Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial

Editorial

Estimation of residual lignocellulosic materials as adsorbents of chromium and lead

RESUMEN Los materiales lignocelulósicos residuales pueden usarse como adsorbentes de metales pesados presentes en el agua, propiciando la adsorción de iones metálicos sobre la superficie y sitios activos de los biomateriales, resultando en una remoción eficiente y de bajo costo. En este caso, se hace innovación con el aprovechamiento de residuos agroindustriales del fique (Furcraea macrophilla) y del capacho de maíz (Zea mays) como fases adsorbentes de los metales cromo y plomo, con el fin de valorar su capacidad como adsorbente de estos metales presentes en muestras de agua, determinado el tiempo de equilibrio, tipo de isoterma y capacidad máxima de adsorción; encontrando que en un tiempo de 12 horas, la fibra de fique tiene una capacidad de adsorción de Cr y Pb de 7,81 ± 1,40 mg/g y 169,51 ± 1,37 mg/g respectivamente, observando, una forma de isoterma de adsorción tipo Freundlich; mientras que la fibra de capacho de maíz presenta una capacidad de adsorción de 13,35 ± 3,28 mg/g para cromo y 15,01 ± 3,47 mg/g para plomo, mostrando un comportamiento en su isoterma de adsorción tipo Langmuir, concluyendo que ambas fibras tienen potencial para la remoción de los metales estudiados, especialmente la fibra de fique.

ABSTRACT Residual lignocellulosic materials can be used as adsorbents for heavy metals present in water, promoting the adsorption of metal ions on the surface and active sites of biomaterials, resulting in a low-cost and efficient removal. In this case, the residues from the agroindustrial use of the fique (Furcraea macrophilla) and the agricultural process of the corn maize (Zea mays) were studied as adsorbing phases of chromium and lead metals, in order to assess their capacity as biosorbents of these metals present in water samples, determined by equilibrium time, type of isotherm and maximum adsorption capacity; finding that in a time of 12 hours, the fique fiber has an adsorption capacity of Cr and Pb of 7,81 ± 1,40 mg/g and 169,51 ± 1,37 mg/g respectively, observing, a form of Freundlich type adsorption isotherm; while the corn layer fiber has an adsorption capacity of 13,35 ± 3,28 mg/g for chromium and 15,01 ± 3,47 mg/g for lead, showing a behavior in its Langmuir-type adsorption isotherm , concluding that both fibers have potential for the removal of the metals studied, especially the fiber of fique.

Endophytic bacteria isolated from rice culture (Oryza sativa L.) with plant growth promoting activity

RESUMEN Las bacterias endófitas se han convertido en una alternativa para mejorar la producción de cultivos y sustituir agroquímicos los cuales ocasionan graves daños ambientales. En este trabajo se evaluó in vitro la actividad promotora de crecimiento vegetal de bacterias endófitas aisladas de diferentes tejidos de variedades de arroz del municipio Montería, departamento de Córdoba, Colombia. La población de bacterias endófitas se aisló en medio de cultivo agar R2A, se realizó conteo y se evaluó cualitativamente la capacidad de fijación de nitrógeno, solubilización de fosfato y producción de sideróforos. Las bacterias endófitas con actividades positivas fueron identificadas mediante secuenciamiento del gen 16S ARNr con 5 juegos de oligonucleótidos específicos para la clase firmicutes, beta-proteobacteria; gamma-proteobacteria; alfa-proteobacteria y actinobacteria. Se aislaron 107 morfotipos de bacterias endófitas con mayor presencia en la variedad 2000 y menor en la variedad 67; el tejido mayor colonizado correspondió a la raíz. De los 22 aislados, 11 mostraron capacidad de solubilizar fosfato, 6 de producir sideróforos, y 5 de fijar nitrógeno. Los resultados del secuenciamiento comprobaron la identidad de Bacillus cereus y B. thuringiensis, los cuales tienen la capacidad de promover el crecimiento en cultivo de arroz mediante la solubilización de fosfato, fijación de nitrógeno y producción de sideróforos.

