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Producción de Enzimas Ligninoliticas Fúngicas en
Cultivos de Basidiomicetos sobre
material residual vegetal de solanum quitoence y pasiflora maliformis l. en
el departamento del Huila.
Lic. Ciencias Naturales y Educación Ambiental.
Lic. Ciencias Naturales y Educación Ambiental.
SONIA ECHEVERRY HERNÁNDEZ
Asesora
InvestigadorFABIAN HUMBERTO ROJAS
Integrante semillero de investigación VIRHOBAC
Línea de Investigación
Lic. Ciencias Naturales y Educación Ambiental.
PRODUCCION DE ENZIMAS LIGNINOLITICAS FUNGICAS, EN CULTIVO DE BASIDIOMICETOS SOBRE MATERIAL VEGETAL RESIDUAL DE Solanum Quitoense Var Septentrionale Y Pasiflora Maliformis L., POR F.E.S EN EL DEPARTAMENTO DEL HUILA. Pertenece a la Línea de Microbiología, Debido a que se Trabajara con un Hongo macroscópico.
Lic. Ciencias Naturales y Educación Ambiental.
AntecedentesCon la modernización de la agricultura, el uso masivo de agroquímicos y fertilizantes comenzó, con el objetivo de mejorar la productividad del campo. Estos objetivos se han logrado, a pesar de los efectos secundarios ocasionados por la utilización intensa y abusiva de dichos productos.Por ende el ser humano con el pasar de los tiempos ha intentado desarrollar métodos productivos eficientes, apuntando siempre a la bioremediacion del medio explotado, dando uso y fin a los residuos derivados de todos estos procesos de producción agroalimentaria.
Lic. Ciencias Naturales y Educación Ambiental.
Karina E. MOTATO R.Amanda I. MEJÍA G. Ángela LEÓN P.Universidad de Antioquia 2006 Facultad de química farmacéutica.EVALUACIÓN DE LOS RESIDUOS AGROINDUSTRIALES DE PLÁTANO (Musaparadisíaca) Y ASERRÍN DE ABARCO (Cariniana piriformes) COMO SUSTRATOSPARA EL CULTIVO DEL HONGO Pleurotus djamor
NacionalesInternacionales
DEISY FERNANDA CHAPARRODIANA CAROLINA ROSAS
universidad javeriana 2006 FACULTAD DE CIENCIAS MICROBIOLOGÍA
INDUSTRIAL.AISLAMIENTO Y EVALUACION DE LA
ACTIVIDAD ENZIMATICA DE HONGOS DESCOMPONEDORES DE MADERA EN LA
RESERVA NATURAL LA MONTAÑA DEL OCASO, QUIMBAYA-QUINDIO
CAROLINA ARBOLEDAANDRES GIRALDOFREIMAR SEGURA
Universidad de Antioquia 2003FACULTAD DE QUÍMICA FARMACÉUTICA.
OBTENCIÓN DE LA ENZIMA LIGNINOPEROXIDASA POR FERMENTACION
EN ESTADO SOLIDO DEL PHANEROCHEATE CHYROSPORIUM SOBRE
CAPACHO Y TUSA DE MAIZ
Nora García Oduardo, Rosa Catalina Bermúdez Savón, Suyén Rodríguez Pérez, IsabelArelis Aguilera Rodríguez, Ansoumane KouroumaCentro de Estudio de Biotecnología Industrial (CEBI) cuba 2010POTENCIAL BIOTECNOLÓGICO DE LA PULPA DE CAFÉ PARA PRODUCIR ENZIMAS LIGNINOLÍTICAS POR FES.
Gustavo Dávila y Rafael Vázquez-DuhaltUniversidad autónoma de México 2006. - Depto. Bioquímica, Fac Medicina.ENZIMAS LIGNINOLÍTICAS FÚNGICAS PARA FINES AMBIENTALES.
Lic. Ciencias Naturales y Educación Ambiental.
