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Tipo de material : bachelorThesis
Título : Estandarización de la producción de biopesticidas a base de Bacillus Subtilis para el control de la Moniliasis
Autor : Gallardo Sierra, Esteban Rodrigo
Tutor : Yánez Mendizábal, Viviana del Rocío
Palabras clave : CULTIVOS AGRÍCOLAS;CACAO;AGROINDUSTRIA;INDUSTRIA ALIMENTARIA;INDUSTRIA AGRÍCOLA
Fecha de publicación : 2015
Editorial : Quito: Universidad de las Américas, 2015.
Citación : Gallardo Sierra, Esteban Rodrigo (2015). Estandarización de la producción de biopesticidas a base de Bacillus Subtilis para el control de la Moniliasis. Facultad de Ingenierías y Ciencias Agropecuarias. UDLA. Quito. 85 p.
Resumen : El cacao (Theobroma cacao) es considerado como uno de los cultivos agrícolas de importancia mayor, a nivel mundial, debido a que es materia principal para elaboración de chocolate. En el Ecuador este rubro, además, es importante porque la producción agrícola se basa en cacao fino de aroma denominado sabor “arriba” de alta demanda internacional y que sitúa al país como el primer exportador de cacao con calidad gourmet. A pesar de la importancia del cacao, en las pasadas seis décadas la producción nacional se ha visto seriamente afectada por el impacto de enfermedades, especialmente fungosas. Entre estas enfermedades, la Moniliasis del cacao causada por Moniliophthora roreri y la Escoba de bruja causada por Crinipellis perniciosa merman drásticamente la producción debido a su acción destructiva principalmente localizada en los frutos (mazorcas) de todas las edades a lo largo del ciclo del cultivo. Esta ampliamente documentado que ambas enfermedades se las puede localizar en regiones productoras de la costa y amazonia del Ecuador causando pérdidas productivas y económicas de hasta el 100%. Por esta razón, diferentes centros de investigaciones nacionales e internacionales vienen trabajando en la búsqueda de métodos eficientes para control principalmente de la Monilla del cacao. Estos métodos involucran el uso de técnicas convencionales como podas fitosanitarias, aplicación de productos preventivos y químicos convencionales y uso de clones resistentes o tolerantes. Sin embargo, estos métodos generalmente no son suficientes para controlar el problema y las pérdidas en la producción. Actualmente, métodos y estrategias de manejo alternativo como control biológico se vienen trabajando como alternativas eficientes para las pérdidas en campo. Entre los métodos de control biológico de la moniliasis existen varios estudios que demuestran el potencial de agentes microbiológicos como bacterias y hongos para el control de la moniliasis. Algunos de esto estudios se han realizado hasta etapas de desarrollo de bioproductos a nivel artesanal. Debido a esto es indispensable que se desarrollen programas de investigación sobre procesos de producción y formulación pero a nivel industrial que garanticen la efectividad de formulaciones comerciales. En este contexto, el objetivo el presente estudio fue optimizar la producción a nivel de laboratorio y planta piloto de la cepa Bacillus subtilis BSC1 que ha demostrado tener efectividad para el control de la moniliasis en varios materiales de cacao nacional y clones cultivados en diferentes regiones cacaoteras del Ecuador. Para cumplir este objetivo primero se caracterizó la producción de esta bacteria mediante la modelización del crecimiento (duración de la fase de latencia, exponencial y estacionaria) en relación al tiempo; así como de las concentraciones de células viables (UFC ml-1) y metabolitos. Posteriormente, se evaluaron diferentes medios de cultivo de bajo costo que proporcionen un crecimiento alto y mantengan la eficacia de biocontrol. Los medios de cultivo fueron formulados utilizando fuentes de nitrógeno y de carbono económicas provenientes de productos comerciales y subproductos agroalimentarios. Finalmente con los datos de optimización de medios se realizó el escalado de producción en un bioreactor de 5 L y se comprobó la efectividad de B. subtilispara el control de Moniliophthora roreri. Los resultados obtenidos en erlenmeyers demostraron que se pueden conseguir niveles de biomasa de 109(UFC ml-1) usando dos medios de bajo coste compuestos por harina de soja como fuente de nitrógeno en combinación con melaza a como fuente de carbono. La producción de B. subtilisBsC1 en un bioreactor de 5 L de capacidad a 30 °C, con agitación de 150 rpm y flujo de aire de 100 L h-1, mantuvo las concentraciones de la bacteria a 109(UFC ml-1). Ensayos in vitro con B. subtilis BSC1crecido en el medio optimizado de bajo coste demostraron que ésta mantenía su eficacia de inhibición del crecimiento de M. roreri hasta el 0 % comparada con el 90% del control. Estos resultados preliminares demuestran una base fiable para la producción industrial de B. subtiliseficiente en el control de la moniliasis a nivel industrial.