ABSTRACT Endophytic bacteria have become an alternative to improve crop production and replace agrochemicals which cause serious environmental damage. In this work, the plant growth promoting activity of endophytic bacteria isolated from different tissues of rice varieties of the Montería municipality, department of Córdoba, Colombia, was evaluated in vitro. The population of endophytic bacteria was isolated in R2A agar culture medium, counted and qualitatively evaluated the capacity of nitrogen fixation, phosphate solubilization and siderophore production. Endophytic bacteria with positive activities were identified by sequencing the 16S rRNA gene with 5 sets of oligonucleotides specific to the firmicutes class, beta-proteobacteria; gamma-proteobacteria; alpha-proteobacteria and actinobacteria. We isolated 107 morphotypes of endophytic bacteria with a higher presence in variety 2000 and lower in variety 67; the colonized major tissue corresponded to the root. Of the 22 isolates, 11 showed the ability to solubilize phosphate, 6 to produce siderophores, and 5 to fix nitrogen. The sequencing results proved the identity of Bacillus cereus and B. thuringiensis, which have the ability to promote growth in rice cultivation through phosphate solubilization, nitrogen fixation and siderophore production.

Effect of supplementation with green forages on productive parameters and egg quality in hens

RESUMEN En Colombia, la producción avícola es una fuente importante de alimento aportando proteína de origen animal de buena calidad como huevos y carne, sin embargo, al presentarse altos costos en los concentrados se ha generado la necesidad de búsqueda de alternativas de alimentación. El objetivo de este trabajo fue determinar el efecto del consumo de forrajes verdes de Alfalfa (Medicago sativa), Morera (Morus alba) y Botón de oro (Tithonia diversifolia) en parámetros productivos y calidad de huevo. Se establecieron cuatro tratamientos con una alimentación base de concentrado balanceado comercial y agua a voluntad; T1: suplementación con Alfalfa, T2: con Morera, T3: Botón de oro y T4: grupo control. Los parámetros evaluados fueron peso, porcentaje de postura, consumo de alimento, peso del huevo, pigmentación y peso de la yema, peso y densidad de la albumina, peso y espesor de la cascara y las unidades Haugh. Las aves del T2, mostraron diferencias estadísticamente significativas (p<0,05) en el peso corporal en el primer intervalo de estudio y en la pigmentación de la yema en los tres intervalos con valores levemente superiores. La suplementación con morera mejora significativamente la pigmentación de la yema sin afectar negativamente los parámetros productivos.

ABSTRACT In Colombia, poultry production is an important source of food, providing protein of good quality animal origin such as eggs and meat; however, due to the high costs of concentrates, the need to search for food alternatives has been generated. The objective of this work was to determine the effect of the consumption of green forages of Alfalfa (Medicago sativa), Mulberry (Morus alba) and Buttercup (Tithonia diversifolia) in productive parameters and egg quality. Four treatments were established with a base feed of commercial balanced concentrate and water ad libitum; T1: supplementation with Alfalfa, T2: with Mulberry, T3: Buttercup and T4: control group. The parameters evaluated were weight, percentage of laying, feed consumption, egg weight, pigmentation and weight of the yolk, weight and density of albumin, weight and thickness of the shell and Haugh units. The T2 birds showed statistically significant differences (p<0,05) in body weight in the first study interval and in yolk pigmentation in the three intervals with slightly higher values. Mulberry supplementation significantly improves bud pigmentation without negatively affecting productive parameters.

Supplementation with fruits silage on dual-purpose cow: digestibility and performance

RESUMEN En condiciones del trópico colombiano es necesario establecer estrategias de alimentación que permitan aumentar la productividad a bajo costo. El objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de la suplementación con ensilados de totumo, mango, guayabo de monte sobre la digestibilidad in vitro, degradabilidad y parámetros productivos en vacas doble propósito. El estudio fue realizado en la finca La Florida, ubicada, en el municipio de Puerto Boyacá, se usaron 32 vacas (Gyr x Holstein) con peso promedio de 460 ±35 kg en primer tercio de lactación, distribuidas en cuatro (4) grupos de ocho (8) cada uno, conformados de la siguiente manera: T1: grupo control: sin ensilajes; T2: ensilaje de Guayabo de monte; T3: ensilaje de Totumo y T4: ensilaje de Mango común. Todas las vacas permanecieron en pastoreo rotacional con Brachiaria decumbens, agua a voluntad y sal mineralizada. Se analizó el efecto del tratamiento, el tiempo y su interacción, para ello se usó el comando PROC MIXED del software SAS 9.2 (2002), la diferencias entre promedios se realizó mediante prueba de Tukey-Kramer, con nivel de significancia del 5 %. No hubo diferencias (p<0,05) en la producción diaria de leche entre los tratamientos evaluados, sin embargo, el porcentaje de proteína en leche fue mayor (p<0,05) en los tratamientos T2 y T4. EL NUL fue mayor en el T2 y menor en el T4. El consumo de ensilajes fue mayor (p<0,05) en el T4 y la condición corporal mostró ser mejor para los tratamientos T2 y T4, finalmente para los parámetros de degradabilidad y digestibilidad in vitro, los tratamientos T2, T3 y T4 obtuvieron los mayores valores respectivamente. La suplementación de vacas doble propósito con ensilajes de frutos del bosque húmedo tropical mejora la proteína de la leche y la condición corporal de las vacas. Los ensilados estudiados, poseen alta tasa de degradación y digestibilidad In vitro, representando una alternativa de alimentación en los rumiantes.

