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Recent Submissions
Estudio sobre el crecimiento y síntesis de metabolitos de importancia comercial en la diatomea Phaeodactylum tricornutum bajo tratamientos fitohormonales.
(Universidad de Concepción, 2024) Aguayo Molina, Constanza Daniella; Gómez, Patricia; Castro, Pablo
Phaeodactylum tricornutum es una diatomea marina reconocida por su riqueza en lípidos y en sustancias altamente valiosas, ha sido objeto de extensos estudios debido a sus bioproductos con aplicaciones industriales y biotecnológicos. Entre estos compuestos destaca el ácido graso poliinsaturado acido eicosapentaenoico (EPA), perteneciente al grupo omega3, y el carotenoide fucoxantina, ambos compuestos de gran importancia por sus beneficios farmacológicos y nutracéuticos tanto en salud humana como animal. Actualmente, la fuente de ácidos grasos omega-3 es el aceite de pescado obtenido de la pesca extractiva, industria ampliamente cuestionada por su falta de sustentabilidad ambiental. Dada la alta demanda de estos aceites es de suma importancia disponer de nuevas fuentes de producción renovable y sustentable, donde el cultivo de microalgas como P. tricornutum emergen como una alternativa promisoria. Una estrategia prometedora para mejorar y potenciar la producción de compuestos de interés comercial en microalgas es el empleo de fitohormonas, que han sido originalmente utilizadas en plantas superiores, pero su uso en microalgas está ganando fuerza debido a que han demostrado su capacidad para potenciar la acumulación de diversos metabolitos (primarios y secundarios) y estimular el crecimiento de cultivos en diversas especies. En este estudio se investigó el efecto de la suplementación con fitohormonas en cultivos de una cepa de Phaeodactylum tricornutum originaria del sur de Chile. Se evaluó el efecto de las fitohormonas: ácido giberélico (GA3), acido indol 3-acético (AIA) y Kinetina (KIN) en el crecimiento de la cepa. De dichas hormonas, se seleccionó a kinetina a una concentración de 0.5 ppm, para generar cultivos en volúmenes de 1 L. Además, se evaluó a la fitohormona ácido abscísico (ABA) en una concentración de 2mg/ml. Los resultados mostraron un incremento significativo en la densidad celular máxima alcanzada por los cultivos en presencia de Kinetina, mientras que los cultivos con ácido abscísico no mostraron variaciones en el crecimiento. Se evaluaron los parámetros fotobiológicos durante el tiempo de cultivo, detectándose un incremento en el ETRmax al principio y al final de los cultivos expuestos a ABA, los valores de NPQ no mostraron una tendencia clara; mientras que el valor de Fv/Fm incrementó en todos los tratamientos a partir del día 4 de cultivo. Respecto al análisis bioquímico de la biomasa, se obtuvo que los lípidos totales disminuyeron en presencia de kinetina y ABA y el EPA disminuyó sólo en presencia de ABA. Los tratamientos con las hormonas no afectaron el contenido de proteínas, carotenoides totales ni fucoxantina; mientras que el ABA incrementó el contenido de carbohidratos y disminuyó el contenido de fenoles totales y clorofilas (a y c). Se concluye que los tratamientos con las hormonas kinetina y ABA, en las condiciones evaluadas no afectan significativamente el crecimiento y la acumulación de metabolitos de interés comercial en la cepa de P. tricornutum estudiada.
Filogenómica de las especies de Deschampsia (Poaceae) del Cono Sur de Sudamérica.
(Universidad de Concepción, 2024) Conejeros Palma, Micaela Isabel; Guerrero, Pablo
El género Deschampsia P. Beauv es un linaje de gramíneas que se encuentra en regiones frías y templadas de todos los continentes. Comprende al menos 50 especies, de las cuales 15 se encuentran en Sudamérica, particularmente en el sur de los Andes de Chile y Argentina, considerado un importante centro de diversidad ya que corresponde al 30% de las especies del género. Las diferencias en la delimitación de Deschampsia se deben a su similitud morfológica.
Este estudio tiene como objetivo inferir las relaciones filogenéticas de las especies dentro del género Deschampsia en el Cono sur de Sudamérica.
