MAESTRIA EN GESTIÓN SUSTENTABLE DE RECURSOS NATURALES

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE INSTITUTO DE POSTGRADO MAESTRIA EN GESTIÓN SUSTENTABLE DE RECURSOS NATURALES Desarrollo de un proceso para el aislamiento, conservación y producción del hongo medicinal oreja de palo (Pycnoporus spp.) a partir de la biodiversidad fúngica ecuatorianaTrabajo de Investigación previo a la obtención del Título de Magíster en Gestión Sustentable de Recursos Naturales Director: Pineda Insuasti, Julio Amilcar, PhD Autor: Gómez Andrade, William Edisson Ibarra - Ecuador 2017

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UNIVERSIDAD TEacuteCNICA DEL NORTE

INSTITUTO DE POSTGRADO

MAESTRIA EN GESTIOacuteN SUSTENTABLE DE RECURSOS

NATURALES

ldquoDesarrollo de un proceso para el aislamiento conservacioacuten y produccioacuten del hongo

medicinal oreja de palo (Pycnoporus spp) a partir de la biodiversidad fuacutengica

ecuatorianardquo

Trabajo de Investigacioacuten previo a la obtencioacuten del Tiacutetulo de Magiacutester en Gestioacuten Sustentable

de Recursos Naturales

Director Pineda Insuasti Julio Amilcar PhD

Autor Goacutemez Andrade William Edisson

Ibarra - Ecuador

2017

1

2

3

DEDICATORIA

A mi esposa por ese optimismo que siempre me impulsoacute a seguir adelante y el

apoyo incondicional desde el inicio de mis estudios de la maestriacutea a mis hijos

Andreeacute y Juan Joseacute por todas las veces que no pudieron tener a su padre a tiempo

completo

A mis familiares y amigos que siempre tuvieron una palabra de apoyo para miacute

durante mis estudios

4

AGRADECIMIENTO

A todas instituciones que aportaron para llevar a cabo esta investigacioacuten de manera

muy especial al Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente (CEBA) al

Ingenio Azucarero del Norte (IANCEM) y a la Universidad Teacutecnica del Norte

(UTN)

Aquellas personas que compartieron sus conocimientos para hacer posible la

culminacioacuten de esta investigacioacuten De manera especial al Ing Julio Pineda Insuasti

PhD tutor de este trabajo por su ayuda y seguimiento al mismo

5

UNIVERSIDAD TEacuteCNICA DEL NORTE

INSTITUTO DE POSTGRADO

BIBLIOTECA UNIVERSITARIA

AUTORIZACIOacuteN DE USO Y PUBLICACIOacuteN A FAVOR DE LA

UNIVERSIDAD TEacuteCNICA DEL NORTE

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LA OBRA

La Universidad Teacutecnica del Norte dentro del proyecto Repositorio Digital

Institucional determinoacute la necesidad de disponer de textos completos en formato

digital con la finalidad de apoyar los procesos de investigacioacuten docencia y

extensioacuten de la Universidad

Por medio del presente documento dejo sentada mi voluntad de participar en este

proyecto para lo cual pongo a disposicioacuten la siguiente informacioacuten

DATOS DE CONTACTO

CEacuteDULA DE

IDENTIDAD

1001977030

APELLIDOS Y

NOMBRES

Goacutemez Andrade William Edisson

DIRECCIOacuteN Tena 8-20 y Tungurahua

EMAIL williamedissonyahooes

TELEacuteFONO FIJO 062607022 TELEacuteFONO

MOacuteVIL

0983000610

6

DATOS DE LA OBRA

TIacuteTULO Desarrollo de un proceso para el aislamiento conservacioacuten

y produccioacuten del hongo medicinal oreja de palo (Pycnoporus

spp) a partir de la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana

AUTOR (ES) Goacutemez Andrade Willian Edisson

FECHA 09 de junio del 2017

SOLO PARA TRABAJOS DE GRADO

PROGRAMA PREGRADO POSGRADO

TITULO POR EL QUE

OPTA

Magiacutester en Gestiograven Sutentable de los Recursos Naturales

ASESOR DIRECTOR Ing Julio Amilcar Pineda Insuasti (PhD)

2 AUTORIZACIOacuteN DE USO A FAVOR DE LA UNIVERSIDAD

Yo William Edisson Goacutemez Andrade con ceacutedula de ciudadaniacutea Nro 1001977030

en calidad de autor y titular de los derechos patrimoniales de la obra o trabajo de

grado descrito anteriormente hago entrega del ejemplar respectivo en formato

digital y autorizo a la Universidad Teacutecnica del Norte la publicacioacuten de la obra en

el Repositorio Digital Institucional y uso del archivo digital en la Biblioteca de la

Universidad con fines acadeacutemicos para ampliar la disponibilidad del material y

como apoyo a la educacioacuten investigacioacuten y extensioacuten en concordancia con la Ley

de Educacioacuten Superior Artiacuteculo 144

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x

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x

x

x

7

8

9

RESUMEN

En Ecuador no se conoce el protocolo de aislamiento conservacioacuten y produccioacuten a

escala laboratorio de la cepa nativa Pycnoporus sanguineus El cuerpo fructiacutefero

se recolecto en la ciudad del Tena misma que se encontraba en troncos en

descomposicioacuten de Pollalesta discolor La reproduccioacuten celular se realizoacute tanto

por medio de tejido como por esporas en un medio rico en PDA se encubaron a 22

ordmC durante seis diacuteas se procedioacute a la purificacioacuten de la cepa por la teacutecnica de

repique hasta lograr una cepa pura La identificacioacuten fue realizada por laboratorios

IDgen en la cual se determinoacute 99 de identidad en el fragmento ITS es Pycnoporus

sanguineus En el anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico se determinoacute que la especie tiene

un ELN de 4912 para el anaacutelisis de macro elementes se encontroacute en mayor

cantidad potasio 052 micro elementos como hierro 136 ppm Para la

conservacioacuten de la cepa se aplicoacute la teacutecnica de la liofilizacioacuten se preparoacute dos

medios de cultivo MEA y PDA se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego se

inocularon con la cepa nativa seleccionada se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC Los

tubos colonizados fueron liofilizados Para determinar la velocidad de crecimiento

de la cepa nativa se utilizoacute como medio de cultivo PDA y MEA en donde fue

colocada la cepa anteriormente liofilizada en el centro de la caja petri con la ayuda

de cinta meacutetrica se determinoacute la velocidad de crecimiento diariamente se incuboacute

durante siete diacuteas la mayor velocidad de crecimiento se observa en el medio de

cultivo MEA de 385 mmdiacutea Puesto que el valor-P de la prueba-F es menor que

005 existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre la media de

velocidad entre un nivel de medio y otro con un nivel del 950 de confianza

10

SUMMARY

In Ecuador is not known isolation Protocol-scale production and conservation

laboratory or the native strain of Pycnoporus sanguineus The fruiting body is

collected in the city of Tena same that was in trunks in decomposition of Pollalesta

discolor Cellular reproduction was carried out both by means of tissue and spores

in an environment rich in PDA incubate to 22 degC six days was purification or the

strain by the technique of tolling to achieve a pure strain The identification was

performed by laboratories IDgen 99 identity in the fragment was determined in

which ITS is Pycnoporus sanguineus The bromatological chemical analysis

determined that the species has an ELN of 4912 for the analysis of macro

elements found in most potassium 052 micro elements as iron 136 ppm For the

conservation of the strain was applied the technique of lyophilization it was

prepared two culture media MEA PDA was sterilized and served in 5ml tubes and

they were then inoculated with the native strain selected they were incubated for 7

days at 22 degrees Colonized tubes were lyophilized To determine the rate of

growth of the native strain was used as a PDA culture medium and MEA where was

placed the above freeze-dried strain in the center of the box petri with the help of

tape measure determined the speed of growth daily incubated for seven days the

higher speed of growth is observed in the culture medium MEA 385 mmday Since

the disagreement of the test F is less than 005 there is a statistically significant

difference between the average speed between a middle level and another the

950 confidence level

Palabras clave

Aislamiento biodiversidad caracterizacioacuten conservacioacuten fuacutengica liofilizacioacuten

Pycnoporus

11

ABREVIATURAS

BRGM Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos

EE Extracto Eteacutereo o grasa bruta

ELN Elementos Libres de Nitroacutegeno

FEL Fermentacioacuten Estado Liacutequido

FES Fermentacioacuten Estado Solido

IANCEM Ingenio Azucarero del Norte Compantildeiacutea de Economiacutea Mixta

LSD Diferencia Miacutenima Significativa

MAE Ministerio del Ambiente Ecuador

MAISFCI Modelo de Atencioacuten Integral de Salud Familiar Comunitario

e Intercultural

MEA Agar Malta Dextrosa

ODM Objetivos de Desarrollo del Milenio

PDA Agar Papa Dextrosa

SEMPLADES Secretaria Nacional de Planificacioacuten y Desarrollo

WFP Proyecto Mundial de Alimentacioacuten

12

IacuteNDICE DE CONTENIDO

RESUMEN 9

SUMMARY 10

1 PROBLEMA 17

11 Introduccioacuten 17

12 Situacioacuten probleacutemica 18

13 Problema cientiacutefico 19

14 Objetivos de la investigacioacuten 19

15 Hipoacutetesis 20

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA 21

21 La salud un desafiacuteo global 21

211 Situacioacuten actual 21

212 Situacioacuten futura 21

213 Propuestas al desafiacuteo 21

22 Geacutenero Pycnoporus spp 22

221 Recoleccioacuten 22

222 Aislamiento 24

223 Identificacioacuten 26

224 Caracterizacioacuten 26

225 Conservacioacuten 27

23 Produccioacuten de Biomasa 30

231 Paraacutemetros de operacioacuten 30

232 Medios de cultivo 30

233 Incubacioacuten 31

24 Produccioacuten de metabolitos 32

241 Cinnabarina 32

242 Vainillina 33

13

243 Enzimas ligninoliacuteticas 33

244 Inductores 34

25 Importancia industrial 36

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos 36

252 Control bioloacutegico 37

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico 37

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios 38

26 Marco legal 38

3 MARCO METODOLOacuteGICO 47

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa Pycnoporus

spp helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47

311 Materiales y meacutetodos 48

3111 Aislamiento 48

3112 Identificacioacuten 49

3113 Caracterizacioacuten 50

312 Resultados y discusioacuten 50

3121 Aislamiento 50

3122 Identificacioacuten 54

3123 Caracterizacioacuten 55

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus 56

321 Materiales y meacutetodos 56

322 Resultados y discusioacuten 57

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus 60

331 Materiales y meacutetodos 60

332 Resultados y discusioacuten 61

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos (BRGM) 65

14

341 Introduccioacuten 65

342 Ficha Pycnoporus sanguineus 67

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus 69

4 CONCLUSIONES 70

5 RECOMENDACIONES 70

6 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 71

7 ANEXOS 87

15

IacuteNDICE DE FIGURAS

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten 23

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente 28

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de

Pycnoporus sanguineus 47

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus 48

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de

Pollalesta discolor 49

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno 51

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA 51

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo 52

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo 52

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus

sanguineus 53

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

56

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten 57

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten 58

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus 58

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada 59

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de

Pycnoporus sanguineus 60

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

62

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa 64

16

IacuteNDICE DE TABLAS

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp 24

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp 25

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL 35

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES 35

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada 61

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio 63

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher 63

17

1 PROBLEMA

11 Introduccioacuten

Los hongos son imprescindibles para el funcionamiento de la vida Sin ellos la

acumulacioacuten de residuos orgaacutenicos formariacutea enormes cementerios de cadaacuteveres

vegetales y animales produciendo grandes trastornos en la naturaleza (Zeikus

1981) La cadena troacutefica se modificariacutea de tal manera que provocariacutea la

desaparicioacuten de muchas especies (de Diego Calonge 2009)

Pycnoporus spp ha sido durante mucho tiempo utilizado en la medicina popular

de Aacutefrica y Ameacuterica para tratar numerosas enfermedades Los extractos de este

hongo son demostrados por poseer ingredientes bioactivos involucrados en

tratamiento antitumoral y actividades antioxidantes (Cao Zhang amp Xu 2014) Por

el potencial lignoceluliacutetico y los metabolitos secundarios de este hongo es

importante la buacutesqueda de sustancias antivirales antioxidantes antifuacutengicas y

antibacterianas (Smacircnia et al 2003) Se cuenta con el recurso natural pero no se

han realizado estudios de como producir y conservar la cepa nativa (Cruz Muntildeoz et

al 2015a)

Se pretende aportar con un banco de recursos geneacuteticos con la posibilidad de que

esta cepa sea utilizada en el sector farmaceacuteutico por su actividad bioloacutegica

antioxidante antifuacutengica y antibacterial (Smacircnia et al 1995) y en el sector textil

ya que produce un pigmento extraiacutedo llamado cinnabarin que se utiliza para la

decoloracioacuten parcial y completa de ciertos tintes (Schliephake Lonergan Jones amp

Mainwaring 1993) en el sector alimentario para la produccioacuten de vainilla (Zheng

et al 2007)

En teacuterminos econoacutemicos la implementacioacuten de este proyecto a escala industrial

generariacutea ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa

nativa ecuatoriana Pycnoporus spp Por ejemplo la vainilla natural producida por

el hongo tiene un costo en el mercado de 4000 USDKg ingresos que se quedariacutean

en manos de los productores nacionales Ademaacutes la creacioacuten de estas industrias

generariacutea fuentes de trabajo y ayudariacutea al aumento de la balanza comercial nacional

18

En teacuterminos ambientales el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de

compuestos recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su

sistema enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en

aserraderos (Kirk 1971) Adicionalmente el aislamiento y almacenamiento de la

cepa nativa de Pycnoporus spp en Bancos de Recursos Geneacuteticos con fines

industriales y acadeacutemicos promoveriacutea la preservacioacuten de la especie

En el aacutembito social se mejorariacutea el nivel educativo de la poblacioacuten en teacuterminos

de preservacioacuten y aprovechamiento de la biodiversidad fuacutengica de la cual no se

tiene maacutes conocimiento que los usos ancestrales (Hawksworth 1991) Ademaacutes

mejorariacutea la calidad de la salud de la poblacioacuten gracias a sus propiedades

medicinales ya comprobadas cientiacuteficamente por lo que su potencial en la

industria farmaceacuteutica es grande

La academia se veriacutea favorecida a su vez gracias a la recopilacioacuten de meacutetodos y

datos teacutecnicos necesarios para la conservacioacuten y almacenamiento de la cepa

facilitando el desarrollo de investigaciones de caraacutecter quiacutemico y biotecnoloacutegico

(Cruz 2004)

12 Situacioacuten probleacutemica

En el campo de la salud el no aprovechamiento de los metabolitos fuacutengicos

provocariacutea un caos en el tratamiento de ciertas enfermedades ya que muchos

medicamentos son producidos a partir de estos (Chang amp Miles 2004) Hay que

recordar el papel que desempentildea la penicilina descubierta por Fleming en 1928 a

partir del hongo Penicillium notatum para el tratamiento de las infecciones ( Valdeacutes

et al 1998) En la actualidad se conoce miles de sustancias medicinales producidos

por hongos y pronto saldraacuten maacutes incluso capaces de combatir el SIDA (Calonge

2009)

No obstante muchas especies de hongos estaacuten bajo amenaza de desaparecer

como consecuencia del deterioro o destruccioacuten de los ecosistemas (Hernaacutendez

Gonzaacutelez Hernaacutendez Herrera amp Camino 2014)

19

El Ecuador es un paiacutes pequentildeo pero uno de los maacutes biodiversos por su ubicacioacuten

espacial (Estrella Manosalvas Mariaca amp Ribadeneira 2005) El 18 de la

superficie nacional considerada como aacuterea protegida para la conservacioacuten de la

riqueza natural (MAE 2008) El aprovechamiento sostenible de la biodiversidad

nacional es promovido por el Plan Nacional para el Buen Vivir que enfatiza en el

bioconocimiento y su aplicacioacuten para la produccioacuten de nuevos bienes y servicios

ecoloacutegicamente sustentables suscitando al cambio de la matriz productiva

(Senplades 2009)

13 Problema cientiacutefico

Se evidencia limitado conocimiento en el manejo sustentable del geacutenero fuacutengico

Pycnoporus spp nativa ecuatoriana hacieacutendose necesario el establecimiento de

protocolos para aislamiento conservacioacuten purificacioacuten produccioacuten especiacutefica de

cepas nativas propagacioacuten o crecimiento celular en medios artificiales o naturales

y produccioacuten

Objeto

El proceso de produccioacuten y conservacioacuten de la especie nativa ecuatoriana de

Pycnoporus spp

Campo

Conservacioacuten de los recursos geneacuteticos microbianos

14 Objetivos de la investigacioacuten

Objetivo General

Desarrollar un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus mediante procesos que permitan la

conservacioacuten del recurso natural fuacutengico y su aprovechamiento de manera

sustentable

20

Objetivos especiacuteficos

Aislar identificar y caracterizar la especie fuacutengica de Pycnoporus

sanguineus

Desarrollar un protocolo para la conservacioacuten de la especie

Seleccionar el mejor medio de cultivo para la produccioacuten de Pycnoporus

spp a traveacutes de la velocidad de crecimiento lineal

Disentildear una ficha de cepas microbianas puras para su conservacioacuten en

el Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

15 Hipoacutetesis

Hipoacutetesis alternativa

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

Hipoacutetesis nula

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus no se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

21

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA

21 La salud un desafiacuteo global

Es una realidad compleja a traveacutes de un enfoque interdisciplinario que supera

los liacutemites del paradigma positivista de la ciencia claacutesica (Alcaacutentara-Moreno

2008) depende de la interaccioacuten de muacuteltiples factores sociales poliacuteticos

econoacutemicos culturales y cientiacuteficos (Roberto Bricentildeo-Leoacuten 2000) y responde a

una condicioacuten histoacuterica ya que la visioacuten particular de la sociedad va cambiando con

el tiempo (Ritzer 2001)