ABSTRACT In the Colombian tropic, it is necessary to establish feeding strategies that increase productivity and reduce costs. This research aimed to evaluate the effect of totumo, mango, and wild guava silage on in vitro digestibility, degradability, and productive parameters in dual-purpose cows. This study was carried out on a farm located in the municipality of Puerto Boyacá. Thirty-two Gyr x Holstein cows (Body weight = 460 ± 35 kg) in early lactation were enrolled and distributed in four groups of eight individuals: T1: control group: no silage; T2: Wild guava silage; T3: Totumo silage and T4: Mango silage. All the cows remained in a rotational grazing system with Brachiaria decumbens, water, and a salt-based mineral supplement ad libitum. There were no differences (p>0,05) in the daily milk production. However, protein levels in milk were higher (p<0,05) in the T2 and T4 treatments. NUL was more elevated in T2 and lower in T4. Silage consumption was higher (p<0,05) in T4, and the body condition score was higher for T2 and T4. For the degradability and digestibility parameters in vitro, treatments T2, T3, and T4 obtained the highest values. Fruits silage supplementation on dual-purpose cows with silage fruits can increase milk protein levels and body condition score. Those silages have a high rate of degradation and in vitro digestibility, representing a feeding alternative for ruminants.

(Manihot esculenta Crantz) variety MCol 2066

RESUMEN La yuca (Manihot esculenta Crantz) es uno de los principales alimentos utilizado como fuente de energía, proporciona el alimento básico para alimentar a más de 800 millones de personas en todo el mundo. En algunos países y zonas colombianas productoras de yuca el aumento en la producción ha disminuido, debido a que no se cuenta con la tecnología y conocimiento suficiente para contribuir a la demanda actual de yuca. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto del ácido 1-naftalenacético sobre algunas variables de rendimiento de yuca variedad MCol 2066 (chirosa). Se estableció un cultivo homogéneo de yuca y se obtuvieron esquejes de 15 cm de longitud, los cuales se sometieron a tres tiempos de inmersión (5, 10 y 20 min) en cuatro concentraciones de ácido 1-naftalenacético (0, 100, 200 y 300 ppm). Los datos se colectaron a los 240 días después de la siembra. Las variables evaluadas porcentaje de almidón, materia seca, y masa fresca de raíces, presentaron diferencias significativas entre tratamientos. Los valores más altos se observaron en el tratamiento a 20 min de inmersión en 200 ppm de ácido 1-naftalenacético para las variables, almidón (45,56 %), materia seca (51,6 %), y masa fresca (73,270 kg/ha). A las condiciones del estudio, este tratamiento fue el mejor inductor para aumentar el rendimiento del cultivo, debido a que influyó positivamente, mostrando mejores resultados en las variables porcentaje de almidón, materia seca y masa fresca de la raíz, lo cual podría ser favorable para mejorar el rendimiento del cultivo de yuca variedad MCol 2066 (chirosa) en la región.

ABSTRACT Cassava (Manihot esculenta Crantz) is one of the main foods used as an energy source that is also as one of the staples feeding more than 800 million people worldwide. In some countries as well as some Colombian areas known for their cassava production, there has been a decrease in their production growth due to the fact that there is neither enough technology nor knowledge to contribute to the current demand for cassava. The objective of this study was to evaluate the effect of 1-naphthaleneacetic acid on some yield-related variables on variety MCol 2066 of cassava (chirosa). A homogeneous crop of cassava was established and cuttings of 15 cm in length were obtained, which in turn were subjected to three immersion times (5, 10 and 20 min) in four concentrations of 1-naphthaleneacetic acid (0, 100, 200 and 300 ppm). Data were collected 240 days after planting. The evaluated variables which were percentage of starch, dry matter, and fresh root mass, showed significant differences between treatments. The highest values were observed in the treatment at 20 min immersion in 200 ppm of 1-naphthaleneacetic acid for the variables, starch (45,56 %), dry matter (51,6 %), and fresh mass (73.270 kg/ha). Under the conditions of the study, this treatment was the best inducer to increase the yield of the crop, because it influenced positively on such results, showing better results in the variables percentage of starch, dry matter and fresh mass of the root, which could be favorable to improve the yield of the crop of variety MCol 2066 cassava (chirosa) in the region.