JustificaciónLa contaminación en suelos, es el producto de la utilización de compuestos sintéticos, resultante de los procesos de producción agroalimentarios del departamento del Huila y el país en general.Debido a ello por medio de la microbiología y la biotecnología se pretende minimizar este impacto ambiental, implementando métodos que permitan sacar provecho de todas las actividades implicadas en el desarrollo de la industria agrícola, orientándola y tomándola como una alternativa más para realizar labores de bioremediacion y detoxificacion de nuestros suelos, sometidos a la exposición de tóxicos químicos, que en la actualidad son una fuente gradual de aumento en los trastornos orgánicos y enfermedades de tipo degenerativo de los sustratos a nivel regional, dedicados especialmente al cultivo de pasiflora maliformis l y solanum quitoence var septentrionale.Por otro lado se busca otorgarle un valor agregado a la producción del fruto que identifica la cultura huilense, como lo es la cholupa (pasiflora maliformis l.).Sin olvidar que este estudio aportará avances significativos en el campo microbiológico y biotecnológico, gracias a la introducción de basidiomicetos en procesos de bioremediacion en nuestro entorno y de gran interés para la comunidad agrícola regional, permitiendo además, que los proyectos realizados y las futuras investigaciones dentro del programa de Licenciatura en educación básica con énfasis en Ciencias Naturales y educación ambiental contribuyan a la formación de los futuros licenciados, tanto en el campo disciplinar como en el campo investigativo.
Lic. Ciencias Naturales y Educación Ambiental.
Problema de Investigación
Los procesos de producción agrícola en la actualidad son procesos eficientes, que requieren un control y cuidado exhaustivo para alcanzar la máxima calidad en un producto; sin embargo, con el pasar de los años estos procesos han dejado una huella significativa de forma negativa en nuestro ambiente, las técnicas de control que se implementan en la producción involucran compuestos xenobióticos, sustancias que gracias a su naturaleza química persisten durante mucho tiempo en la biosfera convirtiéndose en contaminantes potenciales
Lic. Ciencias Naturales y Educación Ambiental.
El departamento del Huila, actualmente, es una de las regiones más importantes debido a su producción en “lulo” y “cholupa”, especialmente Passiflora maliformis l. (cholupa); este producto tiene un reconocimiento agroalimentario a nivel local y nacional (particularmente en la región andina), sin olvidar que es demandado en otras regiones de Colombia y en el exterior por el “mercado de nostalgia”.La “cholupa” actualmente es un activo rural y es constituido patrimonio territorial que cobra realce día a día por su distinción y reconocimiento. Los procesos determinados para la obtención de dichos productos implementan una serie de técnicas de control y protección, donde son utilizados diversos productos xenobioticos que cumplen la función de plaguicidas, fungicidas, pesticidas, herbicidas etc. Dichos compuestos sintéticos permanecen cosecha tras cosecha convirtiendo nuestro territorio productivo en suelos infértiles debido a la contaminación.
Lic. Ciencias Naturales y Educación Ambiental.
utilizar los residuos vegetales derivados
de la siembra y recolección de pasiflora
maliformis l. y solanum quitoence var
septentrionale. implementandolos como
sustratos para el cultivo de
basidiomicetos encargados de producir
metabolitos secundarios con fines de
bioremediacion y detoxificacion de
suelos productivos .
Propuesta
Pregunta problema¿pueden Los residuos vegetales,
derivados de la producción de “lulo” y “cholupa” en el
departamento del Huila, ser fuente de nutrientes para el
cultivo de basidiomicetos productores de enzimas con fines de bioremediacion en
suelos?
Lic. Ciencias Naturales y Educación Ambiental.
Objetivo GeneralProducir enzimas ligninoperoxidasa y manganeso peroxidasa, por cultivo de basidiomicetos, tomando como sustrato los residuos vegetales de Solanum Quitoence y Pasiflora Maliformis L. aplicando el método por F.E.S.
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Objetivos EspecíficosEvaluar la calidad de los sustratos utilizados (residuos de solanum quitoence y pasiflora maliformis l.) para el cultivo de basidiomicetos en la producción de enzimas ligninoliticas.
Determinar el rango de acción de las enzimas LiP y MnP en la detoxificacion de suelos huilenses.
Implementar campañas de control de Xenobioticos y Nuevas practicas de bioremediacion con basidiomicetos en el sector agrícola, divulgando los resultados obtenidos en el transcurso de la investigación
Lic. Ciencias Naturales y Educación Ambiental.
Hipótesis
•Se Estandarizara una técnica para la detoxificacion de suelos partiendo de enzimas producidas por basidiomicetos.Aumentara el uso
de residuos sólidos de tipo vegetal , otorgando un aprovechamiento neto y manejo integral a los derivados del proceso de cultivos de pasifloras y solanum quitoence.
Lic. Ciencias Naturales y Educación Ambiental.
Con más de 22.000 especies los Basidiomicetos constituyen el segundo grupo en importancia entre los hongos superiores que se caracterizan por tener núcleo dicariótico.Se diferencian de los Ascomicetos por la mayor importancia y duración de la fase dicariótica y, ante todo, porque las esporas que se originan después de la meiosis no son endosporas, sino exósporas, que se forman en general en número de cuatro en la superficie de la célula esporífera, que se denomina basidio.