211 Situacioacuten actual

Dentro de los objetivos del desarrollo sostenible (2015) el objetivoacute 3 comprende

garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades La

participacioacuten mancomunada de los paiacuteses para cumplir los ODM ha desencadenado

en el movimiento contra la pobreza maacutes exitoso de la historia especialmente en

temas de salud y alimentacioacuten mundial

212 Situacioacuten futura

La Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS 2013) ha pedido a los paiacuteses que

sigan invirtiendo en investigaciones de aacutembito nacional con el objetivo de poner

en marcha un sistema de cobertura sanitaria universal adaptado a las necesidades

particulares de cada paiacutes

213 Propuestas al desafiacuteo

Estudios de casos realizados en muchos paiacuteses demuestran la importancia que

tienen las investigaciones nacionales y mundiales en la mejora de la salud

investigaciones que abarcan desde la prevencioacuten y el control de enfermedades

especiacuteficas hasta la mejora del funcionamiento de los sistemas de salud

22

22 Geacutenero Pycnoporus spp

Entre muchos hongos de pudricioacuten blanca el geacutenero Pycnoporus spp es un

geacutenero representativo de la familia Polyporaceae que se encuentra ampliamente

distribuido a nivel mundial en zonas templadas y tropicales donde tiene gran

importancia en la regulacioacuten del ciclo de carbono (Zeikus 1981) Forma un grupo

cosmopolita de cuatro especies Pycnoporus puniceus Pycnoporus cinnabarinus

Pycnoporus sanguineus Pycnoporus coccineus (Lesage-Meessen et al 2011) A

principios de 1990 el geacutenero Pycnoporus se perfiloacute como una alternativa para la

consecucioacuten de compuestos enzimaacuteticos viables en la degradacioacuten eficiente de

biomasa y la obtencioacuten de metabolitos secundarios de intereacutes como antioxidantes

(Borderes Costa Guedes amp Tavares 2011a) antibacterianos (A Smacircnia et al

1995) y antiparasitarios (Correa et al 2005)

Pese a que los hongos del geacutenero Pycnoporus spp no son especies comestibles

su importancia radica en la capacidad de degradar eficientemente compuestos

lignoceluloacutesicos (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) lo que les confiere un

gran potencial para ser usados en procesos biotecnoloacutegicos de degradacioacuten de

residuos agriacutecolas hasta azuacutecares fermentables uacutetiles en la produccioacuten de etanol y

otros productos biotecnoloacutegicos de alto valor comercial (Call 1994 Zeikus 1981)

Diversas investigaciones han estudiado las condiciones oacuteptimas para la obtencioacuten

de compuestos sintetizados por este geacutenero y la influencia de diversos factores

logrando un mejor control del bioproceso y una mejor comprensioacuten del

metabolismo de Pycnoporus spp (Falconnier et al 1994 Lesage-Meessen et al

2011 Levasseur et al 2014 Liu et al 2015 Piscitelli et al 2011 Rivera-Hoyos et

al 2013)

221 Recoleccioacuten

Para la recoleccioacuten es necesario conocer de antemano las caracteriacutesticas

macroscoacutepicas del cuerpo fructiacutefero del hongo (Ortiz et al 2016) Pycnoporus spp

posee un basidioma en forma de abanico (flabeliforme) maacutes o menos aplanado de

color naranja intenso y un margen redondeado de color similar al resto del

23

carpoacuteforo su tamantildeo puede variar entre 3 a 10 cm de ancho y su carne variacutea de

corchoso a duro Se encuentra adherido al sustrato por la base y ocasionalmente

los bordes son cofluentes es decir que se peguen con los de los basidiomas

contiguos En la zona de unioacuten con el sustrato el basidioma es maacutes grueso

pudiendo alcanzar los 3 cm de grosor mientras en los bordes es maacutes delgado

alcanzando menos de 1 cm de grosor (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016

Papinutti 2013) Se puede observar a simple vista que el himenio de este geacutenero

posee poros por donde libera las esporas (Alexopoulos amp Beneke 1962) los cuales

pueden alcanzar entre 2-3 cm de diaacutemetro y una forma de redondeada u oblonga

(Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) En la figura 21 se pueden apreciar las

caracteriacutesticas generales del geacutenero

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Macroscoacutepicamente las especies son diferenciables entre siacute por ejemplo P

sanguineus tiene un color maacutes rojizo que su homologo P cinnabarinus ademaacutes

tiene una base estrecha que le da la apariencia de subestipitado mientras P

cinnabarinus es seacutesil Este uacuteltimo tiene a su vez una superficie pileacuteica libre o escasa

de vellosidades a diferencia de P fulgens con el cual suele asemejarse por la

24

coloracioacuten del carpoacuteforo (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016 Papinutti

2013)

Pycnoporus spp suele encontrarse en sustratos lignoceluloacutesicos en

descomposicioacuten sobre los cuales crece naturalmente (Borderes Costa Guedes amp

Tavares 2011b) Una vez reconocido el hongo y recolectado su cuerpo fructiacutefero

se deben tomar apuntes acerca de los diferentes substratos en donde fue encontrado

(tierra madera en descomposicioacuten mantillo del bosquehellip) (Chanona-Goacutemez

Andrade-Gallegos Castellanos-Albores amp Saacutenchez 2007) las coordenadas y la

temperatura ambiental En la tabla 21 se listan algunos materiales lignoceluloacutesicos

de donde se han recolectado las cepas de Pycnoporus spp

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp

Especie Material vegetal en descomposicioacuten Referencia

P sanguineus Madera de casuarina y mango (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Madera contaminada con petroacuteleo (Acosta-Urdapilleta Alonso-

Paz Rodriacuteguez Adame y col

2010 Quiroz-Castantildeeda y col

2009)

Troncos de palma (Achenbach y Blumm 1991)

Encino (Chanona-Goacutemez y col 2007)

Madera de Parkia oppositifolia (Esposito Innocentini-Mei

Ferraz Canhos y Duraacuten 1993)

P cinnabarinus Madera de pino (Eggert Temp y Eriksson 1996)

Troncos quemados (Guzmaacuten 1979)

P coccineus Eucalipto (Machuca y Ferraz 2001)

222 Aislamiento

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura (Cruz

Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

25

2000b Schliephake et al 1993) Es necesario haber adicionado cloranfenicol

(200 g l) a los medios de cultivo para evitar contaminaciones bacterianas

(Henrique Rosa y col 2003) Seguacuten Correa y colaboradores (2005) el MEA es el

medio oacuteptimo para el crecimiento micelial posterior a la purificacioacuten mientras que

Acosta-Urdapilleta y colaboradores (2010) afirman que es el Agar Harina Integral

de Trigo (HTIA por sus siglas en ingleacutes) Por su parte Cruz-Muntildeoz y

colaboradores (2015) aseveran que los medios de cultivo oacuteptimos son los que

contienen extracto del material vegetal de donde se recolectoacute el hongo En la tabla

22 se mencionan los principales medios de cultivo empleados para el aislamiento

de Pycnoporus spp

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp

Especie Medio de cultivo Referencia

P sanguineus Agar Papa Dextrosa (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a E de F A

Smacircnia Smacircnia Juacutenior y Loguercio-

Leite 1998 Vikineswary y col 2006)

Agar Harina Integral de Trigo (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a)

Agar Extracto de Malta (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Atteke

y col 2013 Cruz Muntildeoz y col 2015a

Machuca y Ferraz 2001 Schliephake y

col 1993 Uzan y col 2010)

Medios afines al material vegetal de

donde se recolectoacute (Agar Extracto de

Casuarina Agar Extracto de Mango)

(Cruz Muntildeoz y col 2015)

Medio Czapek-Dox con sulfato de

manganeso algunas veces adicionado

con extracto de semillas de guisantes

o salvado de trigo

(Boumlse 1946)

P

cinnabarinus

Agar Extracto de malta (American Type Culture Collection

2016a)

26

Especie Medio de cultivo Referencia

Agar Extracto de levadura (American Type Culture Collection

2016b)

Agar Papa Dextrosa (FuQuan y QiJin 2008)

223 Identificacioacuten

Microscoacutepicamente se pueden identificar cuatro tipo de hifas 1) las de los tubos

o poros que son de pared delgada ramificadas y se tintildeen con fioxina 2) las del

margen y el piacuteleo que son un poco maacutes gruesas no ramificadas no se tintildeen con

fioxina y usualmente tienen graacutenulo anaranjados que se disuelven en KOH 3) las

de la zona de transicioacuten y tubos que tienen grosor variable y se disponen en capas

y 4) las que se encuentran uacutenicamente en la zona de transicioacuten que son delgadas

con ramificaciones cortas y recurvadas (Papinutti 2013) Para la diferenciacioacuten

entre P sanguineus y P cinnabarinus es necesario saber que el primero tiene un

sistema de hifas dimiacutetico mientras el del segundo es trimiacutetico (Asociacioacuten

Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) Para evitar vacilaciones lo maacutes preciso es realizar

pruebas a nivel molecular mediante extraccioacuten del ADN ribosomal y su

amplificacioacuten secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes

(Cruz Muntildeoz et al 2015a)

224 Caracterizacioacuten

Para la determinacioacuten de las condiciones oacuteptimas de crecimiento y la produccioacuten

de metabolitos secundarios se toman discos (5 mm de diaacutemetro) de PDA con

micelio del borde radial de cultivos de 30 diacuteas de edad y se depositan en nuevas

cajas de petri con medio de cultivo acorde con lo que se quiera medir o producir se

incuba por 30 diacuteas maacutes a 23 degC con luz blanca continua (Curz et al 2015a) El

crecimiento micelial no de manera obligatoria estaacute relacionado con la produccioacuten

de metabolitos secundarios (Baumer Mas Diego Pacheco Morgado amp Furigo

2008) Los metabolitos primarios y secundarios producidos por el geacutenero

Pycnoporus spp variacutean dependiendo de la especie y condiciones de cultivo (Acosta

Paz Rodriacuteguez Adame amp col 2010) una vez extraiacutedos en alguacuten tipo de solvente

27

seguacuten el experimento ejecutado se identifican por cromatografiacutea de capa fina

mediante comparacioacuten de los frentes de retencioacuten (Cruz et al 2015a) cromatografiacutea

de gases o espectrometriacutea de masas (Teoh Don y Ujang 2011) En el anexo 3 se

nombran los principales metabolitos producidos por Pycnoporus spp

Es necesario realizarle a la cepa purificada ensayos de actividad enzimaacutetica para

identificar algunos usos potenciales a nivel industrial Como eacuteste geacutenero pertenece

a los hongos de pudricioacuten blanca se deben realizar ensayos de actividad

ligninoliacutetica celuloliacutetica hemiceluloliacutetica de acuerdo con el Manual de Micologiacutea

Experimental de la Universidad de Buenos Aires (Forchiassin et al 2014) Las

enzimas ligninoliacuteticas maacutes abundantes en eacuteste hongo son las lacasas (Eggert et al

1996) lo que facilita su proceso de purificacioacuten Se habiacutea llegado a pensar que la

produccioacuten de peroxidasas extracelulares era nula (Machuca amp Ferraz 2001)

225 Conservacioacuten

La cepa debe ser almacenada en refrigeracioacuten a 4 ordmC para que no pierda su

viabilidad (Borderes et al 2011b Schliephake et al 1993) Aunque existen otros

meacutetodos que tambieacuten pueden emplearse Inmersioacuten en agua destilada inmersioacuten en

aceite mineral liofilizacioacuten congelacioacuten repique (Ortiz et al 2016) La

temperatura de congelacioacuten es de -80 degC en hielo seco o nitroacutegeno liacutequido y la de

liofilizacioacuten de 2 a 8 degC Cada vez que se vaya a usar la cepa limpie su envase con

etanol al 70 y transfiera aseacutepticamente (American Type Culture Collection

2016a 2016b Uzan amp col 2010) El periacuteodo de viabilidad para algunos hongos

conservados bajo este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith amp Onions 1994) En la figura

22 se observa un laboratorio apto para la obtencioacuten de recursos geneacuteticos fuacutengicos

28

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Meacutetodos a corto plazo que ayudan a la conservacioacuten de la cepa se aplica cuando

su uso es generalmente frecuente (Garciacutea amp Uruburuacute 1991) dentro de estos

meacutetodos se tendriacutea

El cultivo seriado consiste en resembrar al microorganismo cada cierto tiempo

en un medio adecuado este meacutetodo es vaacutelido para periacuteodos de 15 diacuteas se incrementa

la posibilidad de contaminacioacuten de la cepa (Mateos 2002)

La conservacioacuten por suspensioacuten en agua destilada es un meacutetodo sencillo

econoacutemico y seguro capaz de garantizar la supervivencia de cultivos fuacutengicos por

periacuteodos prolongados de dos hasta siete antildeos (Jong amp Birmingham 2001) Consiste

en suspender en agua esteacuteril ceacutelulas de cultivo como conidias esporas picnidios

esclerocidos (Bueno 1998)

La conservacioacuten con aceite mineral consiste en recubrir con aceite mineral

esteacuteril un cultivo que se encuentre en condiciones oacuteptimas de crecimiento micelial

y esporulacioacuten generalmente (Jong amp Atkins 1986) esta teacutecnica disminuye la

deshidratacioacuten del medio es utilizado en pequentildeas colecciones cuando la

liofilizacioacuten no resulta econoacutemica (Jong ampBirmingham 2001) Un amplio rango

de hongos a sobrevivido por este meacutetodo por un periacuteodo de 12 a 30 meses (Smith

et al 1994)

La desecacioacuten es un meacutetodo de conservacioacuten que reduce draacutesticamente el

metabolismo Sin embargo no todos los microorganismos sobreviven a estos

29

meacutetodos de secado por lo que se hace necesario antildeadir agentes protectores (leche

descremada glumato soacutedico al 10) La conservacioacuten en suelo es una teacutecnica que

ha sido usada ampliamente en laboratorios industriales para el mantenimiento de

cultivos de importancia comercial (Jong et al 1985) Este meacutetodo es usado para

cultivos que producen esporas y estructura de resistencia las cepas pueden

almacenarse en diferentes sustratos como arena papel filtro El meacutetodo consiste en

esterilizar y secar el suelo el cual es utilizado como medio absorbente con una

pequentildea cantidad de inoacuteculo preserva la viabilidad en un periacuteodo de tres a ocho

antildeos (Jong et al 2001)

Meacutetodos a largo plazo son los mejores porque en ellos se paraliza el crecimiento

de las ceacutelulas microbianas pero estas no han muerto Asiacute se garantiza el maacuteximo

de estabilidad geneacutetica (Garciacutea et al 1991) dentro de estos meacutetodos se tendriacutea

La liofilizacioacuten Es un proceso en el cual se congela el producto y posteriormente

se introduce en una caacutemara al vaciacuteo para realizar la separacioacuten del agua por

sublimacioacuten es otro de los meacutetodos de conservacioacuten de hongos por tiempo

prolongado Si bien es muy recomendado requiere contar con un liofilizador lo

que no siempre estaacute al alcance de todos los investigadores La liofilizacioacuten es un

proceso de conservacioacuten que tambieacuten involucra la deshidratacioacuten de las conidias o

cualquier otra estructura propagativa (Ames nd) El periacuteodo de viabilidad para

algunos hongos conservados por este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith et al 1994)

La criocongelacioacuten se basa en la utilizacioacuten de una temperatura

extremadamente friacutea para poder disminuir de forma controlada las funciones vitales

del organismo que se pretende conservar y que eacuteste se conserve vivo pero

ldquodormidordquo durante un periacuteodo de tiempo muy elevado sin que pierda sus

propiedades su principio radica en que toda ceacutelula tejido u organismo sometido a

bajas temperaturas disminuye sus funciones vitales permaneciendo en estado de

dormancia por periacuteodos prolongados es decir sus actividades metaboacutelicas estaacuten

suprimidas (Pasarellt amp McGinnis 1992 Rico et al 2004)

30

23 Produccioacuten de Biomasa

La obtencioacuten de compuestos derivados de la produccioacuten de Pycnoporus spp se

realiza mediante procesos fermentativos que pueden llevarse a cabo en medios de

crecimiento liacutequidos (Fermentacioacuten en Estado Liacutequido FEL) o soacutelidos

(Fermentacioacuten en Estado Soacutelido FES) Investigaciones efectuadas por Acosta-

Urdapilleta y colaboradores (2010) indican que los metabolitos primarios y

secundarios producidos por el geacutenero Pycnoporus dependen de la especie y las

condiciones de cultivo del mismo

231 Paraacutemetros de operacioacuten

El nivel de humedad del sustrato ejerce un efecto significativo en el proceso de

FES recomendaacutendose una humedad del 70 (Annuar Sammantha Murthy amp

Sabanatham 2010) Asiacute mismo el aumento del oxiacutegeno en el ambiente favorece

la tasa y la extensioacuten de la degradacioacuten de la biomasa por parte de Pycnoporus spp

(Hatakka amp Uusi-Rauva 1983) lo que se traduce en un aumento de la

bioconversioacuten Por otro lado el pH del medio de cultivo estaacute directamente

relacionado con el crecimiento del micelio daacutendose un mayor descenso de pH en

medios que presentan mayor crecimiento micelial (Holler amp Brooks 1980) No

obstante la mayoriacutea de estos estudios han sido realizados en condiciones in vitro

no contemplando la influencia de factores que pueden modificar los resultados en

procesos a mayor escala (Behrentz amp Giraldo 1993)

232 Medios de cultivo

Las fuentes de carbono comuacutenmente usadas en los procesos de FEL son lactosa

maltosa glucosa fructuosa extracto de levadura harinas de algunos cereales entre

otros (Chegwin A amp Nieto R 2013 Suaacuterez Arango amp Nieto 2013) La glucosa y

la fructosa permiten obtener una alta densidad de biomasa pues son maacutes faacuteciles de

asimilar que la maltosa no obstante pueden ser inhibidores de reacciones

metaboacutelicas secundarias del hongo (Ander Eriksson y Yu 1983) Los

suplementos de medios de cultivo maacutes utilizados son tartrato de diamonio tartrato

31

disoacutedico KH2PO4 CaCl2H2H2O MgSO4middot7H2O FeSO4middot7H2O ZnSO4middot7H2O

MnSO4middotH2O CuSO4middot5H2O y extracto de levadura (Eggert et al 1996 Gocenoglu

yPazarlioglu 2014 Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

2000a Levasseur e al 2014)

Pycnoporus spp puede cultivarse faacutecilmente a escala de laboratorio y en planta

piloto obteniendo altos rendimientos de produccioacuten a partir del uso de substratos

como almidoacuten extracto de malta maltosa metilcelulosa sacarosa dextrosa

caldos suplementados con extracto de levadura yo fosfoliacutepidos (Holler amp Brooks

1980 Oddou Stentelaire Lesage-Meessen Asther amp Colonna Ceccaldi 1999)

salvado de maiacutez salvado de trigo y salvado de arroz (FuQuan amp QiJin 2008

Levasseur et al 2014 Zimbardiet al 2016) tambieacuten se reporta el uso de residuos

agroindustriales como el bagazo de la cantildea de azuacutecar residuos de cultivo de

plaacutetano virutas de madera caacutentildeamo caacutescaras de algodoacuten hojas de palma de aceite

y residuos de frutas (Annuar et al 2010 Leŝtan Ŝtrancar amp Perdih 1990)