Adaptability and phenotypic stability for the yield in green pod of 20 lines of voluble peas (Pisum sativum L.) with afila gene

RESUMEN En Nariño, las variedades de arveja voluble, debido a su alta capacidad productiva, no logran mantenerse erguidas a pesar del uso de sistemas de tutorado, lo que genera acame y pérdidas en el rendimiento y la calidad del producto. Una opción viable para mitigar el problema es el uso de genotipos volubles con el gen afila que reemplaza hojas por zarcillos, favoreciendo el agarre de las plantas sobre las cuerdas que sirven de tutores. En busca de una solución a este problema, se evaluó la adaptabilidad y estabilidad fenotípica para el rendimiento en vaina verde de 20 líneas de arveja voluble con el gen afila y los testigos de hoja normal Obonuco Andina y Sindamanoy en cinco municipios del sur del departamento de Nariño. En cada localidad se aplicó un diseño de bloques completos al azar con cuatro repeticiones. Los datos obtenidos se analizaron utilizando los modelos de Eberhart y Russell y AMMI. En el modelo de Eberhart y Russell, los ambientes más favorables fueron Puerres y Gualmatán y el ambiente más desfavorable fue Potosí. Las líneas GR15, GR10 y la variedad Sindamanoy fueron seleccionadas como de alto rendimiento, adaptables y predecibles. El análisis de varianza para el modelo AMMI indicó un alto efecto ambiental resultante de ambientes contrastantes y baja diversidad entre las líneas con el gen afila evaluadas. El índice de selección (GSIi) obtenido a partir del valor de estabilidad (ASV) y la clasificación por rendimiento, permitió la identificación y selección por orden de mérito de los genotipos Obonuco Andina, GR15, GR14, GR28, GR10, GR2, GR23, Sindamanoy y GR3 como los de mayor estabilidad y rendimiento. La coincidencia en la selección entre los modelos Eberhart y Russell y AMMI fue del 33,3%.

ABSTRACT In Nariño, the climbing pea varieties, due to their high production capacity, are unable to stand upright despite the use of trellising systems, resulting in lodging and losses in yield and product quality. A viable option to mitigate the problem is the use of climbing genotypes with the afila gene that replaces leaves with tendrils, favoring the grip of the plants on the strings that serve as tutors. In search of a solution to this problem, the adaptability and phenotypic stability for green pod yield of 20 climbing pea lines with the afila gene and the normal-leaf controls Obonuco Andina and Sindamanoy were evaluated in five municipalities in the southern part of the department of Nariño. A randomized complete block design with four replications was used at each location. The data obtained were analyzed using the Eberhart and Russell and AMMI models. In the Eberhart and Russell model, the most favorable environments were Puerres and Gualmatán and the most unfavorable environment was Potosí. Lines GR15, GR10 and the Sindamanoy variety were selected as high yielding, adaptable and predictable. The analysis of variance for the AMMI model indicated a high environmental effect, resulting from contrasting environments and low diversity between the lines with the afila gene evaluated. The selection index (GSIi) obtained from the stability value (ASV) and the classification by yield, allowed the identification and selection in order of merit of the genotypes Obonuco Andina, GR15, GR14, GR28, GR10, GR2, GR23, Sindamanoy and GR3 as those with the highest stability and yield. The coincidence in selection between the Eberhart and Russell and AMMI models was 33,3%.

Resistance of yam genotypes Dioscorea spp to anthracnose Colletotrichum gloeosporioides Penz

RESUMEN El ñame Dioscorea spp., es un cultivo de importancia económica en el Caribe colombiano, hace parte de la dieta alimenticia y del sustento para los productores. La antracnosis Colletotrichum gloeosporioides es una de las enfermedades más limitantes de la producción del ñame, reportándose en Colombia pérdidas entre el 50 y 100 %. Se evaluó la resistencia a la antracnosis en 84 accesiones de D. alata y 28 de D. rotundata, pertenecientes a la colección de ñame de la Universidad de Córdoba, a los 120, 150 y 180 días después de la siembra (DDS), empleando una escala de severidad de 0-6. Las accesiones fueron clasificadas por su resistencia, empleando el método de la suma de rangos del área bajo la curva de progreso ABCPE y el método de la severidad a los 120, 150 y 180 DDS. Se ajustó La severidad a los 180 DDS tuvo fuerte relación lineal r = 0,99 con la variable integral área bajo la curva de progreso de la enfermedad ABCPE y la tasa de progreso de la enfermedad TPE. La clasificación de la resistencia por el método de la suma de rangos fue la más eficiente identificando en D. alata 18 accesiones resistentes R, 24 moderadamente resistente MR, 26 moderadamente susceptible MS y 16 susceptibles S. En la especie D. rotundata se identificaron 5 accesiones R, 8 MR, 8 MS, 6 S. La colección de ñame de la Universidad de Córdoba tiene accesiones con resistencia a la antracnosis, siendo importante iniciar con estas accesiones trabajos de mejoramiento, para identificar sus características agronómicas.