Esta investigación se realizó utilizando muestras de herbario de la Universidad de Concepción (CONC) y del Herbario Nacional de Paris (P). Estudiamos un total de 30 muestras, que corresponden a 22 especies, las cuales representan el 44% del total de especies del género, y un 86,67% de las especies del Cono Sur. Se planteó la hipótesis de que las especies endémicas de Deschampsia de la región del Cono Sur formarían un grupo monofilético. Utilizamos la técnica Target Sequencing y el set de sondas Angiosperm353, que permite secuenciar 353 genes previamente identificados con un alto valor filogenético informativo en Angiospermas. La herramienta de análisis genómico obtuvo una taza de éxito del 83.3%, incluyendo muestras antiguas, una de ellas de más de 100 años. Realizamos una reconstrucción filogenética bayesiana para inferir las relaciones evolutivas entre especies. Nuestros resultados muestran un árbol de consenso bien resuelto con altas probabilidades posteriores en los nodos, contrariamente a nuestras expectativas, las especies de Deschampsia presentes en la región no constituyen un grupo monofilético. El clado con mayor número de especies del Cono Sur incluye D. elegantula, D. setacea, D. patula, D. cordillerarum, D. danthonioides y D. pulchra. Sin embargo, otras especies se situaron en clados diferentes. Nuestros resultados sugieren la influencia de factores históricos y geográficos en la diversificación del género en esta región, lo que abre nuevas vías de investigación sobre los procesos evolutivos y dispersión a larga distancia como factores claves en la evolución del género.
Análisis del manejo de riego en avellanos europeos (Corylus avellana L.) temporada 2021-2022
(Universidad de Concepción, 2022) Ruíz Estrada, Erick Darien Jesús; Souto Escalona, Camilo
Este estudio está centrado en observar y analizar la humedad del suelo, estimar la demanda y estrés hídrico del avellano europeo de variedad Giffoni y su relación con imágenes capturadas mediante un Dron/UAV (vehículo aéreo no tripulado). La evapotranspiración del cultivo fue medida mediante la estación Eddy Covariance y fue comparada con la evapotranspiración de
referencia estimada a través de la estación Agromet ‘Coihueco’. Se cuantificó el estrés hídrico de los árboles a través de una cámara Scholander y serelacionó con los índices de vegetación calculados mediante ArcGIS. La demanda de agua del avellano europeo en el mes de máxima demanda alcanzó los 7.8 mm día-1 para la temporada 2021-2022, mientras que la evapotranspiración de referencia fue de 8.5 mm día-1. La humedad de suelo a los 10 cm de profundidad sirvió para visualizar la frecuencia, la capacidad de recarga de los riegos ejecutados y la actividad de las raíces en suelo mediante el consumo del agua disponible. Los resultados mostraron que las
imágenes de los índices de vegetación son concordantes con la evolución de la temporada y que la estimación del estrés hídrico a partir de los índices de vegetación alcanzó un coeficiente de determinación igual a 0.64 para el índice NDRE.
Efecto del incremento de temperatura sobre la tolerancia al calor de Drosophila melanogaster.
(Universidad de Concepción, 2024) Goyak Retamal, Tamara Beatriz; Cavieres, Grisel
En la actualidad, el incremento de eventos climáticos extremos y el aumento de la temperatura media del planeta contribuyen a la pérdida de biodiversidad global. La capacidad de los individuos para responder con cambios morfológicos, fisiológicos o conductuales (i.e., plasticidad fenotípica) a tales desafíos podría ser clave para su sobrevivencia. Estudios han demostrado que la capacidad de tolerar altas temperaturas depende de la intensidad y de la temperatura del desafío térmico. En este sentido, las curvas de muerte térmica (TDT) incluyen estos factores mediante la estimación de CTmax (tolerancia al calor) y Z (susceptibilidad térmica) como descriptores de tolerancia térmica. Esta tesis explora como la exposición a ambientes térmicos cada vez más estresantes afecta la tolerancia al calor y la sobrevivencia de Drosophila melanogaster. Para responder a esta pregunta, se elaboraron curvas TDT y estimamos CTmax y Z en organismos adultos aclimatados a diferentes temperaturas durante la ontogenia (21, 24, 27 y 30ºC). Además, se evaluó el efecto de la temperatura sobre la masa corporal (Mc) y se analizó la magnitud de la respuesta plástica de estos atributos (i.e., CTmax, Z y Mc). Los resultados demostraron que la temperatura de aclimatación (Tacl), la temperatura del ensayo térmico (Tens) y Mc tuvieron impactos significativos sobre la sobrevivencia de Drosophila melanogaster. Organismos aclimatados a altas temperaturas mostraron un aumento significativo en su sobrevivencia, así como valores más altos de CTmax y Z en comparación con los individuos provenientes de temperaturas más bajas. La aclimatación a temperaturas estresantes generó cambios en la tolerancia al calor, sobrevivencia y en la morfología de Drosophila melanogaster. Los resultados sugieren que existe un compromiso entre CTmax y Z, lo cual implica una mayor tolerancia a altas temperaturas, pero durante cortos periodos de tiempo.
Valorización de la biomasa remanente del proceso de extracción de aceite de la diatomea Phaeodactylum tricornutum.