Existe una estrecha relacioacuten entre el aumento del crecimiento micelial del hongo

con el carbono total disponible en el medio de cultivo (Holler amp Brooks 1980) El

raacutepido crecimiento del hongo en medios pobres sobre todo cuando no se antildeade

ninguna fuente de carbono puede ser causado por la expansioacuten de su micelio como

estrategia para evitar la inanicioacuten (Levasseur et al 2014) Levasseur y

colaboradores (2014) sugieren que un alto contenido de lignina en el medio de

cultivo inhibe el crecimiento de P cinnabarinus en condiciones de cultivo en donde

la lignina es la uacutenica fuente de carbono disponible

233 Incubacioacuten

La mayoriacutea de estudios de estimacioacuten de la velocidad de crecimiento micelial

se realizan midiendo el diaacutemetro del micelio del hongo en las placas de petri sin

embargo el crecimiento tambieacuten se relaciona con la densidad de micelio en el

medio (Royse 1997)

FuQuan y QiJin (2008) estudiaron el crecimiento de Pcinnabarinus por FES en

bolsas con 075 kg de salvado de trigo y aserriacuten suplementado con sacarosa y

CaCO3 a una temperatura de crecimiento de 25 a 30 ordmC un pH 70 y una humedad

32

del sustrato del 60 al 65 logroacute una colonizacioacuten completa del micelio despueacutes

de los 26 a los 30 diacuteas y la obtencioacuten de carpoacuteforos transcurridos 32 diacuteas despueacutes

de la aparicioacuten de los primordios

Holler y Brooks (1980) estudiaron el crecimiento del micelio de P cinnabarinus

por FEL utilizando extracto de malta suplementado con NaNO3 K2HPO4

MgSO47H2O KCL y FeSO47H2O y sacarosa a partir de una suspensioacuten de

esporas y tacos de agar con micelio se cultivoacute a 28 ordmC por un intervalo de 4 diacuteas

El medio de levadura-extracto de almidoacuten mostroacute el mayor aumento de peso seco

del micelio (10638 mg) en comparacioacuten con el medio extracto de madera (0336

mg)

24 Produccioacuten de metabolitos

241 Cinnabarina

La produccioacuten de cinnabarina puede realizarse in vitro en medios soacutelidos y

liacutequidos o in vivo a partir de los basidiocarpos cuya obtencioacuten es maacutes faacutecil Las

mayores concentraciones de este pigmento se obtienen en Agar Papa Dextrosa

(PDA por sus siglas en ingleacutes) y Agar Extracto de Malta (MEA por sus siglas en

ingleacutes) mientras el mayor crecimiento micelial se obtiene en medios conformados

por los extractos de los materiales lignoceluloacutesicos de donde las cepas fueron

aisladas (Cruz Muntildeoz et al 2015b) Baumer y colaboradores (2008) indican que la

velocidad de crecimiento del hongo no implica necesariamente una mayor

produccioacuten de cinnabarina Investigaciones efectuadas por Acosta-Urdapilleta y

colaboradores (2010) sugieren que el mejor sustrato para producir cinnabarina en

primordios de P sanguineus es el aserriacuten de pino seguido por el de encino y el de

cedro sin importar la cepa utilizada En dichos experimentos el contenido promedio

del cinnabarina en cajas de petri fue de 6-9 mg g de micelio mientras en primordios

del hongo fue de 56 mgg de micelio y en cuerpos fructiacuteferos bien desarrollados de

68 mgg de carpoacuteforo La ventaja de usar basidiocarpos en vez de primordios para

la extraccioacuten de cinnabarina es la posibilidad de realizar hasta dos o maacutes cosechas

del hongo lo que requiere de 242 a 356 diacuteas Sin embargo el cultivo en caja de

petri permite obtener cinnabarina mucho maacutes raacutepido entre 7 a 15 diacuteas con una

33

mayor actividad antioxidante (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez M

Adame amp col 2010) Hay que evaluar la situacioacuten si la cinnabarina es requerida

para investigaciones conviene producir el hongo en cajas de petri pero si es

requerida para uso industrial conviene maacutes producir primordios o cuerpos

fructiacuteferos

242 Vainillina

El hongo P cinnabarinus fue cultivado por Falconnier y colaboradores (1994)

utilizando un medio que conteniacutea maltosa como fuente de carbono tartrato de

diamonio como fuente de nitroacutegeno y suplementos como KH2PO4 CaCl2 MgSO4

y extracto de levadura obteniendo una concentracioacuten en el medio de cultivo de 64

mgL de vainillina En comparacioacuten Oddou y colaboradores (1999) demostraron

que este hongo basidiomiceto presenta una mayor produccioacuten de vainillina (760

mgL) usando una mezcla compuesta por fosfoliacutepidos y glucosa obteniendo

ademaacutes una gran densidad de biomasa fuacutengica El proceso fermentativo se llevoacute a

cabo en un biorreactor agitado a una velocidad de 120 rpm con un flujo de aire de

093 vvm (voluacutemenes de aire unidad de volumen de medio por minuto) al principio

del proceso fermentativo y 028 vvm posterior a los tres diacuteas manteniendo una

temperatura constante de 30 ordmC Lo anterior respalda lo dicho por Leŝtan y

colaboradores (1990) quienes demostraron que la combinacioacuten de liacutepidos y glucosa

induce el crecimiento del micelio de algunos basidiomicetos (Ander et al 1983)

243 Enzimas ligninoliacuteticas

Zimbardi y colaboradores(2016) indicaron que las fuentes de nitroacutegeno maacutes

efectivas para la produccioacuten de lacasas de P sanguineus por FES son en orden

descendente NH4Cl peptona extracto de malta caseiacutena urea extracto de

levadura asparagina KNO3 NH4NO3 (NH4)2SO4 NaNO3 Siendo la mejor fuente

de carbono para la produccioacuten de lacasa el salvado de trigo Mariacutea Eugenia Eugenio

Carbajo Martiacuten Gonzaacutelez y Villar (2009) concluyeron que la produccioacuten de lacasa

34

por hongos no soacutelo depende de las fuentes de carbono y nitroacutegeno sino tambieacuten de

la concentracioacuten de nitroacutegeno del medio de cultivo

La obtencioacuten de celulasa a partir de este hongo fue estudiada por Onofre Santos

Kagimura y Mattiello (2015) quienes reportaron que P sanguineus fue cultivado

en bagazo de cantildea enriquecido con carboximetilcelulosa glucosa NaNO3

KH2PO4 MgSO4 KCl FeSO47H2O ZnSO4 y urea a una temperatura de 30 degC y

pH 55 presentando una actividad enzimaacutetica de la celulasa de 1632 plusmn 265 Umiddotgmiddot-

La tabla 13 y 14 especifican las condiciones de cultivo para la produccioacuten de lacasa

por Pycnoporus spp y sus respectivos rendimientos

244 Inductores

La adicioacuten de inductores enzimaacuteticos constituye una estrategia para aumentar la

produccioacuten de compuestos metaboacutelicos mediante la optimizacioacuten de las

condiciones de cultivo (Schliephake et al 1993)

Seguacuten Lomascolo y colaboradores (2003) la produccioacuten de lacasa fuacutengica es

influenciada por la presencia de inductores que regulan la siacutentesis de la enzima a

nivel transcripcional empero el efecto de cada compuesto y la concentracioacuten

oacuteptima para la produccioacuten de lacasa variacutea seguacuten las diferentes cepas fuacutengicas

Compuestos fenoacutelicos como como 25-xilidina se adicionan al medio de cultivo

para incrementar la produccioacuten de lacasa (Schliephake y col 1993) tambieacuten se

reporta el uso de aacutecido feruacutelico (Levasseur et al 2014 Lomascolo y col 2003)

etanol (Eggert et al 1996) alcohol veratriacutelico e iones Cu2+ Estos dos uacuteltimos son

los inductores maacutes comunes de actividad lacasa su efecto en la produccioacuten

enzimaacutetica por FEL ha sido maacutes estudiada que por FES (Piscitelli et al 2011

Rivera-Hoyos et al 2013) Por su parte el etanol a pesar de tener un efecto

inhibidor inicial en el crecimiento del micelio es un fuerte inductor de la expresioacuten

de lacasa en P cinnabarinus permitiendo obtener altos rendimientos Meza y

colaboradores (2003) estudiaron el efecto del etanol en la produccioacuten de lacasas de

P cinnabarinus en bagazo de cantildea de azuacutecar y encontraron que la adicioacuten de etanol

al inicio de la fermentacioacuten incrementa raacutepidamente la actividad enzimaacutetica 215

veces maacutes que el sustrato que no conteniacutea etanol alcanzando niveles maacuteximos de

35

129 UmiddotL-1 despueacutes de 15 diacuteas los cuales se mantienen constantes hasta la final de

la fermentacioacuten Por otro lado el alcohol veratriacutelico estimula la produccioacuten de

peroxidasas totales (Piscitelli et al 2011) mientras los compuestos que aportan

iones de manganeso como MnSO4 son especiacuteficos para manganeso peroxidasa

(MnP) (Pezzella Guarino amp Piscitelli 2015)Las tablas 23 y 24 muestran la

influencia de algunas sustancias inductoras en la produccioacuten de lacasa fuacutengica a

traveacutes de procesos FEL y FES respectivamente

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL

EspecieCepa Inductor Actividad

enzimaacutetica

Condiciones

fermentacioacuten Referencia

P sanguineus Sin inductor 5 117 U L-1 pH 50 28 ordmC

150 rpm

(Lu y col 2007a)

25-xilidina 1 368 U L-1 pH 45 25 ordmC

125 rpm

(S Pointing Jones y

Vrijmoed 2000)

sacarosa-

asparagina

820 000 U L-1 28ordmC 200 rpm (Mariacutea Eugenia

Eugenio y col 2009)

P cinnabarinus 25-xilidina 9 600 U L-1 pH 45 30 ordmC 60

rpm

(Eggert y col 1996)

aacutecido feruacutelico 29 000 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Herpoeumll y col

2000a)

etanol 266 600 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Lomascolo y col

2003)

Los valores con unidades en rpm hacen referencia a la velocidad de agitacioacuten en

el biorreactor

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P sanguineus Hojas de palma de

aceite urea

CaCO3

466 U gmiddot-1 Humedad 75-85

25 ordmC densidad

del inoculo 30

(Vikineswary y

col 2006)

Mazorca de maiacutez

CuSO4 NH4Cl

1386 U g-1 Humedad 41 mL

g-1 sustrato 26 ordmC

(Zimbardi y col

2016)

36

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P

cinnabarinus

Bagazo de cantildea

alcohol veratriacutelico

850 U middotgmiddot-1 Humedad 70

25 ordmC

(Meza Auria

Lomascolo

Sigoillot y

Casalot 2007)

Bagazo de cantildea

etanol gaseoso

900 U middotgmiddot-1 24 ordmC Flujo

suministro etanol

40 mL min-1

(Meza

Lomascolo

Casalot Sigoillot

y Auria 2005)

Duarte Tiba Santiago Garcia y Bara (2012) estudiaron el efecto de distintos

compuestos inductores en la produccioacuten de tirosinasa por P sanguineus en

condiciones de luminosidad como estrategia para disminuir la produccioacuten de lacasa

(la cual aumenta en la oscuridad) demostrando que sustancias como aacutecido de sodio

aacutecido salicilhidroxaacutemico y feniltiourea poseiacutean una actividad inhibitoria mientras

que L-tirosina fue el mejor inductor para la produccioacuten de esta enzima seguido de

L-dopa (L-dihidroxifenilalanina 34) aacutecido cafeico (aacutecido 34 dihidroxicinaacutemico)

aacutecido 2-(4-Hydroxyphenyl) propanoico y guayacol

25 Importancia industrial

En el anexo 4 se resumen los principales metabolitos producidos por Pycnoporus

spp y su uso

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos

Los hongos de pudricioacuten blanca pueden degradar compuestos de estructura

polifenoacutelica semejante a la lignina como los compuestos xenobioacuteticos gracias a la

accioacuten de enzimas extracelulares ligninoliacuteticas producidas por estas especies que

actuacutean despolimerizando unidades no repetitivas de fenilpropanoide ligadas por

varios enlaces carbono-carbono (S B Pointing 2001 Swamy y Ramsay 1999)

Compuestos xenobioacuteticos como los colorantes industriales constituyen

37

contaminantes persistentes debido a su origen sinteacutetico por lo que pueden daacutersele

a las lacasas de Pycnoporus spp aplicaciones en biorremediacioacuten (Bumpus y Aust

1987) Schliephake y colaboradores (1993) realizaron ensayos exitosos de

decoloracioacuten de efluentes textiles (con contenido de colorantes sinteacuteticos) dentro de

un biorreactor de lecho empaquetado inmovilizando el hongo P cinnabarinus en

una membrana de nylon para que produjera lacasas demostrando la capacidad del

hongo para tolerar residuos potencialmente toacutexicos y degradarlos

252 Control bioloacutegico

El uso de hongos antagonistas ha demostrado ser una eficiente opcioacuten para el

control bioloacutegico de fitopatoacutegenos causantes de diversas enfermedades en cultivos

vegetales (Fernaacutendez-Larrea 2001 Infante Martiacutenez Gonzaacutelez amp Reyes 2009)

Estudios realizados en P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a

Mycena citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de

cafeacute causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum

Jaramillo 2012) Viecelli y Stangarlin (2010) obtuvieron resultados similares

contra Pseudocercospora griseola causante de la enfermedad ldquomancha angularrdquo en

cultivos de friacutejol tras rociar la superficie de las hojas de la planta con el extracto

acuoso obtenido del micelio de P sanguineus

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico

Algunas especies de hongos de la familia Polyporaceae producen pigmentos

rojos o anaranjados derivados de aacutecidos polipoacutericos y terpenilquinones los cuales

son causales de la coloracioacuten naranja de los hongos Pycnoporus spp (Veliacutešek y

Cejpek 2011) Los principales compuestos producidos por P sanguineus son

poliporin cinnabarina aacutecido cinabariacutenico y tramesanguina (Henrique Rosa et al

2003) A Smacircnia y colaboradores (1995) demostraron que la cinnabarina tiene

propiedades antibacterianas (Gocenoglu amp Pazarlioglu 2014) capaces de inhibir el

crecimiento de bacterias como Escherichia coli Klebsiella pneumoniae

38

Pseudomonas aeruginosa Salmonella typhi Staphylococcus aureus y miembros

del geacutenero Streptococcus siendo maacutes efectiva para el control de cocos

grampositivos que de bacilos Gram-negativos (E de F A Smacircnia et al 1998)

Ensayos utilizando P sanguineus evidenciaron la efectividad del ergosterol-58-

endoperoacutexido producido contra amastigotes de Leishmania (Viannia) panamensis

(Correa et al 2005)

Es necesario saber que los metabolitos secundarios producidos por esta especie

presentan un gran potencial antioxidante y que su eficiencia de produccioacuten no

necesariamente estaacute relacionada con la velocidad de crecimiento micelial (Borderes

et al 2011a)

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios

El aacutecido feruacutelico es un producto de la degradacioacuten de la lignina por hongos de

podredumbre blanca (Kirk 1971) Falconnier y colaboradores (1994) demostraron

el aacutecido feruacutelico de P cinnabarinus se puede biotransformar en vainillina y alcohol

vainiacutellico a traveacutes de una viacutea reductora o formar metoxihidroquinona a traveacutes de la

descarboxilacioacuten oxidativa La vainillina es una moleacutecula de alto valor comercial

aislada comuacutenmente de vainas de vainilla responsable del aroma y sabor de la

vainilla (Cid-Perez 2011) La demanda actual de alimentos producidos de forma

natural ha estimulado la buacutesqueda de medios alternativos de produccioacuten de

vainillina convirtiendo a los hongos del geacutenero Pycnoporus spp en una excelente

opcioacuten para la obtencioacuten de este aditivo alimentario (Falconnier et al 1994)

26 Marco legal

Seguacuten la Organizacioacuten de los Estados Ibero-americanos (OEI) los cambios y la

destruccioacuten de sus haacutebitats la contaminacioacuten ambiental la inadecuada poliacutetica

forestal la recoleccioacuten de cuerpos fructiacuteferos y la fragmentacioacuten de los ecosistemas

son las pesadillas de los hongos En las uacuteltimas deacutecadas han sufrido un descenso

laquocualitativo y cuantitativoraquo Por su laquopapel crucial en el funcionamiento de los

ecosistemasraquo y consciente de que las setas se han omitido en los programas de

39

conservacioacuten un grupo de micoacutelogos decidioacute realizar en 2003 la primera laquoLista

Roja preliminar de hongos en la Peniacutensula Ibeacutericaraquo que comprende hasta 67

taxones (subdivisiones de una especie) de hongos amenazados Es necesario hacer

una ley que tenga en cuenta los intereses de todos de los recolectores

acostumbrados a tomar sus setas y de la administracioacuten y comunidades autoacutenomas

que deben velar por la conservacioacuten de su patrimonio natural

Legislacioacuten internacional los seres humanos han dependido de la biodiversidad

y especiacuteficamente de los recursos geneacuteticos para producir innovar mejorar y

adaptarla a sus necesidades particulares Antes de la vigencia del Convenio sobre

la Diversidad Bioloacutegica (CDB) el acceso a los recursos geneacuteticos era libre

Normalmente las uacutenicas barreras para el acceso a estos recursos eran las distancias

y las fronteras geograacuteficas el desconocimiento de su existencia su poca adaptacioacuten

a otros ecosistemas su limitada aceptacioacuten o la falta de la verificacioacuten de su utilidad

por parte de otras culturas (Estrella Manosalvas Mariaca Ribadeneira 2005)

En el Convenio sobre diversidad bioloacutegica se define a los recursos geneacuteticos

como ldquomaterial geneacutetico de valor real o potencialrdquo y el material geneacutetico como

ldquotodo material de origen vegetal animal microbiano o de otra iacutendole que contenga

unidades funcionales de la herenciardquo

El principal objetivo de la Federacioacuten Internacional de Colecciones de Cultivo

(WFCC) la cual es un conjunto de comiteacutes comisiones y federaciones (COMCOF)

de la Unioacuten Internacional de Sociedades Microbiologiacutea (IUMS) Unioacuten

Internacional de Ciencias Bioloacutegicas (IUBS) es la promocioacuten y desarrollo de

cultivos de microorganismos y liacuteneas celulares La coleccioacuten de cultivos se debe

realizar de forma segura y de conformidad con las diferentes legislaciones y

regulaciones que controlan este tema en el proceso de aislamiento manipulacioacuten

almacenamiento y distribucioacuten de microrganismo y cultivos celulares hay muchas

etapas en las que se requiere conformidad con la ley regulaciones o convenciones

internacionales una coleccioacuten de cultivos deberiacutea tener conformidad en

Requerimientos en salud y seguridad

40

Clasificacioacuten de los microorganismos en funcioacuten de su riesgo

Regulaciones de cuarentena

Derechos de propiedad intelectual

Convencioacuten sobre diversidad bioloacutegica Informacioacuten segura suministrada al receptor

de los microorganismos

Regulaciones gubernamentales sobre el enviacuteo de cultivos

Control en la distribucioacuten de organismos peligrosos

Tratado de Budapest (para los depoacutesitos de patentes) (WFCC 2010)