Descripción : One of the agricultural crops of greater importance worldwide is the Cacao (Theobroma cacao), because is the main material for making chocolate. This category in Ecuador it is the mainstay of agricultural production that is based on fine aroma cacao that it is called “Arriba”; which it is considered high international demand that places the country as the leading exporter of gourmet quality cacao. Despite the importance of cacao, it is significant to mention that in the past six decades the national industry has been seriously affected by the impact of diseases, especially the fungal diseases. Among these diseases are include the Moniliasis of cacao caused byMoniliophthora roreri; and Witches' Broom Diseasecaused by Crinipellis pernicious. Both pathogens caused dramatically damaged in crop production, due to their destructive action mainly located in the fruits (pods) of all ages throughout the crop cycle. It is well documented that both diseases can be located in the producing regions, as well as in the coast region and the Amazon region of Ecuador, which are causing production and economic losses of up to 100%. For this reason, different national and international centers of research are working on finding efficient methods for controlling the Monilia of cacao. These methods are involve using standard techniques as phytosanitary pruning, implement prevention and conventional uses of chemicals, and use of resistant or tolerant clones. However, these methods are generally not enough to control the problem and production losses. Currently there are methods and management strategies, which are an alternative as biological control that is being used as efficient alternatives for field losses. Among the biological control to get rid of moniliasis there are several studies that have demonstrated the potential of microbiological agents such as bacteria and fungi that have been used to control this disease. Some of these studies have been conducted to stages of development of bioproducts at the artisanal level. Because of this it is essential that research programs and formulation production processes it develops at industrial level to ensure the effectiveness of commercial formulations, with the main objective to counter the disease generated by Moniliophthora roreri. In this context, the objective of this study was to optimize production in the laboratory and pilot plant of Bacillus subtilisBSC1 that has shown effectiveness in controlling the disease in many materials of national cacao and grown clones in different regions of the Ecuador. To reach the goal firstly the production of this bacterium was characterized by modeling the growth (length of lag phase, exponential and stationary) according to time; and colony forming units CFU ml-1 and metabolites. Subsequently, different crop media inexpensive to provide and maintain high growth biocontrol efficacy were evaluated. Crop media were formulated using sources of nitrogen and carbon from economic commercial agrofoods products and by-product. Finally the data media optimization scaling production was performed in a 5 l bioreactor and effectiveness of B. subtilis for control of Moniliophthora roreri was checked. The results showed that in Erlenmeyer flasks are available biomass levels 109 CFUml-1 using two compounds of low cost soybean meal as nitrogen source, in combination with molasses as a carbon source. Production of B. subtilis BSC1 in a bioreactor of 5 L capacity at 30 °C with 150 rpm agitation and air flow of 100 lh-1, concentrations remained bacteria to 109 CFUml-1. In vitro assays B. subtilisBSC1grown in the optimize low costmedium showed that it were living cells, endospores and all free supernatants its effective against growth mycelium inhibition of M. roreri to 0% compared to 90% of control. These preliminary results demonstrate a reliable method for the industrial production of B. subtilis efficient in controlling thrush industry-wide basis.
URI : http://dspace.udla.edu.ec/handle/33000/4650
Aparece en las colecciones: Ingeniería Agroindustrial y de Alimentos

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