorsión de la hoja de maracuyá (Passion fruit leaf distortion virus, PLDV) mediante ensayos transitorios de biobalística de baja presión. Se realizó un análisis de la región promotora del gen AV1 empleando herramientas bioinformáticas. Se construyó una fusión traduccional (CP-PLDV-GUS), que porta la región promotora del gen AV1 de PLDV fusionada al gen reportero uidA (GUS). CP-PLDV-GUS fue bombardeado sobre hojas de plántulas de tabaco cultivadas in vitro empleando una pistola de genes. Como control positivo se utilizó el plásmido pBI121 que porta el gen GUS bajo el control del promotor 35S de CaMV. Se llevaron a cabo 11 repeticiones, donde la unidad experimental fue la hoja y la variable de respuesta, la expresión transitoria del gen GUS representado por el número de puntos azules observados en las hojas bombardeadas. Como resultado, el análisis estadístico no paramétrico demostró que existe evidencia muestral suficiente para confirmar que, tanto el promotor AV1 del PLDV y 35S de CaMV presentan una actividad de expresión semejante. Finalmente, el promotor del gen AV1 de PLDV mostró una fuerte actividad de expresión del gen reportero en las células del mesófilo de las hojas, el cual podría ser usado para conferir expresión tejido específica en plantas transgénicas.

ABSTRACT Biotechnological advances in plants require the bioprospecting of new promoters for the gene´s expression of agronomic interest, in particular, it is necessary to characterize new promoters with tissue-specific expression The objective of this research was to evaluate the expression activity of the AV1 gene promoter that codes for the capsid protein (CP) of the Passion fruit leaf distortion virus (PLDV) by means of transient tests of low pressure biobalistics. An analysis of the promoter region was carried out using bioinformatics tools. A CP-PLDV-GUS translational fusion was constructed, which carries the promoter region of the AV1 gene of PLDV fused to the uidA reporter gene (GUS). CP-PLDV-GUS was bombarded on leaves of tobacco seedlings grown in vitro using a gene gun. As a positive control pBI121 carrying the GUS gene under the control of the 35S promoter of CaMV was used. It was carried out 11 repetitions where the experimental unit was the leaf and the response variable the transient expression of the GUS gene represented by number of blue dots observed in the bombarded leaves. As a result, the non-parametric statistical analysis showed that there is sufficient sample evidence to confirm that both the AV1 promoter of PLDV and 35S of CaMV exhibit similar expression activity. Finally, the promoter of the AV1 gene of PLDV showed a strong activity of expression of the reporter gene in the leaf mesophyll cells, which could be used to confer tissue-specific expression in transgenic plants.

Microalgae protoplasts isolation and fusion for biotechnology research

ABSTRACT Protoplasts are microbial or vegetable cells lacking a cell wall. These can be obtained from microalgae by an enzymatic hydrolysis process in the presence of an osmotic stabilizer. In general, protoplasts are experimentally useful in physiological, genetic and biochemical studies, so their acquisition and fusion will continue to be an active research area in modern biotechnology. The fusion of protoplasts in microalgae constitutes a tool for strain improvement because it allows both intra and interspecific genetic recombination, resulting in organisms with new or improved characteristics of industrial interest. In this review we briefly describe the methodology for obtaining protoplasts, as well as fusion methods and the main applications of microalgal platforms.

RESUMEN Los protoplastos son células microbianas o vegetales que carecen de pared celular. Estos pueden obtenerse a partir de microalgas por un proceso de hidrólisis enzimática en presencia de un estabilizador osmótico. En general, los protoplastos son experimentalmente útiles en estudios fisiológicos, genéticos y bioquímicos, por lo que su obtención y fusión continuarán siendo un área de investigación activa en la biotecnología moderna. La fusión de protoplastos en microalgas constituye una herramienta para el mejoramiento de cepas pues permite la recombinación genética intra e interespecífica, logrando así organismos con nuevas características de interés industrial. En esta revisión, describimos brevemente la metodología para obtener protoplastos, métodos de fusión y las principales aplicaciones de las plataformas basadas en microalgas.

Biotechnological valorization of agro industrial and household wastes for lactic acid production

ABSTRACT Lactic acid (LA) is an organic compound used in several industries, such as food, textile, chemical, and pharmaceutical. The global interest in this product is due to its use for the synthesis of numerous chemical compounds, including polylactic acid, a biodegradable thermoplastic and substitute for petroleum-derived plastics. An in-depth overview of the use of industrial and household wastes as inexpensive substrates in order to reduce the cost of LA production is presented. A review is carried out of the biotechnological aspects that must be taken into account when using some wastes with high transformation potential to produce LA in a submerged culture, as well recommendations for their use. The advantages and disadvantages of different types of treatments used for the transformation of waste into suitable substrates are considered. Several methods of fermentation, as well as genetic strategies for increasing the production, are summarized and compared. It is expected that in a few years there will be many advances in these areas that will allow greater large-scale production of LA using agroindustrial or household wastes, with potential positive economic and environmental impact in some regions of the planet.