ABSTRACT The yam Dioscorea spp., Is a crop of economic importance in the Colombian Caribbean, it is part of the food and sustenance diet for the producers. Anthracnose Colletotrichum gloeosporioides is one of the most limiting diseases in the production of yam, with losses between 50 and 100 % being reported in Colombia. The resistance to anthracnose was evaluated in 84 accessions of D. alata and 28 of D. rotundata, belonging to the collection of yam from the University of Córdoba, at 120, 150 and 180 days after sowing DDS, using a severity scale of 0-6. The accessions were classified according to their resistance, using the method of the sum of ranges of the area under the ABCPE progress curve and the method of severity at 120, 150 and 180 DDS. The severity at 180 DDS had a strong linear relationship r = 0,99 with the integral variable area under the ABCPE disease progression curve and the TPE disease progression rate. The classification of resistance by the rank sum method was the most efficient, identifying in D. alata 18 resistant R accessions, 24 moderately resistant MR, 26 moderately susceptible MS and 16 susceptible S. In the species D. rotundata were identified 5 accessions R, 8 MR, 8 MS, 6 S. The yam collection at the University of Córdoba has accessions with resistance to anthracnose, and it is important to start improvement work with these accessions to identify their agronomic characteristics.

Growth of the golden catfish Brachyplatystoma rousseauxii in the Middle Orinoco region using multiple models

RESÚMEN Tradicionalmente se ha utilizado el modelo de von Bertalanffy como patrón único en el estudio del crecimiento de los peces, considerándolo a priori como el único modelo que se ajusta a los datos de longitud-edad de las especies; una consideración que genera incertidumbres en los valores de los parámetros de crecimientos que son estimados, por cuanto se sabe que existen otros modelos de crecimiento que podrían ajustarse igualmente a los datos de longitud-edad. En este sentido, en la región del Orinoco Medio se hizo anteriormente un estudio del crecimiento de Brachyplatystoma rousseauxii utilizando el modelo tradicional de von Bertalanffy, y los resultados fueron usados posteriormente para evaluar la población; de ahí que el objetivo del presente trabajo fue validar los resultados del trabajo anterior, ajustando los mismos datos de longitud-edad a los modelos de crecimiento de la familia U Richards, y seleccionando el de mejor ajuste usando el Criterio de la Información de Akaike (AIC). Tal como se demostró en el primer trabajo, el modelo tradicional de von Bertalanffy se ajustó a los datos longitud-edad retro calculados, pero solo en un 35,4 %; mientras que la mayoría (64,6 %) se adaptó a los modelos U von Bertalanffy, U Logístico y U Gompertz, sin superioridad alguna de ninguno de ellos en el ajuste. Los parámetros de crecimiento estimados a partir de un modelo promedio fueron algo diferente a los obtenidos en el trabajo anterior, y por lo tanto se hace necesario reevaluar el recurso, para conocer realmente su nivel de explotación en el Orinoco Medio.

ABSTRACT Traditionally, the von Bertalanffy model has been used as the only standard in the study of fish growth, considering it a priori as the only model that fits the length-age data of the species; a consideration that generates uncertainties in the values of the growth parameters that are estimated, since it is known that other growth models could also fit the length-age data. In this sense, in the Middle Orinoco region, a study of Brachyplatystoma rousseauxii growth was previously done using the traditional von Bertalanffy model, and the results were subsequently used to evaluate the population; hence the objective of the present work was to validate the results of the previous work, fitting the same length-age data to the growth models of the U Richards family, and selecting the best fit using the Akaike Information Criterion (AIC). As demonstrated in the first paper, the traditional von Bertalanffy model fitted the back-calculated length-age data, but only 35;4 %; while the majority (64,6 %) fitted the U von Bertalanffy, U Logistic, and U Gompertz models, with no superiority of any of them in the fit. The growth parameters estimated from na average model were somewhat from those obtained in the previous work, and therefore necessary to re-evaluate the resource to know its level of exploitation in the Middle Orinoco.