Legislacioacuten nacional

Que los artiacuteculos 14 74 275 276 387 388 de la Constitucioacuten de la Repuacuteblica

reconoce el derecho de la poblacioacuten a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente

equilibrado que garantice la sostenibilidad y el buen vivir Declara de intereacutes

puacuteblico la preservacioacuten del ambiente la conservacioacuten de los ecosistemas la

biodiversidad y la integridad del patrimonio geneacutetico del paiacutes la prevencioacuten del

dantildeo ambiental y la recuperacioacuten de los espacios naturales degradados

(Constitucioacuten poliacutetica de la repuacuteblica del Ecuador)

Que el Art 86 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declara de intereacutes

puacuteblico a la conservacioacuten de los ecosistemas la biodiversidad y el patrimonio

geneacutetico del paiacutes a la recuperacioacuten de espacios naturales degradados al

establecimiento de un Sistema Nacional de Aacutereas Naturales Protegidas que

garanticen la conservacioacuten de la biodiversidad y el mantenimiento de los servicios

ecoloacutegicos

Que los Arts 89 242 y 248 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declaran

respectivamente que el Estado tomaraacute medidas orientadas a regular bajo estrictas

normas de bioseguridad la propagacioacuten en el medio ambiente la experimentacioacuten

el uso la comercializacioacuten y la importacioacuten de organismos geneacuteticamente

modificados que la organizacioacuten y funcionamiento de la economiacutea responderaacute

41

entre otros principios al de sustentabilidad y ratifica el derecho soberano del

Estado sobre la biodiversidad promoviendo su conservacioacuten y utilizacioacuten

sustentable con la participacioacuten de las poblaciones involucradas y de conformidad

con los convenios y tratados internacionales Que el Ecuador suscribioacute y ratificoacute el

Convenio sobre la Diversidad Bioloacutegica seguacuten consta en los Registros Oficiales

No 109 del 18 de enero de 1993 y el 146 del 16 de marzo de 1993 El cual regula

la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de la biodiversidad y sus componentes y

establece la participacioacuten justa y equitativa en los beneficios que se deriven de la

utilizacioacuten de los recursos geneacuteticos asociados reconociendo el derecho soberano

que ejercen los Estados sobre sus recursos bioloacutegicos Que el Estado ha suscrito y

ratificado varios Convenios Internacionales relacionados con la conservacioacuten de la

biodiversidad tales como la Convencioacuten sobre Humedales de Importancia

Internacional especialmente como Haacutebitat de Aves Acuaacuteticas o Convencioacuten de

Ramsar la Convencioacuten para la Proteccioacuten del Patrimonio Mundial Cultural y

Natural la Convencioacuten sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas

de Flora y Fauna Silvestres (CITES) Convenio Marco de Cambio Climaacutetico el

Tratado de Cooperacioacuten Amazoacutenica entre los maacutes relevantes Que estaacuten vigentes

en el Ecuador normas de aplicacioacuten regional de la Comunidad Andina de manera

especial las Decisiones de la Comisioacuten del Acuerdo de Cartagena Nos 344 345

391 y 486 relativas a la Propiedad Industrial la proteccioacuten a los Derechos de los

Obtentores de Variedades Vegetales y al Acceso a los Recursos Geneacuteticos Que la

biodiversidad constituye la base del capital natural del paiacutes capaz de proporcionar

un flujo constante de bienes y servicios cuya conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable

permitan satisfacer las necesidades humanas de consumo y produccioacuten y

garanticen el sustento de la vida Que la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de

la biodiversidad son de intereacutes nacional por su importancia econoacutemica ecoloacutegica

geneacutetica social cultural cientiacutefica educativa recreativa y esteacutetica y por lo tanto

tiene un valor estrateacutegico para el desarrollo sustentable presente y futuro del

Ecuador Que siendo el Ecuador uno de los paiacuteses de mayor biodiversidad del

mundo catalogado como mega diverso constituye una prioridad para el paiacutes

proteger su riqueza bioloacutegica y cultural asociada para las generaciones presentes y

futuras ante la preocupante y considerable reduccioacuten y peacuterdida de la biodiversidad

42

como consecuencia de determinadas actividades humanas en el paiacutes Que es

indispensable expedir normas que rijan la conservacioacuten y uso sustentable de la

biodiversidad (Ley para la conservacioacuten y uso sustentable de la biodiversidad

1993)

CAPIacuteTULO VIII De la Investigacioacuten y Capacitacioacuten Forestales

Art 50- El Ministerio del Ambiente promoveraacute realizaraacute y coordinaraacute la

investigacioacuten relativa a la conservacioacuten administracioacuten uso y desarrollo de los

recursos forestales y de las aacutereas naturales del patrimonio forestal

Art 51- Para el cumplimiento de las actividades previstas en el artiacuteculo anterior

al Ministerio del Ambiente le corresponde

a) Crear centros de investigacioacuten sobre especies forestales nativas y exoacuteticas de

fauna y flora silvestres

b) Suscribir convenios relativos a la investigacioacuten capacitacioacuten y educacioacuten

forestales

c) Ejecutar programas de capacitacioacuten y adiestramiento en conservacioacuten

administracioacuten y desarrollo de recursos forestales y aacutereas naturales de patrimonio

del Estado

d) Establecer en coordinacioacuten con el Ministerio de Educacioacuten y Cultura y otras

entidades del sector puacuteblico programas de educacioacuten y divulgacioacuten relativas a los

aspectos mencionados en el literal anterior

e) Organizar cursos de capacitacioacuten forestal y de conservacioacuten conjuntamente

con el Servicio Ecuatoriano de Capacitacioacuten Profesional -SECAP- y otras entidades

y dependencias del sector puacuteblico o privado

f) Las demaacutes que le asignen esta Ley y los reglamentos (Ley forestal y

conservacioacuten de aacutereas 2004)

Toda esta riqueza biodiversa en el Ecuador corre gran peligro de que por falta

de una legislacioacuten que lo proteja sea amenazada por el intereacutes de convertir no en

43

elementos vitales para el Sumak Kawsay sino que apetecido por sus componentes

convertirlos en mercanciacuteas y llevarlos al mercado globalizado De hecho parte de

la destruccioacuten y desaparicioacuten de especies ha sido por falta de una legislacioacuten

responsable y soberana para la proteccioacuten de la biodiversidad asiacute como la

responsabilidad de los gobiernos de turno que no han visto a estos seres vivos como

titulares de derecho (Ley orgaacutenica de la biodiversidad 2011)

El Coacutedigo Orgaacutenico del Ambiente (COA) manifiesta en el Titulo III DE LOS

DERECHOS DEBERES Y PRINCIPIOS AMBIENTALES art5 derecho de la

poblacioacuten a vivir en un ambiente sano

El derecho a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente equilibrado

comprende

1- La conservacioacuten manejo sostenible y recuperacioacuten del patrimonio natural la

biodiversidad y todos sus componentes con respeto a los derechos de la naturaleza

y a los derechos colectivos de las comunas comunidades pueblos y nacionalidades

2- El manejo sostenible de los ecosistemas con especial atencioacuten a los

ecosistemas fraacutegiles y amenazados tales como paramos humedales bosques

nublados bosques tropicales secos y huacutemedos manglares y ecosistemas marinos y

marinos-costeros

3- La intangibilidad del Sistema Nacional de Aacutereas Protegidas en los teacuterminos

establecidos en la constitucioacuten y la Ley

4- La conservacioacuten preservacioacuten y recuperacioacuten de los recursos hiacutedricos

cuencas hidrograacuteficas y caudales ecoloacutegicos asociados al ciclo hidroloacutegico

5- La conservacioacuten y uso sostenible del suelo que prevenga la erosioacuten la

degradacioacuten la desertificacioacuten y permita su restauracioacuten

6- La prevencioacuten control y reparacioacuten integral de los dantildeos ambientales

7- La obligacioacuten de toda obra proyecto o actividad en todas sus fases de

sujetarse al procedimiento de evaluacioacuten de impacto ambiental

44

8- El desarrollo y uso de praacutecticas y tecnologiacuteas ambientalmente limpias y

sanas asiacute como de energiacuteas alternativas no contaminantes renovables

diversificadas y de bajo impacto ambiental

9- El uso experimentacioacuten y el desarrollo de la biotecnologiacutea y la

comercializacioacuten de sus productos bajo estrictas normas de bioseguridad con

sujecioacuten a las prohibiciones establecidas en la Constitucioacuten y demaacutes normativa

vigente

Los principios ambientales deberaacuten ser reconocidos e incorporados en toda

manifestacioacuten de la administracioacuten puacuteblica asiacute como en las providencias judiciales

estos principios son

Responsabilidad integral - Responsabilidad de quien promueve una

actividad que genere o pueda generar impacto sobre el ambiente

Mejor tecnologiacutea disponible y mejores praacutecticas ambientales - El estado

deberaacute promover a los sectores puacuteblicos y privados el desarrollo y uso de

tecnologiacuteas ambientalmente limpias y de energiacutea alternativa no

contaminantes y de bajo impacto que minimicen en todas las fases de una

actividad productiva

TIacuteTULO I DE LA CONSERVACIOacuteN DE LA BIODIVERSIDAD

Articulo 31- La conservacioacuten de la biodiversidad se realizaraacute in situ o ex situ

en funcioacuten de sus caracteriacutesticas ecoloacutegicas niveles de endemismo categoriacutea de

especies amenazadas de extincioacuten para salvaguardar el patrimonio bioloacutegico de la

erosioacuten geneacutetica

Articulo 32- Se promoveraacuten y regularaacuten las investigaciones cientiacuteficas in situ

y ex situ que comprendan actividades de extraccioacuten coleccioacuten recoleccioacuten

importacioacuten movilizacioacuten transportacioacuten exportacioacuten y disposicioacuten temporal o

final de especies de vida silvestre

Articulo 33- La biodiversidad terrestre insular marina y dulceacuiacutecola seraacute

conservada in situ Se procuraraacute el uso sostenible de sus componentes de forma tal

45

que no se ocasione su disminucioacuten a largo plazo para mantener su potencial de

satisfacer las necesidades de las generaciones presentes y futuras

Articulo 35- Para la proteccioacuten de la vida silvestre se establecen las siguientes

condiciones a las personas naturales y juriacutedicas

1 Conservar las especies de vida silvestre en su habitad natural prohibiendo

su extraccioacuten salvo las consideraciones para investigacioacuten repoblacioacuten de

especies con cualquier tipo de amenaza y las establecidas en este coacutedigo

2 Reconocer el uso tradicional y el aprovechamiento de las especies de vida

silvestre por motivos de subsistencia o por praacutecticas culturales medicinales

3 Promover investigaciones sobre vida silvestre para difundir el

bioconocimiento dentro del territorio nacional

Articulo 66- Son medios de conservacioacuten de especies de vida silvestre los que

se detallan a continuacioacuten

Viveros

Jardines botaacutenicos

Zooloacutegicos

Centros de criacutea y reproduccioacuten sostenible

Centros de rescate y rehabilitacioacuten

Bancos de germoplasma

Acuarios

TIacuteTULO IV RECURSOS GENEacuteTICOS Y SUS DERIVADOS

BIOSEGURIDAD BIOCOMERCIO

Artiacuteculo 72- Los derechos otorgados sobre los recursos bioloacutegicos no conceden

derecho alguno sobre los recursos geneacuteticos o sus derivados no sobre los

conocimientos colectivos asociados a estos Las investigaciones realizadas sobre

los recursos geneacuteticos deberaacuten ser sistematizadas y ser recopiladas por el Instituto

Nacional de Biodiversidad

Artiacuteculo 75- Las normas de bioseguridad regularaacuten los productos de la

biotecnologiacutea moderna con el objeto de contribuir a la conservacioacuten y el uso

46

sostenible de la biodiversidad y garantizar los derechos de la salud humana y el

ambiente

Articulo 80- La Autoridad Ambiental Nacional regularaacute el biocomercio para

lo cual deberaacute considerar los objetivos de la conservacioacuten de la biodiversidad la

sostenibilidad social econoacutemica y ambiental asiacute como la distribucioacuten justa de los

beneficios de conformidad con las disposiciones de este coacutedigo

En los uacuteltimos antildeos se ha observado la accioacuten paralela de numerosas

organizaciones gubernamentales y no gubernamentales universidades

comunidades e individuos que han desplegado acciones en favor de la

biodiversidad del rescate de los conocimientos praacutecticas e innovaciones

relacionados a eacutesta y de la documentacioacuten o desarrollo de meacutetodos para la

conservacioacuten y utilizacioacuten sostenible de estos recursos entre otras acciones

El lograr la conservacioacuten y uso sostenible de la biodiversidad implica lograr

beneficios para el ser humano sin agotar el recurso y asegurar las posibilidades de

aprovechamiento de la biodiversidad para las proacuteximas generaciones En este

sentido la biodiversidad puede conservarse mediante dos estrategias

bull La estrategia de conservacioacuten in situ

bull La estrategia de conservacioacuten ex situ (Estrella amp col 2005)

47

3 MARCO METODOLOacuteGICO

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa

Pycnoporus spp

El objetivo de este experimento es aislar identificar y caracterizar la cepa nativa

ecuatoriana del hongo Pycnoporus spp

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de Pycnoporus sanguineus

48

311 Materiales y meacutetodos

El trabajo experimental se realizoacute en el laboratorio de Biotecnologiacutea Fuacutengica del

Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente (CEBA) en convenio con el

Ingenio Azucarero del Norte (IANCEM) localizado en la Ciudad de Ibarra a 2241

msnm (UTM WGS84 17 N 816705 Este 36766 Norte) con una temperatura

promedio de 18 degC

3111 Aislamiento

La muestra de hongo Pycnoporus spp se recolectoacute de un bosque de la ciudad de

Tena a una altitud de 543 msnm UTM WGS84 18N 186566 Este 9891710 Norte

la misma se encontroacute creciendo naturalmente en troncos de la madera piguumle

(Pollalesta discolor) en proceso de descomposicioacuten

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus

49

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de Pollalesta discolor

Para la presente investigacioacuten la reproduccioacuten celular se realizoacute tanto por medio

de tejido como por esporas en un medio rico en Agar Papa Dextrosa (PDA) y Agar

extracto de Malta (MEA) siguiendo la teacutecnica descrita por Pineda (2014) se

preparoacute el medio con agua destilada y se esterilizoacute por 15 minutos en autoclave a

15 PSI y 121 degC El medio esteacuteril se sirvioacute en caja petri y se procedioacute a inocular

con tejido y espora de la especie seleccionada (Pineda 2014) Las muestras

inoculadas se incubaron a 22 degC y se observoacute el crecimiento del hongo durante seis

diacuteas

3112 Identificacioacuten

La identificacioacuten fue realizada por el laboratorio especializado IDgen-

Identificacioacuten Molecular localizado en la ciudad de Quito Para ello se usoacute dos

muestras de cepas puras de la especie Pycnoporus previamente aisladas con coacutedigo

CEBA-T-PS-010116 son cultivos axeacutenicos de hongos creciendo en agar

Se realizoacute la identificacioacuten molecular de microorganismos (Extraccioacuten de ADN

Amplificacioacuten de barcode secuenciacioacuten estaacutendar ensamblaje de productos de

50

PCR y buacutesqueda en base de datos) El meacutetodo de determinacioacuten se realizoacute por

identificacioacuten molecular por barcoding

Los procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR se

describen en el detalle de protocolos (anexo 1) Los productos de PCR fueron

depurados previo a su secuenciacioacuten El producto de amplificacioacuten limpio y los

primeros ITS1 ITS4 ITS5 EF1-983F EF1-2218R fueron utilizados para la

secuenciacioacuten con el meacutetodo SANGER Se limpiaron y ensamblaron las secuencias

obtenidas con el programa bioinformaacutetico GENEIOUS y se compararon las

secuencias ensambladas con la base de datos de nucleoacutetidos de GenBank

3113 Caracterizacioacuten

La caracterizacioacuten del Pycnoporus sanguineus estudiada se realizoacute a traveacutes del

anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico el cual se realizoacute en el laboratorio del INIAP

localizado en la ciudad de Quito Se realizoacute un anaacutelisis proximal macro y micro

elementos siguiendo las normas y meacutetodos de la institucioacuten

312 Resultados y discusioacuten

3121 Aislamiento

En la figura 34 se presenta los cuerpos fructiacuteferos de los hongos Pycnoporus

sanguineus que se recolectaron en la ciudad del Tena Ecuador los mismos que se

almacenaron en bolsa de polietileno y se llevaron al laboratorio

51

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno

En la figura 35 se presenta el proceso de preparacioacuten del medio de cultivo para la

especie nativa

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA

52

En la figura 36 y 37 se presenta el procedimiento para la obtencioacuten de esporas

tejido e inoculacioacuten de la especie nativa de Pycnoporus spp

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo

En la figura 38 se presenta el cultivo de Pycnoporus spp creciendo en un medio

rico luego de 6 diacuteas de incubacioacuten a 22 degC el mismo que se procedioacute a su

purificacioacuten por la teacutecnica de repique hasta lograr una cepa pura la cual fue

53

codificada como CEBA-T-PS-010116 y almacenada en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos del CEBA

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus sanguineus

(Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et al 2015a E de F A Smacircnia Smacircnia Juacutenior

amp Loguercio-Leite 1998 Vikineswary et al 2006) coinciden con la teacutecnica

utilizada en la presente investigacioacuten (Pineda 2014) realizar el aislamiento en un

medio de cultivo Agar Papa Dextrosa mientras (Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et

al 2015a) utilizaron como medio de cultivo Agar Harina Integral de Trigo asiacute como

(Acosta et al2010 Atteke y col 2013 Cruz Muntildeoz et al 2015a Machuca amp

Ferraz 2001 Schliephake et al 1993 Uzan et al 2010) manifiestan utilizar como

medio de cultivo Agar Extracto de Malta a esto antildeade (Cruz Muntildeoz et al 2015)

utilizar como medio de cultivo medios afines al material vegetal de donde se

recolectoacute y (Boumlse 1946) utiliza Medio Czapek-Dox con sulfato de manganeso

algunas veces adicionado con extracto de semillas de guisantes o salvado de trigo

Seguacuten (Cruz Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll et al2000b Schliephakeet al 1993)

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura

54

3122 Identificacioacuten

El ADN de cada una de las muestras fue extraiacutedo y con el fin de identificar la

calidad de la extraccioacuten se realizoacute una electroforesis Las extracciones de ADN

genoacutemico obtenidos evidencian una calidad alta y una concentracioacuten superior a 400

ng de ADN por cada 8 ul de extracto Se utilizoacute las extracciones de ADN

pertenecientes a las muestras para la amplificacioacuten del fragmento ITS Se puede

evidenciar que no existen productos de amplificacioacuten para las muestras por lo que

para estas se decidioacute amplificar un fragmento del factor de elongacioacuten 1 alfa (EF1a)