RESUMEN El ácido láctico (AL) es un compuesto orgánico utilizado en diferentes industrias como la alimentaria, textil, química y farmacéutica. El interés mundial en este producto se debe a su uso para la síntesis de numerosos compuestos químicos, entre los que se incluye el ácido poliláctico, un termoplástico biodegradable y substituto del plástico derivado del petróleo. En este artículo se presenta una descripción general y en profundidad, del uso de residuos agroindustriales y domésticos como sustratos económicos para reducir los costos de producción del AL. La revisión aborda los aspectos biotecnológicos que deben ser considerados al utilizar algunos residuos con alto potencial de transformación para producir AL en un cultivo sumergido, así como algunas recomendaciones para su uso. Además, se consideran las ventajas y desventajas de diferentes tipos de tratamientos empleados para la transformación de residuos en sustratos adecuados. Finalmente, se resumen y comparan varios métodos de fermentación, así como estrategias genéticas para incrementar la producción de ácido láctico. Se espera que en pocos años existan más avances en esta área, que permitan una mayor producción de AL a gran escala usando residuos agroindustriales y domésticos, con un impacto económico y ambiental positivo, en algunas regiones del planeta.

Adaptation of the acreman method for cleaning plants in lemna minuta (araceae: lemnoideae)

RESUMEN Lemna minuta es una macrófita flotante de amplia distribución en ecosistemas lénticos, que puede ser útil en el desarrollo de experimentos ecofisiológicos y ecotoxicológicos debido a su potencial sensibilidad a contaminantes acuáticos como toxinas y metales pesados. Para estos, inicialmente se deben establecer cultivos axénicos con sus poblaciones bajo condiciones de laboratorio, los cuales requieren técnicas de limpieza para sus frondas que aún no han sido definidas. Se adaptó el método de Acreman en su tiempo de exposición y concentración de hipoclorito de sodio, propuesto para la desinfección de las especies pertenecientes al género Lemna L. (Lemnoideae) a partir de colonias nativas. Las colonias se obtuvieron de un humedal de la ciudad de Bogotá, y posteriormente se aclimataron y desinfectaron en diferentes tiempos y soluciones de hipoclorito. Los resultados más adecuados para la remoción de algas epífitas y otros microrganismos de las frondas, sin presentar alta mortalidad de las colonias, se obtuvieron, respectivamente, en las concentraciones 0,5 % (45 y 30 segundos) y 0,25 % (60 segundos) de hipoclorito. Por el contrario, el tiempo de exposición de 60 segundos propuesto por el método Acreman (0,5%) resultó en la mortalidad total de las frondas (100 %). Se sugiere utilizar una solución de hipoclorito de sodio 0,5% en un tiempo de exposición menor o igual a 45 segundos para la desinfección de colonias de L. minuta con fines experimentales.

ABSTRACT Lemna minuta is a floating macrophyte widely distributed in lentic ecosystems, which may be useful for development of ecophysiological and ecotoxicological experiments, due to its sensitivity to water pollutants such as toxins and heavy metals. Axenic cultures and cleaning techniques of fronds from their populations under laboratory conditions have not yet been defined. Acreman method was modified in exposure time and concentration of sodium hypochlorite for disinfection from native colonies of species belong to genus Lemna L. (Lemnoideae). The colonies were obtained from an urban wetland of Bogota city, and they were acclimatized and disinfected at different times with hypochlorite solutions. The most suitable results for the removal of epiphytic algae and other microorganisms of the fronds, without showing high mortality of colonies, were obtained, respectively, in 0,5 % (45 and 30 seconds) and 0,25 % (60 seconds) hypochlorite concentrations. By contrast, the exposure time of 60 seconds proposed by Acreman method (0,5 %) resulted in total mortality of fronds (100 %). This report suggests use a solution of 0,5 % sodium hypochlorite in an exposure time of 45 seconds or less for disinfect colonies of L. minuta with experimental purposes.