BASIDIOMICETOS
Lic. Ciencias Naturales y Educación Ambiental.
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Generalidades Nombre común Cholupa, Gulupa Nombre científico Pasiflora Maliformis Genero Pasiflora Familia Pascifloráceae Tipo Fruta OrigenFruta originaria del trópico andino,siendo civilizada en Colombia. Países productoresColombia
CHOLUPA
Lulo
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CHOLUPA Lulo
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La lignina, después de la celulosa, es el mayor componente de la materia vegetal y la forma más abundante de material aromático en la biosfera. La madera y otros tejidos vasculares contienen alrededor del 20-30% de lignina. La mayor parte de ésta se encuentra dentro de las paredes celulares, entremezclada con las hemicelulosas y formando una matriz que rodea las ordenadas microfibrillas de celulosa. Este compuesto provee de rigidez a las plantas superiores ya que actúa como pegamento entre las fibras de celulosa formando la lámina media. Además, protege a los carbohidratos fácilmente degradables (celulosa, hemicelulosa) de la hidrólisis enzimática microbiana.
LIGNINA
Lic. Ciencias Naturales y Educación Ambiental.
La capacidad para catabolizar la celulosa y hemicelulosa es una característica común para diversos hongos y otros microorganismos. Por el contrario, al ser la lignina un heteropolímero muy recalcitrante, solamente es mineralizado (transformado hasta dióxido de carbono y agua) en forma limitada por algunas bacterias y extensivamente por un grupo de hongos . Estos hongos ligninolìticos, denominados hongos de la pudrición blanca de lamadera, comprenden un grupo de organismos cuya característica es su capacidad para mineralizar eficientemente la lignina. Presumiblemente, esta degradación selectiva les permite tener acceso a la celulosa y hemicelulosa, las cuales finalmente representan su fuente de carbono y energía.
Microorganismos Ligninolìticos
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Los hongos ligninolíticos han desarrollado un sistema enzimático único y no específico que funciona en el ambiente extracelular. El mecanismo del sistema degradador de lignina está basado en la producción de radicales libres. La enorme diversidad estructural de los contaminantes que son degradados por estos hongos, les confiere un uso potencial en biorremediación. Estos hongos han sido efectivos en la degradación de una diversidad de contaminantes ambientales peligrosos.
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Metodología
Enfoque de la Investigación
propone implementar los residuos agroalimentario derivados de la
producción de lulo y cholupa como sustratos para el cultivo de
basidiomicetos productores de enzimas detoxificadoras.
método inductivo - deductivo dado a que se inferirá de lo particular a lo
general
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ETAPA PRELIMINAR
EXPERIMENTACION
DIBULGACION DE RESULTADOS
inicia con una revisión bibliográfica acerca de: técnicas
de producción de enzimas, hongos macroscópicos,
sustratos.
consiste en un análisis detallado del método
de producción de enzimas partiendo de
basidiomicetos utilizando la técnica
FES, realizando prácticas en los laboratorios de biología de la Universidad
Surcolombiana
se informara del proceso de la
investigación, los resultados que se obtuvieron y los
métodos de cómo será la
implementación de enzimas en la
detoxificacion de suelos.
Desarrollo de la investigación
Lic. Ciencias Naturales y Educación Ambiental.
AISLAMIENTO VEGETATIVO
AISLAMIENTO CON
ESPORAS
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INOCULACION
Adecuación del material ligninocelulosico
• SEPARADO• SECADO
•ESTERILIZADO
• TAMIZADO
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Montaje F.E.S
ANALISIS QUIMICO
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Alcances Y LimitacionesCon la implementación de este proyecto, los desechos vegetales derivados de la producción de lulo y cholupa tendrán un aprovechamiento integral con fines de bioremediacion y detoxificacion de aquellos suelos utilizados para dichos procesos de producción agroalimentaria otorgando un valor agregado a dicha actividad.
Invitando a la innovación y al aprovechamiento de residuos con la capacitación al sector agrario y sectores afines.
Lic. Ciencias Naturales y Educación Ambiental.
TIEMPO MES 1 2 3 4 5 6 7 8
ETAPA 1 REVISION BIBLIOGRAFICA
EXPERIMENTACION ETAPA 2
ANALISIS DE DATOS
REALIZACION DE ENSAYOS
ETAPA 3 SOCIALIZACION DE RESULTADOS
PUBLICACION
Cronograma
Lic. Ciencias Naturales y Educación Ambiental.
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