Adicionalmente se diluyeron las muestras hasta una concentracioacuten de 30nguL

para descartar procesos inhibitorios de la PCR debido a una elevada concentracioacuten

de ADN previo a su utilizacioacuten en el ensamblaje de la PCR

Se determina que la cepa nativa estudiada codificada como CEBA-T-PS-

010116 corresponde a la especie Trametes sanguinea en la longitud 652 949

de calidad y 99 de identidad en el fragmento ITS

En el meacutetodo utilizado para la identificacioacuten coincido con (Cruz Muntildeoz y col

2015) el cual manifiesta La identificacioacuten se realizoacute a nivel molecular para lo cual

se enviaron dos muestras de colonias puras (punta de hifa) al laboratorio de la

Estacioacuten Nacional de Epidemiologiacutea Cuarentena y Saneamiento Vegetal en

Quereacutetaro Quereacutetaro para la extraccioacuten del ADN ribosomal y su amplificacioacuten

secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes del Centro

Nacional para la Informacioacuten Biotecnoloacutegica (NCBI EEUU)

De acuerdo con la base de datos Catalogue of Life la especie estudiada se

clasifica

Filo Basidiomicota

Clase Agaricomicetes

Orden Polyporales

Familia Polyporaceae

Geacutenero Pycnoporus

Especie sanguineus

55

Los sinoacutenimos para Pycnoporus sanguineus (L) (Murrill 1904) (nombre

vaacutelido) son Trametes sanguinea (L) (Lloyd 1924) Trametes sanguinea var

intermedia (Corner 1989) Trametes sanguinea var major (Corner 1989)

Trametes sanguinea var sanguinea (L) (Lloyd 1924) determinaacutendose que la

especie nativa ecuatoriana pertenece a la especie Pycnoporus sanguineus(Roskov

Y 2016)

3123 Caracterizacioacuten

De los resultados obtenido para el anaacutelisis proximal por el laboratorio del INIAP

se determina que la cepa nativa de Pycnoporus sanguineus tiene una humedad

1112 cenizas 209 EE (Extracto eteacutereo) 089 proteiacutena 1372 fibra

3418 ELN (Extracto libre de nitroacutegenos) 4912 Para el anaacutelisis de minerales

macro elementos se determinoacute que contiene calcio 027 foacutesforo 035 magnesio

006 potasio 052 sodio 001 Para micro elementos cobre 3ppm hierro 136

ppm manganeso 54 ppm zinc 58 ppm En la literatura se encuentra los

metabolismos secundarios asiacute tenemos que (Atteke et al 2013) (Berrio et al 2007)

(Camarero et al 2004) (Camarero et al 2005 ME Eugenio et al 2010) (Lu et al

2007b Machuca amp Ferraz 2001) (Madhavi amp Lele 2009 Munusamy et al 2008

Ramiacuterez-Cavazos et al 2014) (Sigoillot et al 2002 2004) (Xu et al 2000)

manifiestan la produccioacuten de lacasa ademaacutes antildeade (Boumlse 1946 Henrique Rosa et

al 2003) la produccioacuten de poliporina (Achenbach amp Blumm 1991 Acosta et al

2010 Cruz Muntildeoz et al 2015ordf Dias amp Urban 2009 A Smacircnia et al 2003 E de

F A Smacircnia et al 1998) manifiestan la produccioacuten de Cinabarina fenoxacina otra

consideracioacuten la hace (Achenbach amp Blumm 1991) el cual manifiesta la

produccioacuten O-acetyl-cinabarina pero ninguno de los autores anteriormente

mencionados manifiesta la caracteriacutesticas quiacutemicas a nivel proximal y de minerales

de la especie

56

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es desarrollar un protocolo para la conservacioacuten

de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

321 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue aislada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego

se inocularon con la cepa nativa seleccionada y se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC

Los tubos colonizados fueron liofilizados en un equipo liofilizador de bandejas

marca VirTiswizard 20 a una temperatura de -40ordmC por 26 horas a una presioacuten de

57

vaciacuteo de 300 atm la cepa liofilizada fue depositada en el banco de recursos

geneacuteticos microbianos del CEBA (Pineda 2014) para su conservacioacuten

322 Resultados y discusioacuten

En la figura 310 se presenta el procedimiento para el cultivo de Pycnoporus

sanguineus en tubos se observa el crecimiento del micelio en los dos medios de

cultivo (MEA y PDA) a una temperatura de 22 ordmC durante 6 diacuteas

En la figura 311 y 312 se presenta el procedimiento para la liofilizacioacuten de las

muestras de Pycnoporus sanguineus como se observa se coloca los tubos de ensayo

con las cepas cultivadas en la bandeja y luego se carga el liofilizador el cual arranca

su operacioacuten con una temperatura de 15 ordmC disminuyendo la temperatura durante 8

horas hasta llegar -50 degC como se observa en la figura 311 disminuyendo 10 ordmC

cada hora durante 8 horas hasta llegar a ndash 50 ordmC luego empieza el proceso de secado

en el cual se aumenta la temperatura 10 ordmC durante 18 horas hasta llegar a 40 ordmC a

un presioacuten de vaciacuteo de menos 300 atm

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten

58

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus

En la figura 313 se presenta la muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

como se observa luego de 26 horas en el liofilizador las muestras estaacuten totalmente

deshidratadas y listas para el protocolo de conservacioacuten

59

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

Existen meacutetodos de conservacioacuten por liofilizacioacuten para otras especies en la cual

los autores solo recomiendan que es el mejor meacutetodo para conservacioacuten sin

embargo no se establece un procedimiento para realizar esta teacutecnica y mucho

menos se encontroacute informacioacuten sobre el proceso de liofilizacioacuten para la especie

Pycnoporus sanguineus en la presente investigacioacuten queda establecido el

procedimiento a seguir para conservar por esta teacutecnica la especie estudiada

Al conservar la especie a largo plazo se garantiza que por el deterioro o

destruccioacuten del ecosistema la especie no desaparezca aportando con la cepa nativa

en

Ambiental- el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de compuestos

recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su sistema

enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en aserraderos

(Kirk 1971) P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a Mycena

citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de cafeacute

causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum Jaramillo

2012)

60

Econoacutemico - La implementacioacuten de este proyecto a escala industrial generariacutea

ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa nativa

ecuatoriana Pycnoporus sanguineus

Social - Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial farmaceacuteutico

En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la sangre eliminar

verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas menopaacuteusicos y

del vientre

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es seleccionar el mejor medio de cultivo para la

produccioacuten de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus a partir de cepa

liofilizada

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de Pycnoporus sanguineus

331 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue liofilizada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

61

Disentildeo experimental la experimentacioacuten se planificoacute con un disentildeo

completamente al azar (DCA) con cinco reacuteplicas y completamente aleatorio El

factor de estudio fue el medio de cultivo con los niveles MEA y PDA como variable

de respuesta se establecioacute la velocidad de crecimiento lineal de la cepa del hongo

Los paraacutemetros de operacioacuten como la temperatura y la presioacuten se mantuvieron

contaste a 22degC y 101 325 Pa como factor de ruido se consideroacute el nivel de luz

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en cajas petri y luego se

inocularon con cepa nativa de Pycnoporus sanguineus y se incubaron por 7 diacuteas a

22 degC se tomoacute las medidas de crecimiento (Pineda 2014)

332 Resultados y discusioacuten

En la tabla 31 se presenta la matriz de resultados experimentales como se

observa el tratamiento 1 tiene la mayor velocidad de crecimiento lineal medida en

mmdiacutea

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada

Tratamientos Velocidad de crecimiento

MEA PDA

1 392 292

2 383 292

3 375 283

4 383 275

5 392 283

Valor promedio (Ẋ) 385 285

Varianza (Ợ2) 000515 000515

Desviacioacuten estaacutendar (Ợ) 00717635 00717635

Coeficiente de varianza (CV) 186399 251802

62

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

MEDIOS Media Error tiacutep Intervalo de confianza 95

Liacutemite inferior Liacutemite superior

MEA 3850 032 3776 3924

PDA 2850 032 2776 2924

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

385 a

285 b

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA

Vel

oci

dad

de

crec

iem

ien

to

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA MEA PDA PDA MEA PDA PDA MEA MEA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Velocidad Promedio Limete superior Limete inferior

63

Anaacutelisis de varianza

En la tabla 33 se presenta el anaacutelisis de varianza que descompone la varianza de

Velocidad en dos componentes un componente entre-grupos y un componente

dentro-de-grupos La razoacuten-F que en este caso es igual a 485437 es el cociente

entre el estimado entre-grupos y el estimado dentro-de-grupos Puesto que el valor-

P de la prueba-F es menor que 005 existe una diferencia estadiacutesticamente

significativa entre la media de Velocidad entre un nivel de Medio y otro con un

nivel del 950 de confianza

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio

Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razoacuten-F Valor-P

Entre grupos 25 1 25 48544 00000

Intra grupos 00412 8 000515

Total (Corr) 25412 9

Pruebas de Rangos Muacuteltiple para Velocidad por Medio (950 LSD)

Se aplica un procedimiento de comparacioacuten muacuteltiple para determinar cuaacuteles

medias son significativamente diferentes de otras La mitad inferior de la salida

muestra las diferencias estimadas entre cada par de medias En la parte superior de

la tabla 34 se han identificado 2 grupos homogeacuteneos seguacuten la alineacioacuten de las Xs

en columnas No existen diferencias estadiacutesticamente significativas entre aquellos

niveles que compartan una misma columna de Xs El meacutetodo empleado

actualmente para discriminar entre las medias es el procedimiento de diferencia

miacutenima significativa (LSD) de Fisher Con este meacutetodo hay un riesgo del 50 al

decir que cada par de medias es significativamente diferente cuando la diferencia

real es igual a 0

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher

Medio Casos Media Grupos Homogeacuteneos

PDA 5 285 X

MEA 5 385 X

64

Como se observa la mayor velocidad de crecimiento lineal se presenta cuando

se trabaja con MEA con una velocidad promedio de 385 mmdiacutea Identificando

que el mejor medio para la produccioacuten del hongo es el Agar Extracto de Malta

(MEA)

En la figura 317 se observar el crecimiento de la cepa y determinar la velocidad

de crecimiento lineal en los medios de cultivo estudiados

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa

(Acosta-Urdapilleta et al 2010) manifiesta de que las velocidades maacutes altas de

crecimiento fueron de 9 mm diacutea utilizando sustratos hervidos encino lirio trigo y

avena y la menor velocidad 2 mm diacutea se dio con el tratamiento bajo cedro con

PDA obtiene velocidades de crecimiento de 17 a 35 mmdiacutea (Cruz Muntildeoz et al

2015) manifiesta que obtuvo velocidades de crecimiento de 48 mmdiacutea con

extracto de casuarina y 61 mmdiacutea con extracto de mango coincido con Acosta

(2016) en la velocidad al utilizar extracto PDA ya que en la presente investigacioacuten

obtuvimos velocidad de crecimiento 285 mmdiacutea sin embargo el mejor medio de

cultivo utilizado es MEA con 385 mmdiacutea

65

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de

Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

El objetivo de este acaacutepite es realizar una ficha para la conservacioacuten de la cepa de

Pycnoporus sanguineus

341 Introduccioacuten

Al determinar en queacute medio de cultivo tuvo mayor velocidad de crecimiento la

cepa seleccionada se deberiacutea tener un registro en un banco de recursos geneacuteticos

microbianos que garanticen la conservacioacuten de la cepa para en un futuro aprovechar

de manea sustentable el recurso fuacutengico

Ecuador posee un vasto territorio con una riqueza microbioloacutegica muy amplia y

poco estudiada por lo que la conservacioacuten de los recursos geneacuteticos propios de

nuestros ecosistemas resulta esencial para evitar la peacuterdida de biodiversidad y el

acceso a genomas y oportunidades diferentes a las de otras regiones geograacuteficas

Sin embargo nuestro paiacutes no posee auacuten una ley de Acceso a sus recursos geneacuteticos

ni tiene sistematizados los bancos donde estos recursos se conservan

El objetivo de establecer el banco de recursos geneacuteticos microbianos potenciales

para el desarrollo de la Biorefineria ecuatoriana mediante la identificacioacuten

aislamiento cultivo y conservacioacuten de cepas puras que permitan el maacuteximo

aprovechamiento de las materias primas utilizando como insumo la biodiversidad

ecuatoriana en el marco del desarrollo sostenible (Pineda 2016) banco de

recursos geneacuteticos microbianos es el reguardo inalterable del patrimonio geneacutetico

nacional de microorganismos Para esto se debe contar con infraestructura y

equipos de laboratorio contar con profesionales especialistas en el manejo

conservacioacuten y preservacioacuten de cepas nativas fuacutengicas A traveacutes de procesos de

liofilizacioacuten se conservan las cepas por un periodo determinado Respaldos de las

muestras y efectivas medidas de seguridad aseguraran que la cepa se mantendraacute en

condiciones oacuteptimas De esta manera se permitiraacute potenciar la innovacioacuten cientiacutefica

local y posesionar a Ecuador como un centro tecnoloacutegico siendo su principal

objetivo la conservacioacuten a largo plazo de cepas propios de la geografiacutea ecuatoriana

66

ya que estaacuten bajo permanente amenaza de desaparecer ya sea por acciones humanas

o situaciones naturales

Con la creacioacuten del banco de recursos geneacuteticos microbianos se lograriacutea

Preservar y proteger los recursos geneacuteticos

Contribuir y propiciar su uso ordenado racional y sustentable

Coadyuvar las acciones de recoleccioacuten aislamiento identificacioacuten

caracterizacioacuten potenciacioacuten uso y preservacioacuten

Difundir la importancia estrateacutegica de conservacioacuten del medio ambiente

entre a comunidad cientiacutefica y la poblacioacuten en general

Preservar proteger mejorar y promover el uso sustentable de la riqueza

geneacutetica del paiacutes

El hongo Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial

farmaceacuteutico En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la

sangre eliminar verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas

menopaacuteusicos y del vientre (Acosta 2016) Los cientiacuteficos del banco brasilentildeo

estaacuten intentando domesticar o producir en laboratorios el hongo Pycnoporus

sanguineus ya que tiene fines terapeacuteuticos por ejemplo sentildeala que la

especie Pycnoporus sanguineus es usada por indiacutegenas amazoacutenicos para tratar

uacutelceras y caacutencer Y agrega que si se lograse su cultivo artificial con cepas

vigorosas podriacutea servir en otros laboratorios para investigaciones de caraacutecter

quiacutemico y biotecnoloacutegico por sus propiedades farmacoloacutegicas (BBC 2015) La

definicioacuten de la produccioacuten anual de hongo fresco se realiza teniendo en cuenta las

poliacuteticas y estrategias concebidas dentro del Plan Nacional de Desarrollo del

Ecuador Entre las estrategias se establece el fomento a la produccioacuten para el

consumo interno mediante el apoyo financiero y teacutecnico a pequentildeos y medianos

productores y a las comunidades campesinas (SEMPLADES 2009) El costo de

cepas de Pycnoporus sanguineus no se encontroacute sin embargo el costo para otras

especies es de 150 USD por lo que tener conservada las cepas no solo seriacutea rentable

sino tambieacuten se deja abierto para futuras investigaciones

67

342 Ficha Pycnoporus sanguineus

68

69

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus

Codigo

Bacteria Hongo x

Denominacion de la cepa utilizada por el depositante

Si x No

Si No x

Si No x

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3

Humanos Animales Plantas

CEBA-T-PS-010116TIPO DE MICROORGANISMO

Nombre cientiacutefico

iquestConoce el tipo de cepa

iquestEl microorganismo alberga un plagravesmido natural

iquestSe manipulo geneacuteticamente al microorganismo

DESIGNACIOacuteN DE LA CEPA

Pycnoporus sanguineus

INFORMACIOacuteN RELATIVA

William Goacutemez

Ecuador

Napo Tena UTM 18 S 186563 9891708

1472016

Fuente

Paiacutes de origen

Provincia Ciudad si es posible latitud y longitud

Fecha de recoleccioacuten

5102016

Datos de muestreo

Aislamiento de la cepa

Provincia Ciudad donde fue aislado

Si no aisloacute la cepa siacutervase indicar a los cientiacuteficos o

laboratorios que lo hicieron

Aislado por

Imbabura Ibarra

Dr Julio Pineda

William GoacutemezRecolectado por

Fecha del aislamiento

Evaluacioacuten del riesgo

Grupo de riesgo

Patoacutegeno para

Temperatura 23 ordmC Tiempo de encuvacioacuten

iquestEste microorganismo sobrevive a la congelacioacuten Si x No

Nombre

Institucioacuten

Direccioacuten

Email

Teleacutefono

Fecha

Firma

26 dias

CRECIMIENTO Y MANTENIMIENTO

Meacutetodo usado para la identificacioacuten de la cepa Secuenciacioacuten ADN

Motivo del deposito (Aplicaciones biotecnologicas control de calidad etc) Conservacioacuten

INFORMACIOacuteN ADICIONAL

Requerieintos especiales (Luz gas etc)

Medio de cultivo Agar malta

1522017

IFORMACIOacuteN DE LA PERSONA QUE DEPOacuteSITA

William Goacutemez

CEBA

Tena 8-20 y Tungurahua

williamedissnyahooes

983000610

70

4 CONCLUSIONES

Se establecioacute un protocolo para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten

del hongo nativo Pycnoporus spp aislado de la ciudad del Tena lo cual

representa un aporte al desarrollo cientiacutefico y tecnoloacutegico

Por primera vez se desarrolla un procedimiento para la conservacioacuten de la cepa

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus por liofilizacioacuten meacutetodo que

garantiza la conservacioacuten de la especie por maacutes de 23 antildeos y su manejo de forma

sostenible generando valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana

Se establecioacute que el mejor medio para la produccioacuten de la cepa pura de

Pycnoporus sanguineus es el Agar Extracto de Malta con una velocidad de

crecimiento lineal de 385 mmdiacutea lo cual representa un aporte al desarrollo de

las tecnologiacuteas de produccioacuten fuacutengica

Se presenta una ficha y registro de la cepa Pycnoporus sanguineus lo cual

permitiraacute generar valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana y

principalmente la conservacioacuten de la especie

5 RECOMENDACIONES

Se recomienda aislar identificar y caracterizar nuevas especies nativas del

geacutenero Pycnoporus spp que permita incrementar el patrimonio del banco de

recursos geneacuteticos microbianos (BRGM)