Tolerance lead of native pseudomonas spp. wastewater from Aburrá Valley

RESUMEN El plomo (Pb) es un metal pesado cuyas características físico-químicas lo convierten en un contaminante ambiental persistente, bioacumulable y de alta toxicidad. La biorremediación surge como una alternativa con múltiples ventajas en comparación con los tratamientos convencionales para remover contaminantes como metales pesados de aguas residuales, basándose en las capacidades de tolerancia y mecanismos de resistencia de los microorganismos. Con el fin de conocer la tolerancia de Pseudomonas spp. al plomo presente en aguas contaminadas, se obtuvieron cuatro aislados nativos, procedentes de aguas residuales colectadas en el río del Valle de Aburrá (zona norte), los cuales se caracterizaron bioquímicamente. Se realizaron bioensayos de tolerancia en diferentes concentraciones de plomo por difusión en agar, como prueba tamiz, y determinación de la concentración mínima inhibitoria, determinando la viabilidad del microorganismo en cada exposición. No se presentó diferencia significativa para la tolerancia al plomo entre los aislados, identificados bioquímicamente como Pseudomonas aeruginosa, ni entre las diferentes concentraciones de plomo a las cuales fueron expuestos los aislados. A partir de estos resultados, se discute a cerca de los mecanismos reportados por diferentes autores, mediante los cuales Pseudomonas spp. puede actuar en presencia de Plomo. De esta manera, se concluye que los aislados de Pseudomonas spp. presentan mecanismos de tolerancia y/o resistencia hasta concentraciones de 2500 mg/L en presencia de nitrato de plomo, como potenciales agentes que pueden integrarse en procesos que impulsan nuevas tecnologías de biorremediación.

ABSTRACT Lead (Pb) is a heavy metal whose physicochemical characteristics make it a persistent environmental pollutant, bioaccumulable and highly toxic. Bioremediation emerges as an alternative with multiple advantages compared to conventional treatments to remove contaminants such as heavy metals from wastewater, based on the tolerance capacities and/or resistance mechanisms of microorganisms. In order to know the tolerance of Pseudomonas spp. to the lead present in contaminated waters, four native isolates were obtained, coming from wastewater collected in the north from Aburrá Valley River, which were characterized biochemically. Tolerance bioassay was carried out in different concentrations of lead by agar diffusion, as a screening test, and determination of the minimum inhibitory concentration, determining the viability of the microorganism in each exposure. There was no significant difference for lead tolerance between the isolates, identified biochemically as Pseudomonas aeruginosa, nor between the different concentrations of lead to which the isolates were exposed. From these results, we discuss about the mechanisms reported by different authors, by means of which Pseudomonas spp. can act in the presence of lead. In this way, it is concluded that the isolates of Pseudomonas spp. they present tolerance and/or resistance mechanisms up to 2500 mg/L in the presence of lead nitrate, as potential agents that can be integrated into processes that promote new bioremediation technologies.

Use of radio telemetry to determine presence of cattle stress indicators before slaughter

RESUMEN Este estudio se realizó para determinar la presencia de estrés en bovinos antes de su sacrificio en situaciones de carga, transporte, descarga, privación de agua y alimento durante la movilización y espera en el corral en condiciones de hacinamiento y a la intemperie. Las muestras fueron cinco bovinos de 40 meses en promedio, machos castrados, de raza criolla San Martinero, que fueron transportados a lo largo de 144 Km, por vía terrestre, desde la finca ubicada en Acacias, departamento del Meta, hasta la planta de sacrificio del Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos ICTA en Bogotá. Los indicadores de estrés se identificaron mediante diferencias de valores de temperatura corporal, frecuencia cardiaca y frecuencia respiratoria (en adelante constantes fisiológicas), que fueron monitoreadas durante 20 minutos en tiempos: previo a la carga de los animales en finca, y a la llegada al matadero (justo después de ser transportados). La señal cardiaca del bovino fue capturada y procesada a través de una cincha, y transmitida mediante un sistema de radiotelemetría que fue diseñado y construido en el proyecto. Los resultados evidencian captura de información a una tasa de muestreo de cuatro millones de muestras por segundo y comunicación inalámbrica en tiempo real, lo que hizo que no se perdiera información de las variaciones de la señal cardiaca del bovino y recepción de información desde cualquier punto de la planta de sacrificio.

ABSTRACT This study was conducted in order to determine the presence of stress in cattle prior to slaughter in situations such as loading, transporting, unloading, water and food deprivation during mobilization and waiting in the corral in overcrowded and inclement conditions. Samples were five bovines with ages of 40 months on average, castrated males, from the San Martinero criolla breed, which were transported along 144 Km, by land, from the farm located in Acacias, department of Meta, to the ICTA slaughter plant in Bogotá. The stress indicators were identified by differences in body temperature, heart rate and respiration frequency (hereinafter-physiological constants), which were monitored for 20 minutes at the time: prior to loading the animals on the farm, and upon arrival at the slaughterhouse (just after being transported). The bovine cardiac signal was captured and processed through a girth, and was transmitted via a radio telemetry system that was designed and built in the project. The results show data capture at a sample rate of four million samples per second and wireless communication in real time, which meant that no information was lost on the variations of the bovine heart signal and reception of information from any point of the slaughter plant.