(Universidad de Concepción, 2024) Ramírez Salgado, Diego Isaac; Gómez, Patricia; Castro, Pablo
Las microalgas, organismos eucariontes unicelulares fotosintéticos, son consideradas una de las materias primas más prometedoras para su aplicación en sectores industriales como la gestión ambiental, industria energética, cosmética, farmacéutica y alimentaria. En las últimas décadas, se han estado estudiando distintas moléculas antioxidantes que podrían ser empleadas a nivel industrial, entre esas moléculas se encuentran las proteínas y péptidos de microalgas, que actúan a través de mecanismos como, la eliminación de radicales libres, eliminación enzimática de oxidantes y quelación de metales. La actividad antioxidante de los péptidos depende de su secuencia de aminoácidos, los grupos funcionales que presenten, la longitud de los péptidos y la orientación de los mismos en la proteína nativa, por lo que, para promover dicha bioactividad, se requiere aislar los péptidos desde las proteínas nativas mediante hidrólisis enzimática para obtener hidrolizados proteicos.
Phaeodactylum tricornutum es una diatomea penada marina, que se caracteriza por presentar tres morfotipos diferentes: fusiforme, trirradiado y ovalado; además es una especie industrialmente relevante, ya que acumula metabolitos como el pigmento carotenoide fucoxantina y el ácido graso poliinsaturado omega-3 ácidoeicosapentaenoico (EPA). La industrialización y comercialización de microalgas aún no es del todo rentable, siendo una de las causas el que se obtenga solo un producto desde su biomasa, lo cual ha motivado aplicar un nuevo enfoque, en el que todos los componentes de la biomasa se valoricen, lo cual puede lograrse aplicando el concepto de biorrefinería. En el caso de la extracción de ácidos grasos y fucoxantina desde la biomasa de P. tricornutum, se obtiene una biomasa residual que contiene entre un 25-30% de proteínas y que, mediante hidrólisis enzimática de dichas proteínas, se pueden obtener hidrolizados proteicos, con propiedades funcionales mejoradas respecto a la proteína cruda y de gran interés para la industria como son los antioxidantes.
Bajo este contexto, la hipótesis que se planteó en este estudio fue que los péptidos derivados de la hidrólisis de las proteínas de P. tricornutum tienen mayor actividad antioxidante que las proteínas crudas. Para lo cual: 1- Se analizó el contenido proteico de la biomasa remanente del proceso de extracción de aceite de P. tricornutum y 2- Se dilucidó si las proteínas hidrolizadas de la biomasa remanente del proceso de extracción de aceite de P. tricornutum tienen mayor actividad antioxidante que las proteínas crudas.
Para ello se estableció un cultivo de 20 L de P. tricornutum para obtener biomasa, esta se mezcló junto con otra biomasa liofilizada proveniente de otros cultivos realizados en condiciones similares. Dicha biomasa se sometió a un procedimiento de extracción de lípidos obteniéndose una biomasa sin aceite (biomasa remanente). A la biomasa con aceite y biomasa remanente se les cuantificó lípidos totales y proteínas totales. El análisis lipídico indicó que la biomasa con aceite tuvo un 11,21% de lípidos mientras que la biomasa residual tuvo un 7,65%. El contenido de proteínas de la biomasa con aceite fue del 8,86% y de la biomasa residual un 11,15%. Con el objetivo de recuperar la mayor cantidad de proteínas desde la biomasa remanente, se procedió a hidratar esta biomasa con agua destilada (pH 7), buffer fosfato (pH 7), tampón de lisis (pH 7) e hidróxido de sodio (pH 10) para posteriormente lisar independientemente con un sonicador y un ultra turrax. Los resultados indicaron que la combinación hidróxido de sodio/sonicador fue el tratamiento con el que se obtuvo la mayor extracción de proteínas (5173,57 ± 247,38 μg/mL) y con una eficiencia extractiva del 74,23%. Con el propósito de concentrar las proteínas, se ensayaron dos métodos de precipitación: 1- Sulfato de amonio y 2- Partición en tres fases (TPP), mediante el primer método se recuperó un 0,25% de las proteínas que contenía la biomasa remanente (11,15% de proteína/biomasa) mientras que, con el segundo método se recuperó un 0,19%. Considerando estos resultados se decidió no precipitar las proteínas. Para evaluar si las proteínas hidrolizadas de la biomasa residual tenían mayor actividad antioxidante que las proteínas crudas, se realizó la hidrólisis enzimática del extracto proteico con tripsina y Protamex, en diferentes tiempos de digestión enzimática (2 h, 4 h y 6 h) y luego se midió la actividad antioxidante de los extractos de proteínas sin hidrolizar e hidrolizados, mediante el ensayo de capacidad de reducción del hierro (FRAP). Los resultados revelaron que los extractos hidrolizados tuvieron mayor actividad antioxidante que el extracto sin hidrolizar (287,58 μmoles de TE/L). Además, los hidrolizados proteicos producidos por tripsina y Protamex tuvieron diferente actividad antioxidante entre los diferentes tiempos de hidrólisis. Estos resultados sugieren que a partir de la biomasa remanente del proceso de extracción de aceite desde P. tricornutum, se pueden generar hidrolizados proteicos con mayor actividad antioxidante que la proteína cruda y, por lo tanto, con mayor valor agregado en comparación al residuo sin tratar.