Desarrollar la tecnologiacutea de produccioacuten de cepas nativas en las escalas de banco

y piloto con la finalidad de consolidar el Know How con posibilidades de

patentar los procedimientos

Desarrollar la tecnologiacutea a escala de laboratorio para la produccioacuten de biomasa

de cuerpo fructiacutefero de Pycnoporus spp con fines a su aplicacioacuten en la industria

farmaceacuteutica y enzimaacutetica

71

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87

7 ANEXOS

Anexo 1 Procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR

88

89

90

91

92

93

Anexo 2 Resultados anaacutelisis bromatoloacutegico Pycnoporus sanguineus

94

Anexo 3 Metabolitos producidos por las especies de Pycnoporus

Metabolito Especie Referencia

Lacasas P cinnabarinus P coccineus

P sanguineus

(Atteke y col 2013 Berrio Plou

Ballesteros Martiacutenez y Martiacutenez 2007

Camarero y col 2004 Camarero Ibarra

Martiacutenez y Martiacutenez 2005 ME Eugenio y

col 2010 Lu y col 2007b Machuca y

Ferraz 2001 Madhavi y Lele 2009

Munusamy y col 2008 Ramiacuterez-Cavazos y

col 2014 Sigoillot y col 2002 2004 Xu y

col 2000)

Peroxidasas extracelulares

(Lignin Versaacutetil y

Manganeso Peroxidasa)

P cinnabarinus P coccineus (Levasseur y col 2014 Machuca y Ferraz

2001)

Celulasas

(β-glucosidasas

Xilanasas)

P cinnabarinus P coccineus (Bey Berrin Poidevin y Sigoillot 2011

Machuca y Ferraz 2001 Sigoillot y col

2002)

Celobiosa deshidrogenasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col 2002)

Galactosidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara Hayashi y

Mitsutomi 1981)

DDMP P sanguineus (Teoh y col 2011)

Poliporina P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col 2003)

Cinabarina (3-fenoxacina) P sanguineus P cinnabarinus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Cruz Muntildeoz y col 2015a Dias

y Urban 2009 A Smacircnia y col 2003 E de

F A Smacircnia y col 1998)

O-acetyl-cinabarina P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Dias y Urban 2009 Gocenoglu

y Pazarlioglu 2014)

Tramesanguina P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez

Adame y col 2010)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Pycnoporina P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

95

Metabolito Especie Referencia

2-amino-fenoxazin-3-ona P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Pycnosanguina eacuteter

fenoxacina

P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Dias y Urban

2009)

5-6- dihidroergosterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol peroacutexido P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings Pilawa

Theobald y Berger 2001 Stentelaire y col

2000)

96

Anexo 4 Principales compuestos bioactivos obtenidos de Pycnoporus spp

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Lacasas Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Eggert y col 1996 Machuca y

Ferraz 2001 Sigoillot y col 2002

Xu y col 2000)

P sanguineus (Ramiacuterez-Cavazos y col 2014)

Antiinflamatoria P cinnabarinus (Madhavi y Lele 2009)

Biorremediacioacuten de aguas

residuales

P coccineus (Berrio y col 2007 Jaouani

Guilleacuten Penninckx Martiacutenez y

Martiacutenez 2005)

P cinnabarinus (Munusamy y col 2008)

Degradacioacuten de colorantes

sinteacuteticos

P cinnabarinus (Camarero y col 2005)

P sanguineus (Atteke y col 2013 Lu y col

2007b)

Blanqueo de pulpa para papel P cinnabarinus (Camarero y col 2004 Sigoillot y

col 2004)

P sanguineus (ME Eugenio y col 2010)

Peroxidasas

totales

Enzima ligninoliacutetica P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Lignin

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Manganeso

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Versaacutetil

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

β-glucosidasas Enzimas celulasas P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

P cinnabarinus (Bey y col 2011)

Xilanasas Enzimas celulasas P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col

2002)

P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Celobiosa

deshidrogenasa

Enzima oxidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoilloty col

2002)

Galactosidasa Enzima hidrolasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara y col

1981)

DDMP Antifuacutengico P sanguineus (Teoh y col 2011)

97

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Poliporina Anmicrobiano P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col

2003)

Cinabarina (3-

fenoxacina)

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010

Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Antimicrobiana P sanguineus (E de F A Smacircnia y col 1998)

Antiviral P sanguineus (A Smacircnia y col 2003)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

O-acetyl-

cinabarina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido

cinabariacutenico

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Antibacterial P cinnabarinus (Gocenoglu y Pazarlioglu 2014)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Tramesanguina Pigmento P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Pycnoporina Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina Pigmento P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

2-amino-

fenoxazin-3-ona

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

pycnosanguin

eacuteter fenoxazina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antimocrobiano P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antiviral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

5-6-

dihidroergostero

l

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol

peroacutexido

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina Saborizante aromatizante P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings y

col 2001 Stentelaire y col 2000)

98

Page 2: MAESTRIA EN GESTIÓN SUSTENTABLE DE RECURSOS NATURALES

1

2

3

DEDICATORIA

A mi esposa por ese optimismo que siempre me impulsoacute a seguir adelante y el

apoyo incondicional desde el inicio de mis estudios de la maestriacutea a mis hijos

Andreeacute y Juan Joseacute por todas las veces que no pudieron tener a su padre a tiempo

completo

A mis familiares y amigos que siempre tuvieron una palabra de apoyo para miacute

durante mis estudios

4

AGRADECIMIENTO

A todas instituciones que aportaron para llevar a cabo esta investigacioacuten de manera

muy especial al Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente (CEBA) al

Ingenio Azucarero del Norte (IANCEM) y a la Universidad Teacutecnica del Norte

(UTN)

Aquellas personas que compartieron sus conocimientos para hacer posible la

culminacioacuten de esta investigacioacuten De manera especial al Ing Julio Pineda Insuasti

PhD tutor de este trabajo por su ayuda y seguimiento al mismo

5

UNIVERSIDAD TEacuteCNICA DEL NORTE

INSTITUTO DE POSTGRADO

BIBLIOTECA UNIVERSITARIA

AUTORIZACIOacuteN DE USO Y PUBLICACIOacuteN A FAVOR DE LA

UNIVERSIDAD TEacuteCNICA DEL NORTE

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LA OBRA

La Universidad Teacutecnica del Norte dentro del proyecto Repositorio Digital

Institucional determinoacute la necesidad de disponer de textos completos en formato

digital con la finalidad de apoyar los procesos de investigacioacuten docencia y

extensioacuten de la Universidad

Por medio del presente documento dejo sentada mi voluntad de participar en este

proyecto para lo cual pongo a disposicioacuten la siguiente informacioacuten

DATOS DE CONTACTO

CEacuteDULA DE

IDENTIDAD

1001977030

APELLIDOS Y

NOMBRES

Goacutemez Andrade William Edisson

DIRECCIOacuteN Tena 8-20 y Tungurahua

EMAIL williamedissonyahooes

TELEacuteFONO FIJO 062607022 TELEacuteFONO

MOacuteVIL

0983000610

6

DATOS DE LA OBRA

TIacuteTULO Desarrollo de un proceso para el aislamiento conservacioacuten

y produccioacuten del hongo medicinal oreja de palo (Pycnoporus

spp) a partir de la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana

AUTOR (ES) Goacutemez Andrade Willian Edisson

FECHA 09 de junio del 2017

SOLO PARA TRABAJOS DE GRADO

PROGRAMA PREGRADO POSGRADO

TITULO POR EL QUE

OPTA

Magiacutester en Gestiograven Sutentable de los Recursos Naturales

ASESOR DIRECTOR Ing Julio Amilcar Pineda Insuasti (PhD)

2 AUTORIZACIOacuteN DE USO A FAVOR DE LA UNIVERSIDAD

Yo William Edisson Goacutemez Andrade con ceacutedula de ciudadaniacutea Nro 1001977030

en calidad de autor y titular de los derechos patrimoniales de la obra o trabajo de

grado descrito anteriormente hago entrega del ejemplar respectivo en formato

digital y autorizo a la Universidad Teacutecnica del Norte la publicacioacuten de la obra en

el Repositorio Digital Institucional y uso del archivo digital en la Biblioteca de la

Universidad con fines acadeacutemicos para ampliar la disponibilidad del material y

como apoyo a la educacioacuten investigacioacuten y extensioacuten en concordancia con la Ley

de Educacioacuten Superior Artiacuteculo 144

x

x

x

x

x

x

7

8

9

RESUMEN

En Ecuador no se conoce el protocolo de aislamiento conservacioacuten y produccioacuten a

escala laboratorio de la cepa nativa Pycnoporus sanguineus El cuerpo fructiacutefero

se recolecto en la ciudad del Tena misma que se encontraba en troncos en

descomposicioacuten de Pollalesta discolor La reproduccioacuten celular se realizoacute tanto

por medio de tejido como por esporas en un medio rico en PDA se encubaron a 22

ordmC durante seis diacuteas se procedioacute a la purificacioacuten de la cepa por la teacutecnica de

repique hasta lograr una cepa pura La identificacioacuten fue realizada por laboratorios

IDgen en la cual se determinoacute 99 de identidad en el fragmento ITS es Pycnoporus

sanguineus En el anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico se determinoacute que la especie tiene

un ELN de 4912 para el anaacutelisis de macro elementes se encontroacute en mayor

cantidad potasio 052 micro elementos como hierro 136 ppm Para la

conservacioacuten de la cepa se aplicoacute la teacutecnica de la liofilizacioacuten se preparoacute dos

medios de cultivo MEA y PDA se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego se

inocularon con la cepa nativa seleccionada se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC Los

tubos colonizados fueron liofilizados Para determinar la velocidad de crecimiento

de la cepa nativa se utilizoacute como medio de cultivo PDA y MEA en donde fue

colocada la cepa anteriormente liofilizada en el centro de la caja petri con la ayuda

de cinta meacutetrica se determinoacute la velocidad de crecimiento diariamente se incuboacute

durante siete diacuteas la mayor velocidad de crecimiento se observa en el medio de

cultivo MEA de 385 mmdiacutea Puesto que el valor-P de la prueba-F es menor que

005 existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre la media de

velocidad entre un nivel de medio y otro con un nivel del 950 de confianza

10

SUMMARY

In Ecuador is not known isolation Protocol-scale production and conservation

laboratory or the native strain of Pycnoporus sanguineus The fruiting body is

collected in the city of Tena same that was in trunks in decomposition of Pollalesta

discolor Cellular reproduction was carried out both by means of tissue and spores

in an environment rich in PDA incubate to 22 degC six days was purification or the

strain by the technique of tolling to achieve a pure strain The identification was

performed by laboratories IDgen 99 identity in the fragment was determined in

which ITS is Pycnoporus sanguineus The bromatological chemical analysis

determined that the species has an ELN of 4912 for the analysis of macro

elements found in most potassium 052 micro elements as iron 136 ppm For the

conservation of the strain was applied the technique of lyophilization it was

prepared two culture media MEA PDA was sterilized and served in 5ml tubes and

they were then inoculated with the native strain selected they were incubated for 7

days at 22 degrees Colonized tubes were lyophilized To determine the rate of

growth of the native strain was used as a PDA culture medium and MEA where was

placed the above freeze-dried strain in the center of the box petri with the help of

tape measure determined the speed of growth daily incubated for seven days the

higher speed of growth is observed in the culture medium MEA 385 mmday Since

the disagreement of the test F is less than 005 there is a statistically significant

difference between the average speed between a middle level and another the

950 confidence level

Palabras clave

Aislamiento biodiversidad caracterizacioacuten conservacioacuten fuacutengica liofilizacioacuten

Pycnoporus

11

ABREVIATURAS

BRGM Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos

EE Extracto Eteacutereo o grasa bruta

ELN Elementos Libres de Nitroacutegeno

FEL Fermentacioacuten Estado Liacutequido

FES Fermentacioacuten Estado Solido

IANCEM Ingenio Azucarero del Norte Compantildeiacutea de Economiacutea Mixta

LSD Diferencia Miacutenima Significativa

MAE Ministerio del Ambiente Ecuador

MAISFCI Modelo de Atencioacuten Integral de Salud Familiar Comunitario

e Intercultural

MEA Agar Malta Dextrosa

ODM Objetivos de Desarrollo del Milenio

PDA Agar Papa Dextrosa

SEMPLADES Secretaria Nacional de Planificacioacuten y Desarrollo

WFP Proyecto Mundial de Alimentacioacuten

12

IacuteNDICE DE CONTENIDO

RESUMEN 9

SUMMARY 10

1 PROBLEMA 17

11 Introduccioacuten 17

12 Situacioacuten probleacutemica 18

13 Problema cientiacutefico 19

14 Objetivos de la investigacioacuten 19

15 Hipoacutetesis 20

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA 21

21 La salud un desafiacuteo global 21

211 Situacioacuten actual 21

212 Situacioacuten futura 21

213 Propuestas al desafiacuteo 21

22 Geacutenero Pycnoporus spp 22

221 Recoleccioacuten 22

222 Aislamiento 24

223 Identificacioacuten 26

224 Caracterizacioacuten 26

225 Conservacioacuten 27

23 Produccioacuten de Biomasa 30

231 Paraacutemetros de operacioacuten 30

232 Medios de cultivo 30

233 Incubacioacuten 31

24 Produccioacuten de metabolitos 32

241 Cinnabarina 32

242 Vainillina 33

13

243 Enzimas ligninoliacuteticas 33

244 Inductores 34

25 Importancia industrial 36

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos 36

252 Control bioloacutegico 37

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico 37

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios 38

26 Marco legal 38

3 MARCO METODOLOacuteGICO 47

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa Pycnoporus

spp helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47

311 Materiales y meacutetodos 48

3111 Aislamiento 48

3112 Identificacioacuten 49

3113 Caracterizacioacuten 50

312 Resultados y discusioacuten 50

3121 Aislamiento 50

3122 Identificacioacuten 54

3123 Caracterizacioacuten 55

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus 56

321 Materiales y meacutetodos 56

322 Resultados y discusioacuten 57

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus 60

331 Materiales y meacutetodos 60

332 Resultados y discusioacuten 61

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos (BRGM) 65

14

341 Introduccioacuten 65

342 Ficha Pycnoporus sanguineus 67

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus 69

4 CONCLUSIONES 70

5 RECOMENDACIONES 70

6 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 71

7 ANEXOS 87

15

IacuteNDICE DE FIGURAS

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten 23

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente 28

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de

Pycnoporus sanguineus 47

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus 48

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de

Pollalesta discolor 49

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno 51

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA 51

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo 52

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo 52

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus

sanguineus 53

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

56

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten 57

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten 58

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus 58

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada 59

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de

Pycnoporus sanguineus 60

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

62

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa 64

16

IacuteNDICE DE TABLAS

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp 24

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp 25

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL 35

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES 35

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada 61

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio 63

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher 63

17

1 PROBLEMA

11 Introduccioacuten

Los hongos son imprescindibles para el funcionamiento de la vida Sin ellos la

acumulacioacuten de residuos orgaacutenicos formariacutea enormes cementerios de cadaacuteveres

vegetales y animales produciendo grandes trastornos en la naturaleza (Zeikus

1981) La cadena troacutefica se modificariacutea de tal manera que provocariacutea la

desaparicioacuten de muchas especies (de Diego Calonge 2009)

Pycnoporus spp ha sido durante mucho tiempo utilizado en la medicina popular

de Aacutefrica y Ameacuterica para tratar numerosas enfermedades Los extractos de este

hongo son demostrados por poseer ingredientes bioactivos involucrados en

tratamiento antitumoral y actividades antioxidantes (Cao Zhang amp Xu 2014) Por

el potencial lignoceluliacutetico y los metabolitos secundarios de este hongo es

importante la buacutesqueda de sustancias antivirales antioxidantes antifuacutengicas y

antibacterianas (Smacircnia et al 2003) Se cuenta con el recurso natural pero no se

han realizado estudios de como producir y conservar la cepa nativa (Cruz Muntildeoz et

al 2015a)

Se pretende aportar con un banco de recursos geneacuteticos con la posibilidad de que

esta cepa sea utilizada en el sector farmaceacuteutico por su actividad bioloacutegica

antioxidante antifuacutengica y antibacterial (Smacircnia et al 1995) y en el sector textil

ya que produce un pigmento extraiacutedo llamado cinnabarin que se utiliza para la

decoloracioacuten parcial y completa de ciertos tintes (Schliephake Lonergan Jones amp

Mainwaring 1993) en el sector alimentario para la produccioacuten de vainilla (Zheng

et al 2007)

En teacuterminos econoacutemicos la implementacioacuten de este proyecto a escala industrial

generariacutea ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa

nativa ecuatoriana Pycnoporus spp Por ejemplo la vainilla natural producida por

el hongo tiene un costo en el mercado de 4000 USDKg ingresos que se quedariacutean

en manos de los productores nacionales Ademaacutes la creacioacuten de estas industrias

generariacutea fuentes de trabajo y ayudariacutea al aumento de la balanza comercial nacional

18

En teacuterminos ambientales el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de

compuestos recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su

sistema enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en

aserraderos (Kirk 1971) Adicionalmente el aislamiento y almacenamiento de la

cepa nativa de Pycnoporus spp en Bancos de Recursos Geneacuteticos con fines

industriales y acadeacutemicos promoveriacutea la preservacioacuten de la especie

En el aacutembito social se mejorariacutea el nivel educativo de la poblacioacuten en teacuterminos

de preservacioacuten y aprovechamiento de la biodiversidad fuacutengica de la cual no se

tiene maacutes conocimiento que los usos ancestrales (Hawksworth 1991) Ademaacutes

mejorariacutea la calidad de la salud de la poblacioacuten gracias a sus propiedades

medicinales ya comprobadas cientiacuteficamente por lo que su potencial en la

industria farmaceacuteutica es grande

La academia se veriacutea favorecida a su vez gracias a la recopilacioacuten de meacutetodos y

datos teacutecnicos necesarios para la conservacioacuten y almacenamiento de la cepa

facilitando el desarrollo de investigaciones de caraacutecter quiacutemico y biotecnoloacutegico

(Cruz 2004)

12 Situacioacuten probleacutemica

En el campo de la salud el no aprovechamiento de los metabolitos fuacutengicos

provocariacutea un caos en el tratamiento de ciertas enfermedades ya que muchos

medicamentos son producidos a partir de estos (Chang amp Miles 2004) Hay que

recordar el papel que desempentildea la penicilina descubierta por Fleming en 1928 a

partir del hongo Penicillium notatum para el tratamiento de las infecciones ( Valdeacutes

et al 1998) En la actualidad se conoce miles de sustancias medicinales producidos

por hongos y pronto saldraacuten maacutes incluso capaces de combatir el SIDA (Calonge

2009)

No obstante muchas especies de hongos estaacuten bajo amenaza de desaparecer

como consecuencia del deterioro o destruccioacuten de los ecosistemas (Hernaacutendez

Gonzaacutelez Hernaacutendez Herrera amp Camino 2014)

19

El Ecuador es un paiacutes pequentildeo pero uno de los maacutes biodiversos por su ubicacioacuten

espacial (Estrella Manosalvas Mariaca amp Ribadeneira 2005) El 18 de la

superficie nacional considerada como aacuterea protegida para la conservacioacuten de la

riqueza natural (MAE 2008) El aprovechamiento sostenible de la biodiversidad

nacional es promovido por el Plan Nacional para el Buen Vivir que enfatiza en el

bioconocimiento y su aplicacioacuten para la produccioacuten de nuevos bienes y servicios

ecoloacutegicamente sustentables suscitando al cambio de la matriz productiva

(Senplades 2009)

13 Problema cientiacutefico

Se evidencia limitado conocimiento en el manejo sustentable del geacutenero fuacutengico

Pycnoporus spp nativa ecuatoriana hacieacutendose necesario el establecimiento de

protocolos para aislamiento conservacioacuten purificacioacuten produccioacuten especiacutefica de

cepas nativas propagacioacuten o crecimiento celular en medios artificiales o naturales

y produccioacuten

Objeto

El proceso de produccioacuten y conservacioacuten de la especie nativa ecuatoriana de

Pycnoporus spp

Campo

Conservacioacuten de los recursos geneacuteticos microbianos

14 Objetivos de la investigacioacuten

Objetivo General

Desarrollar un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus mediante procesos que permitan la

conservacioacuten del recurso natural fuacutengico y su aprovechamiento de manera

sustentable

20

Objetivos especiacuteficos

Aislar identificar y caracterizar la especie fuacutengica de Pycnoporus

sanguineus

Desarrollar un protocolo para la conservacioacuten de la especie

Seleccionar el mejor medio de cultivo para la produccioacuten de Pycnoporus

spp a traveacutes de la velocidad de crecimiento lineal

Disentildear una ficha de cepas microbianas puras para su conservacioacuten en

el Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

15 Hipoacutetesis

Hipoacutetesis alternativa

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

Hipoacutetesis nula

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus no se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

21

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA

21 La salud un desafiacuteo global

Es una realidad compleja a traveacutes de un enfoque interdisciplinario que supera

los liacutemites del paradigma positivista de la ciencia claacutesica (Alcaacutentara-Moreno

2008) depende de la interaccioacuten de muacuteltiples factores sociales poliacuteticos

econoacutemicos culturales y cientiacuteficos (Roberto Bricentildeo-Leoacuten 2000) y responde a

una condicioacuten histoacuterica ya que la visioacuten particular de la sociedad va cambiando con

el tiempo (Ritzer 2001)

211 Situacioacuten actual

Dentro de los objetivos del desarrollo sostenible (2015) el objetivoacute 3 comprende

garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades La

participacioacuten mancomunada de los paiacuteses para cumplir los ODM ha desencadenado

en el movimiento contra la pobreza maacutes exitoso de la historia especialmente en

temas de salud y alimentacioacuten mundial

212 Situacioacuten futura

La Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS 2013) ha pedido a los paiacuteses que

sigan invirtiendo en investigaciones de aacutembito nacional con el objetivo de poner

en marcha un sistema de cobertura sanitaria universal adaptado a las necesidades

particulares de cada paiacutes

213 Propuestas al desafiacuteo

Estudios de casos realizados en muchos paiacuteses demuestran la importancia que

tienen las investigaciones nacionales y mundiales en la mejora de la salud

investigaciones que abarcan desde la prevencioacuten y el control de enfermedades

especiacuteficas hasta la mejora del funcionamiento de los sistemas de salud

22

22 Geacutenero Pycnoporus spp

Entre muchos hongos de pudricioacuten blanca el geacutenero Pycnoporus spp es un

geacutenero representativo de la familia Polyporaceae que se encuentra ampliamente

distribuido a nivel mundial en zonas templadas y tropicales donde tiene gran

importancia en la regulacioacuten del ciclo de carbono (Zeikus 1981) Forma un grupo

cosmopolita de cuatro especies Pycnoporus puniceus Pycnoporus cinnabarinus

Pycnoporus sanguineus Pycnoporus coccineus (Lesage-Meessen et al 2011) A

principios de 1990 el geacutenero Pycnoporus se perfiloacute como una alternativa para la

consecucioacuten de compuestos enzimaacuteticos viables en la degradacioacuten eficiente de

biomasa y la obtencioacuten de metabolitos secundarios de intereacutes como antioxidantes

(Borderes Costa Guedes amp Tavares 2011a) antibacterianos (A Smacircnia et al

1995) y antiparasitarios (Correa et al 2005)

Pese a que los hongos del geacutenero Pycnoporus spp no son especies comestibles

su importancia radica en la capacidad de degradar eficientemente compuestos

lignoceluloacutesicos (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) lo que les confiere un

gran potencial para ser usados en procesos biotecnoloacutegicos de degradacioacuten de

residuos agriacutecolas hasta azuacutecares fermentables uacutetiles en la produccioacuten de etanol y

otros productos biotecnoloacutegicos de alto valor comercial (Call 1994 Zeikus 1981)

Diversas investigaciones han estudiado las condiciones oacuteptimas para la obtencioacuten

de compuestos sintetizados por este geacutenero y la influencia de diversos factores

logrando un mejor control del bioproceso y una mejor comprensioacuten del

metabolismo de Pycnoporus spp (Falconnier et al 1994 Lesage-Meessen et al

2011 Levasseur et al 2014 Liu et al 2015 Piscitelli et al 2011 Rivera-Hoyos et

al 2013)

221 Recoleccioacuten

Para la recoleccioacuten es necesario conocer de antemano las caracteriacutesticas

macroscoacutepicas del cuerpo fructiacutefero del hongo (Ortiz et al 2016) Pycnoporus spp

posee un basidioma en forma de abanico (flabeliforme) maacutes o menos aplanado de

color naranja intenso y un margen redondeado de color similar al resto del

23

carpoacuteforo su tamantildeo puede variar entre 3 a 10 cm de ancho y su carne variacutea de

corchoso a duro Se encuentra adherido al sustrato por la base y ocasionalmente

los bordes son cofluentes es decir que se peguen con los de los basidiomas

contiguos En la zona de unioacuten con el sustrato el basidioma es maacutes grueso

pudiendo alcanzar los 3 cm de grosor mientras en los bordes es maacutes delgado

alcanzando menos de 1 cm de grosor (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016

Papinutti 2013) Se puede observar a simple vista que el himenio de este geacutenero

posee poros por donde libera las esporas (Alexopoulos amp Beneke 1962) los cuales

pueden alcanzar entre 2-3 cm de diaacutemetro y una forma de redondeada u oblonga

(Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) En la figura 21 se pueden apreciar las

caracteriacutesticas generales del geacutenero

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Macroscoacutepicamente las especies son diferenciables entre siacute por ejemplo P

sanguineus tiene un color maacutes rojizo que su homologo P cinnabarinus ademaacutes

tiene una base estrecha que le da la apariencia de subestipitado mientras P

cinnabarinus es seacutesil Este uacuteltimo tiene a su vez una superficie pileacuteica libre o escasa

de vellosidades a diferencia de P fulgens con el cual suele asemejarse por la

24

coloracioacuten del carpoacuteforo (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016 Papinutti

2013)

Pycnoporus spp suele encontrarse en sustratos lignoceluloacutesicos en

descomposicioacuten sobre los cuales crece naturalmente (Borderes Costa Guedes amp

Tavares 2011b) Una vez reconocido el hongo y recolectado su cuerpo fructiacutefero

se deben tomar apuntes acerca de los diferentes substratos en donde fue encontrado

(tierra madera en descomposicioacuten mantillo del bosquehellip) (Chanona-Goacutemez

Andrade-Gallegos Castellanos-Albores amp Saacutenchez 2007) las coordenadas y la

temperatura ambiental En la tabla 21 se listan algunos materiales lignoceluloacutesicos

de donde se han recolectado las cepas de Pycnoporus spp

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp

Especie Material vegetal en descomposicioacuten Referencia

P sanguineus Madera de casuarina y mango (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Madera contaminada con petroacuteleo (Acosta-Urdapilleta Alonso-

Paz Rodriacuteguez Adame y col

2010 Quiroz-Castantildeeda y col

2009)

Troncos de palma (Achenbach y Blumm 1991)

Encino (Chanona-Goacutemez y col 2007)

Madera de Parkia oppositifolia (Esposito Innocentini-Mei

Ferraz Canhos y Duraacuten 1993)

P cinnabarinus Madera de pino (Eggert Temp y Eriksson 1996)

Troncos quemados (Guzmaacuten 1979)

P coccineus Eucalipto (Machuca y Ferraz 2001)

222 Aislamiento

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura (Cruz

Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

25

2000b Schliephake et al 1993) Es necesario haber adicionado cloranfenicol

(200 g l) a los medios de cultivo para evitar contaminaciones bacterianas

(Henrique Rosa y col 2003) Seguacuten Correa y colaboradores (2005) el MEA es el

medio oacuteptimo para el crecimiento micelial posterior a la purificacioacuten mientras que

Acosta-Urdapilleta y colaboradores (2010) afirman que es el Agar Harina Integral

de Trigo (HTIA por sus siglas en ingleacutes) Por su parte Cruz-Muntildeoz y

colaboradores (2015) aseveran que los medios de cultivo oacuteptimos son los que

contienen extracto del material vegetal de donde se recolectoacute el hongo En la tabla

22 se mencionan los principales medios de cultivo empleados para el aislamiento

de Pycnoporus spp

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp

Especie Medio de cultivo Referencia

P sanguineus Agar Papa Dextrosa (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a E de F A

Smacircnia Smacircnia Juacutenior y Loguercio-

Leite 1998 Vikineswary y col 2006)

Agar Harina Integral de Trigo (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a)

Agar Extracto de Malta (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Atteke

y col 2013 Cruz Muntildeoz y col 2015a

Machuca y Ferraz 2001 Schliephake y

col 1993 Uzan y col 2010)

Medios afines al material vegetal de

donde se recolectoacute (Agar Extracto de

Casuarina Agar Extracto de Mango)

(Cruz Muntildeoz y col 2015)

Medio Czapek-Dox con sulfato de

manganeso algunas veces adicionado

con extracto de semillas de guisantes

o salvado de trigo

(Boumlse 1946)

P

cinnabarinus

Agar Extracto de malta (American Type Culture Collection

2016a)

26

Especie Medio de cultivo Referencia

Agar Extracto de levadura (American Type Culture Collection

2016b)

Agar Papa Dextrosa (FuQuan y QiJin 2008)

223 Identificacioacuten

Microscoacutepicamente se pueden identificar cuatro tipo de hifas 1) las de los tubos

o poros que son de pared delgada ramificadas y se tintildeen con fioxina 2) las del

margen y el piacuteleo que son un poco maacutes gruesas no ramificadas no se tintildeen con

fioxina y usualmente tienen graacutenulo anaranjados que se disuelven en KOH 3) las

de la zona de transicioacuten y tubos que tienen grosor variable y se disponen en capas

y 4) las que se encuentran uacutenicamente en la zona de transicioacuten que son delgadas

con ramificaciones cortas y recurvadas (Papinutti 2013) Para la diferenciacioacuten

entre P sanguineus y P cinnabarinus es necesario saber que el primero tiene un

sistema de hifas dimiacutetico mientras el del segundo es trimiacutetico (Asociacioacuten

Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) Para evitar vacilaciones lo maacutes preciso es realizar

pruebas a nivel molecular mediante extraccioacuten del ADN ribosomal y su

amplificacioacuten secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes

(Cruz Muntildeoz et al 2015a)

224 Caracterizacioacuten

Para la determinacioacuten de las condiciones oacuteptimas de crecimiento y la produccioacuten

de metabolitos secundarios se toman discos (5 mm de diaacutemetro) de PDA con

micelio del borde radial de cultivos de 30 diacuteas de edad y se depositan en nuevas

cajas de petri con medio de cultivo acorde con lo que se quiera medir o producir se

incuba por 30 diacuteas maacutes a 23 degC con luz blanca continua (Curz et al 2015a) El

crecimiento micelial no de manera obligatoria estaacute relacionado con la produccioacuten

de metabolitos secundarios (Baumer Mas Diego Pacheco Morgado amp Furigo

2008) Los metabolitos primarios y secundarios producidos por el geacutenero

Pycnoporus spp variacutean dependiendo de la especie y condiciones de cultivo (Acosta

Paz Rodriacuteguez Adame amp col 2010) una vez extraiacutedos en alguacuten tipo de solvente

27

seguacuten el experimento ejecutado se identifican por cromatografiacutea de capa fina

mediante comparacioacuten de los frentes de retencioacuten (Cruz et al 2015a) cromatografiacutea

de gases o espectrometriacutea de masas (Teoh Don y Ujang 2011) En el anexo 3 se

nombran los principales metabolitos producidos por Pycnoporus spp

Es necesario realizarle a la cepa purificada ensayos de actividad enzimaacutetica para

identificar algunos usos potenciales a nivel industrial Como eacuteste geacutenero pertenece

a los hongos de pudricioacuten blanca se deben realizar ensayos de actividad

ligninoliacutetica celuloliacutetica hemiceluloliacutetica de acuerdo con el Manual de Micologiacutea

Experimental de la Universidad de Buenos Aires (Forchiassin et al 2014) Las

enzimas ligninoliacuteticas maacutes abundantes en eacuteste hongo son las lacasas (Eggert et al

1996) lo que facilita su proceso de purificacioacuten Se habiacutea llegado a pensar que la

produccioacuten de peroxidasas extracelulares era nula (Machuca amp Ferraz 2001)

225 Conservacioacuten

La cepa debe ser almacenada en refrigeracioacuten a 4 ordmC para que no pierda su

viabilidad (Borderes et al 2011b Schliephake et al 1993) Aunque existen otros

meacutetodos que tambieacuten pueden emplearse Inmersioacuten en agua destilada inmersioacuten en

aceite mineral liofilizacioacuten congelacioacuten repique (Ortiz et al 2016) La

temperatura de congelacioacuten es de -80 degC en hielo seco o nitroacutegeno liacutequido y la de

liofilizacioacuten de 2 a 8 degC Cada vez que se vaya a usar la cepa limpie su envase con

etanol al 70 y transfiera aseacutepticamente (American Type Culture Collection

2016a 2016b Uzan amp col 2010) El periacuteodo de viabilidad para algunos hongos

conservados bajo este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith amp Onions 1994) En la figura

22 se observa un laboratorio apto para la obtencioacuten de recursos geneacuteticos fuacutengicos

28

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Meacutetodos a corto plazo que ayudan a la conservacioacuten de la cepa se aplica cuando

su uso es generalmente frecuente (Garciacutea amp Uruburuacute 1991) dentro de estos

meacutetodos se tendriacutea

El cultivo seriado consiste en resembrar al microorganismo cada cierto tiempo

en un medio adecuado este meacutetodo es vaacutelido para periacuteodos de 15 diacuteas se incrementa

la posibilidad de contaminacioacuten de la cepa (Mateos 2002)

La conservacioacuten por suspensioacuten en agua destilada es un meacutetodo sencillo

econoacutemico y seguro capaz de garantizar la supervivencia de cultivos fuacutengicos por

periacuteodos prolongados de dos hasta siete antildeos (Jong amp Birmingham 2001) Consiste

en suspender en agua esteacuteril ceacutelulas de cultivo como conidias esporas picnidios

esclerocidos (Bueno 1998)

La conservacioacuten con aceite mineral consiste en recubrir con aceite mineral

esteacuteril un cultivo que se encuentre en condiciones oacuteptimas de crecimiento micelial

y esporulacioacuten generalmente (Jong amp Atkins 1986) esta teacutecnica disminuye la

deshidratacioacuten del medio es utilizado en pequentildeas colecciones cuando la

liofilizacioacuten no resulta econoacutemica (Jong ampBirmingham 2001) Un amplio rango

de hongos a sobrevivido por este meacutetodo por un periacuteodo de 12 a 30 meses (Smith

et al 1994)

La desecacioacuten es un meacutetodo de conservacioacuten que reduce draacutesticamente el

metabolismo Sin embargo no todos los microorganismos sobreviven a estos

29

meacutetodos de secado por lo que se hace necesario antildeadir agentes protectores (leche

descremada glumato soacutedico al 10) La conservacioacuten en suelo es una teacutecnica que

ha sido usada ampliamente en laboratorios industriales para el mantenimiento de

cultivos de importancia comercial (Jong et al 1985) Este meacutetodo es usado para

cultivos que producen esporas y estructura de resistencia las cepas pueden

almacenarse en diferentes sustratos como arena papel filtro El meacutetodo consiste en

esterilizar y secar el suelo el cual es utilizado como medio absorbente con una

pequentildea cantidad de inoacuteculo preserva la viabilidad en un periacuteodo de tres a ocho

antildeos (Jong et al 2001)

Meacutetodos a largo plazo son los mejores porque en ellos se paraliza el crecimiento

de las ceacutelulas microbianas pero estas no han muerto Asiacute se garantiza el maacuteximo

de estabilidad geneacutetica (Garciacutea et al 1991) dentro de estos meacutetodos se tendriacutea

La liofilizacioacuten Es un proceso en el cual se congela el producto y posteriormente

se introduce en una caacutemara al vaciacuteo para realizar la separacioacuten del agua por

sublimacioacuten es otro de los meacutetodos de conservacioacuten de hongos por tiempo

prolongado Si bien es muy recomendado requiere contar con un liofilizador lo

que no siempre estaacute al alcance de todos los investigadores La liofilizacioacuten es un

proceso de conservacioacuten que tambieacuten involucra la deshidratacioacuten de las conidias o

cualquier otra estructura propagativa (Ames nd) El periacuteodo de viabilidad para

algunos hongos conservados por este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith et al 1994)

La criocongelacioacuten se basa en la utilizacioacuten de una temperatura

extremadamente friacutea para poder disminuir de forma controlada las funciones vitales

del organismo que se pretende conservar y que eacuteste se conserve vivo pero

ldquodormidordquo durante un periacuteodo de tiempo muy elevado sin que pierda sus

propiedades su principio radica en que toda ceacutelula tejido u organismo sometido a

bajas temperaturas disminuye sus funciones vitales permaneciendo en estado de

dormancia por periacuteodos prolongados es decir sus actividades metaboacutelicas estaacuten

suprimidas (Pasarellt amp McGinnis 1992 Rico et al 2004)

30

23 Produccioacuten de Biomasa

La obtencioacuten de compuestos derivados de la produccioacuten de Pycnoporus spp se

realiza mediante procesos fermentativos que pueden llevarse a cabo en medios de

crecimiento liacutequidos (Fermentacioacuten en Estado Liacutequido FEL) o soacutelidos

(Fermentacioacuten en Estado Soacutelido FES) Investigaciones efectuadas por Acosta-

Urdapilleta y colaboradores (2010) indican que los metabolitos primarios y

secundarios producidos por el geacutenero Pycnoporus dependen de la especie y las

condiciones de cultivo del mismo

231 Paraacutemetros de operacioacuten

El nivel de humedad del sustrato ejerce un efecto significativo en el proceso de

FES recomendaacutendose una humedad del 70 (Annuar Sammantha Murthy amp

Sabanatham 2010) Asiacute mismo el aumento del oxiacutegeno en el ambiente favorece

la tasa y la extensioacuten de la degradacioacuten de la biomasa por parte de Pycnoporus spp

(Hatakka amp Uusi-Rauva 1983) lo que se traduce en un aumento de la

bioconversioacuten Por otro lado el pH del medio de cultivo estaacute directamente

relacionado con el crecimiento del micelio daacutendose un mayor descenso de pH en

medios que presentan mayor crecimiento micelial (Holler amp Brooks 1980) No

obstante la mayoriacutea de estos estudios han sido realizados en condiciones in vitro

no contemplando la influencia de factores que pueden modificar los resultados en

procesos a mayor escala (Behrentz amp Giraldo 1993)

232 Medios de cultivo

Las fuentes de carbono comuacutenmente usadas en los procesos de FEL son lactosa

maltosa glucosa fructuosa extracto de levadura harinas de algunos cereales entre

otros (Chegwin A amp Nieto R 2013 Suaacuterez Arango amp Nieto 2013) La glucosa y

la fructosa permiten obtener una alta densidad de biomasa pues son maacutes faacuteciles de

asimilar que la maltosa no obstante pueden ser inhibidores de reacciones

metaboacutelicas secundarias del hongo (Ander Eriksson y Yu 1983) Los

suplementos de medios de cultivo maacutes utilizados son tartrato de diamonio tartrato

31

disoacutedico KH2PO4 CaCl2H2H2O MgSO4middot7H2O FeSO4middot7H2O ZnSO4middot7H2O

MnSO4middotH2O CuSO4middot5H2O y extracto de levadura (Eggert et al 1996 Gocenoglu

yPazarlioglu 2014 Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

2000a Levasseur e al 2014)

Pycnoporus spp puede cultivarse faacutecilmente a escala de laboratorio y en planta

piloto obteniendo altos rendimientos de produccioacuten a partir del uso de substratos

como almidoacuten extracto de malta maltosa metilcelulosa sacarosa dextrosa

caldos suplementados con extracto de levadura yo fosfoliacutepidos (Holler amp Brooks

1980 Oddou Stentelaire Lesage-Meessen Asther amp Colonna Ceccaldi 1999)

salvado de maiacutez salvado de trigo y salvado de arroz (FuQuan amp QiJin 2008

Levasseur et al 2014 Zimbardiet al 2016) tambieacuten se reporta el uso de residuos

agroindustriales como el bagazo de la cantildea de azuacutecar residuos de cultivo de

plaacutetano virutas de madera caacutentildeamo caacutescaras de algodoacuten hojas de palma de aceite

y residuos de frutas (Annuar et al 2010 Leŝtan Ŝtrancar amp Perdih 1990)

Existe una estrecha relacioacuten entre el aumento del crecimiento micelial del hongo

con el carbono total disponible en el medio de cultivo (Holler amp Brooks 1980) El

raacutepido crecimiento del hongo en medios pobres sobre todo cuando no se antildeade

ninguna fuente de carbono puede ser causado por la expansioacuten de su micelio como

estrategia para evitar la inanicioacuten (Levasseur et al 2014) Levasseur y

colaboradores (2014) sugieren que un alto contenido de lignina en el medio de

cultivo inhibe el crecimiento de P cinnabarinus en condiciones de cultivo en donde

la lignina es la uacutenica fuente de carbono disponible

233 Incubacioacuten

La mayoriacutea de estudios de estimacioacuten de la velocidad de crecimiento micelial

se realizan midiendo el diaacutemetro del micelio del hongo en las placas de petri sin

embargo el crecimiento tambieacuten se relaciona con la densidad de micelio en el

medio (Royse 1997)

FuQuan y QiJin (2008) estudiaron el crecimiento de Pcinnabarinus por FES en

bolsas con 075 kg de salvado de trigo y aserriacuten suplementado con sacarosa y

CaCO3 a una temperatura de crecimiento de 25 a 30 ordmC un pH 70 y una humedad

32

del sustrato del 60 al 65 logroacute una colonizacioacuten completa del micelio despueacutes

de los 26 a los 30 diacuteas y la obtencioacuten de carpoacuteforos transcurridos 32 diacuteas despueacutes

de la aparicioacuten de los primordios

Holler y Brooks (1980) estudiaron el crecimiento del micelio de P cinnabarinus

por FEL utilizando extracto de malta suplementado con NaNO3 K2HPO4

MgSO47H2O KCL y FeSO47H2O y sacarosa a partir de una suspensioacuten de

esporas y tacos de agar con micelio se cultivoacute a 28 ordmC por un intervalo de 4 diacuteas

El medio de levadura-extracto de almidoacuten mostroacute el mayor aumento de peso seco

del micelio (10638 mg) en comparacioacuten con el medio extracto de madera (0336

mg)

24 Produccioacuten de metabolitos

241 Cinnabarina

La produccioacuten de cinnabarina puede realizarse in vitro en medios soacutelidos y

liacutequidos o in vivo a partir de los basidiocarpos cuya obtencioacuten es maacutes faacutecil Las

mayores concentraciones de este pigmento se obtienen en Agar Papa Dextrosa

(PDA por sus siglas en ingleacutes) y Agar Extracto de Malta (MEA por sus siglas en

ingleacutes) mientras el mayor crecimiento micelial se obtiene en medios conformados

por los extractos de los materiales lignoceluloacutesicos de donde las cepas fueron

aisladas (Cruz Muntildeoz et al 2015b) Baumer y colaboradores (2008) indican que la

velocidad de crecimiento del hongo no implica necesariamente una mayor

produccioacuten de cinnabarina Investigaciones efectuadas por Acosta-Urdapilleta y

colaboradores (2010) sugieren que el mejor sustrato para producir cinnabarina en

primordios de P sanguineus es el aserriacuten de pino seguido por el de encino y el de

cedro sin importar la cepa utilizada En dichos experimentos el contenido promedio

del cinnabarina en cajas de petri fue de 6-9 mg g de micelio mientras en primordios

del hongo fue de 56 mgg de micelio y en cuerpos fructiacuteferos bien desarrollados de

68 mgg de carpoacuteforo La ventaja de usar basidiocarpos en vez de primordios para

la extraccioacuten de cinnabarina es la posibilidad de realizar hasta dos o maacutes cosechas

del hongo lo que requiere de 242 a 356 diacuteas Sin embargo el cultivo en caja de

petri permite obtener cinnabarina mucho maacutes raacutepido entre 7 a 15 diacuteas con una

33

mayor actividad antioxidante (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez M

Adame amp col 2010) Hay que evaluar la situacioacuten si la cinnabarina es requerida

para investigaciones conviene producir el hongo en cajas de petri pero si es

requerida para uso industrial conviene maacutes producir primordios o cuerpos

fructiacuteferos

242 Vainillina

El hongo P cinnabarinus fue cultivado por Falconnier y colaboradores (1994)

utilizando un medio que conteniacutea maltosa como fuente de carbono tartrato de

diamonio como fuente de nitroacutegeno y suplementos como KH2PO4 CaCl2 MgSO4

y extracto de levadura obteniendo una concentracioacuten en el medio de cultivo de 64

mgL de vainillina En comparacioacuten Oddou y colaboradores (1999) demostraron

que este hongo basidiomiceto presenta una mayor produccioacuten de vainillina (760

mgL) usando una mezcla compuesta por fosfoliacutepidos y glucosa obteniendo

ademaacutes una gran densidad de biomasa fuacutengica El proceso fermentativo se llevoacute a

cabo en un biorreactor agitado a una velocidad de 120 rpm con un flujo de aire de

093 vvm (voluacutemenes de aire unidad de volumen de medio por minuto) al principio

del proceso fermentativo y 028 vvm posterior a los tres diacuteas manteniendo una

temperatura constante de 30 ordmC Lo anterior respalda lo dicho por Leŝtan y

colaboradores (1990) quienes demostraron que la combinacioacuten de liacutepidos y glucosa

induce el crecimiento del micelio de algunos basidiomicetos (Ander et al 1983)

243 Enzimas ligninoliacuteticas

Zimbardi y colaboradores(2016) indicaron que las fuentes de nitroacutegeno maacutes

efectivas para la produccioacuten de lacasas de P sanguineus por FES son en orden

descendente NH4Cl peptona extracto de malta caseiacutena urea extracto de

levadura asparagina KNO3 NH4NO3 (NH4)2SO4 NaNO3 Siendo la mejor fuente

de carbono para la produccioacuten de lacasa el salvado de trigo Mariacutea Eugenia Eugenio

Carbajo Martiacuten Gonzaacutelez y Villar (2009) concluyeron que la produccioacuten de lacasa

34

por hongos no soacutelo depende de las fuentes de carbono y nitroacutegeno sino tambieacuten de

la concentracioacuten de nitroacutegeno del medio de cultivo

La obtencioacuten de celulasa a partir de este hongo fue estudiada por Onofre Santos

Kagimura y Mattiello (2015) quienes reportaron que P sanguineus fue cultivado

en bagazo de cantildea enriquecido con carboximetilcelulosa glucosa NaNO3

KH2PO4 MgSO4 KCl FeSO47H2O ZnSO4 y urea a una temperatura de 30 degC y

pH 55 presentando una actividad enzimaacutetica de la celulasa de 1632 plusmn 265 Umiddotgmiddot-

La tabla 13 y 14 especifican las condiciones de cultivo para la produccioacuten de lacasa

por Pycnoporus spp y sus respectivos rendimientos

244 Inductores

La adicioacuten de inductores enzimaacuteticos constituye una estrategia para aumentar la

produccioacuten de compuestos metaboacutelicos mediante la optimizacioacuten de las

condiciones de cultivo (Schliephake et al 1993)

Seguacuten Lomascolo y colaboradores (2003) la produccioacuten de lacasa fuacutengica es

influenciada por la presencia de inductores que regulan la siacutentesis de la enzima a

nivel transcripcional empero el efecto de cada compuesto y la concentracioacuten

oacuteptima para la produccioacuten de lacasa variacutea seguacuten las diferentes cepas fuacutengicas

Compuestos fenoacutelicos como como 25-xilidina se adicionan al medio de cultivo

para incrementar la produccioacuten de lacasa (Schliephake y col 1993) tambieacuten se

reporta el uso de aacutecido feruacutelico (Levasseur et al 2014 Lomascolo y col 2003)

etanol (Eggert et al 1996) alcohol veratriacutelico e iones Cu2+ Estos dos uacuteltimos son

los inductores maacutes comunes de actividad lacasa su efecto en la produccioacuten

enzimaacutetica por FEL ha sido maacutes estudiada que por FES (Piscitelli et al 2011

Rivera-Hoyos et al 2013) Por su parte el etanol a pesar de tener un efecto

inhibidor inicial en el crecimiento del micelio es un fuerte inductor de la expresioacuten

de lacasa en P cinnabarinus permitiendo obtener altos rendimientos Meza y

colaboradores (2003) estudiaron el efecto del etanol en la produccioacuten de lacasas de

P cinnabarinus en bagazo de cantildea de azuacutecar y encontraron que la adicioacuten de etanol

al inicio de la fermentacioacuten incrementa raacutepidamente la actividad enzimaacutetica 215

veces maacutes que el sustrato que no conteniacutea etanol alcanzando niveles maacuteximos de

35

129 UmiddotL-1 despueacutes de 15 diacuteas los cuales se mantienen constantes hasta la final de

la fermentacioacuten Por otro lado el alcohol veratriacutelico estimula la produccioacuten de

peroxidasas totales (Piscitelli et al 2011) mientras los compuestos que aportan

iones de manganeso como MnSO4 son especiacuteficos para manganeso peroxidasa

(MnP) (Pezzella Guarino amp Piscitelli 2015)Las tablas 23 y 24 muestran la

influencia de algunas sustancias inductoras en la produccioacuten de lacasa fuacutengica a

traveacutes de procesos FEL y FES respectivamente

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL

EspecieCepa Inductor Actividad

enzimaacutetica

Condiciones

fermentacioacuten Referencia

P sanguineus Sin inductor 5 117 U L-1 pH 50 28 ordmC

150 rpm

(Lu y col 2007a)

25-xilidina 1 368 U L-1 pH 45 25 ordmC

125 rpm

(S Pointing Jones y

Vrijmoed 2000)

sacarosa-

asparagina

820 000 U L-1 28ordmC 200 rpm (Mariacutea Eugenia

Eugenio y col 2009)

P cinnabarinus 25-xilidina 9 600 U L-1 pH 45 30 ordmC 60

rpm

(Eggert y col 1996)

aacutecido feruacutelico 29 000 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Herpoeumll y col

2000a)

etanol 266 600 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Lomascolo y col

2003)

Los valores con unidades en rpm hacen referencia a la velocidad de agitacioacuten en

el biorreactor

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P sanguineus Hojas de palma de

aceite urea

CaCO3

466 U gmiddot-1 Humedad 75-85

25 ordmC densidad

del inoculo 30

(Vikineswary y

col 2006)

Mazorca de maiacutez

CuSO4 NH4Cl

1386 U g-1 Humedad 41 mL

g-1 sustrato 26 ordmC

(Zimbardi y col

2016)

36

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P

cinnabarinus

Bagazo de cantildea

alcohol veratriacutelico

850 U middotgmiddot-1 Humedad 70

25 ordmC

(Meza Auria

Lomascolo

Sigoillot y

Casalot 2007)

Bagazo de cantildea

etanol gaseoso

900 U middotgmiddot-1 24 ordmC Flujo

suministro etanol

40 mL min-1

(Meza

Lomascolo

Casalot Sigoillot

y Auria 2005)

Duarte Tiba Santiago Garcia y Bara (2012) estudiaron el efecto de distintos

compuestos inductores en la produccioacuten de tirosinasa por P sanguineus en

condiciones de luminosidad como estrategia para disminuir la produccioacuten de lacasa

(la cual aumenta en la oscuridad) demostrando que sustancias como aacutecido de sodio

aacutecido salicilhidroxaacutemico y feniltiourea poseiacutean una actividad inhibitoria mientras

que L-tirosina fue el mejor inductor para la produccioacuten de esta enzima seguido de

L-dopa (L-dihidroxifenilalanina 34) aacutecido cafeico (aacutecido 34 dihidroxicinaacutemico)

aacutecido 2-(4-Hydroxyphenyl) propanoico y guayacol

25 Importancia industrial

En el anexo 4 se resumen los principales metabolitos producidos por Pycnoporus

spp y su uso

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos

Los hongos de pudricioacuten blanca pueden degradar compuestos de estructura

polifenoacutelica semejante a la lignina como los compuestos xenobioacuteticos gracias a la

accioacuten de enzimas extracelulares ligninoliacuteticas producidas por estas especies que

actuacutean despolimerizando unidades no repetitivas de fenilpropanoide ligadas por

varios enlaces carbono-carbono (S B Pointing 2001 Swamy y Ramsay 1999)

Compuestos xenobioacuteticos como los colorantes industriales constituyen

37

contaminantes persistentes debido a su origen sinteacutetico por lo que pueden daacutersele

a las lacasas de Pycnoporus spp aplicaciones en biorremediacioacuten (Bumpus y Aust

1987) Schliephake y colaboradores (1993) realizaron ensayos exitosos de

decoloracioacuten de efluentes textiles (con contenido de colorantes sinteacuteticos) dentro de

un biorreactor de lecho empaquetado inmovilizando el hongo P cinnabarinus en

una membrana de nylon para que produjera lacasas demostrando la capacidad del

hongo para tolerar residuos potencialmente toacutexicos y degradarlos

252 Control bioloacutegico

El uso de hongos antagonistas ha demostrado ser una eficiente opcioacuten para el

control bioloacutegico de fitopatoacutegenos causantes de diversas enfermedades en cultivos

vegetales (Fernaacutendez-Larrea 2001 Infante Martiacutenez Gonzaacutelez amp Reyes 2009)

Estudios realizados en P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a

Mycena citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de

cafeacute causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum

Jaramillo 2012) Viecelli y Stangarlin (2010) obtuvieron resultados similares

contra Pseudocercospora griseola causante de la enfermedad ldquomancha angularrdquo en

cultivos de friacutejol tras rociar la superficie de las hojas de la planta con el extracto

acuoso obtenido del micelio de P sanguineus

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico

Algunas especies de hongos de la familia Polyporaceae producen pigmentos

rojos o anaranjados derivados de aacutecidos polipoacutericos y terpenilquinones los cuales

son causales de la coloracioacuten naranja de los hongos Pycnoporus spp (Veliacutešek y

Cejpek 2011) Los principales compuestos producidos por P sanguineus son

poliporin cinnabarina aacutecido cinabariacutenico y tramesanguina (Henrique Rosa et al

2003) A Smacircnia y colaboradores (1995) demostraron que la cinnabarina tiene

propiedades antibacterianas (Gocenoglu amp Pazarlioglu 2014) capaces de inhibir el

crecimiento de bacterias como Escherichia coli Klebsiella pneumoniae

38

Pseudomonas aeruginosa Salmonella typhi Staphylococcus aureus y miembros

del geacutenero Streptococcus siendo maacutes efectiva para el control de cocos

grampositivos que de bacilos Gram-negativos (E de F A Smacircnia et al 1998)

Ensayos utilizando P sanguineus evidenciaron la efectividad del ergosterol-58-

endoperoacutexido producido contra amastigotes de Leishmania (Viannia) panamensis

(Correa et al 2005)

Es necesario saber que los metabolitos secundarios producidos por esta especie

presentan un gran potencial antioxidante y que su eficiencia de produccioacuten no

necesariamente estaacute relacionada con la velocidad de crecimiento micelial (Borderes

et al 2011a)

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios

El aacutecido feruacutelico es un producto de la degradacioacuten de la lignina por hongos de

podredumbre blanca (Kirk 1971) Falconnier y colaboradores (1994) demostraron

el aacutecido feruacutelico de P cinnabarinus se puede biotransformar en vainillina y alcohol

vainiacutellico a traveacutes de una viacutea reductora o formar metoxihidroquinona a traveacutes de la

descarboxilacioacuten oxidativa La vainillina es una moleacutecula de alto valor comercial

aislada comuacutenmente de vainas de vainilla responsable del aroma y sabor de la

vainilla (Cid-Perez 2011) La demanda actual de alimentos producidos de forma

natural ha estimulado la buacutesqueda de medios alternativos de produccioacuten de

vainillina convirtiendo a los hongos del geacutenero Pycnoporus spp en una excelente

opcioacuten para la obtencioacuten de este aditivo alimentario (Falconnier et al 1994)

26 Marco legal

Seguacuten la Organizacioacuten de los Estados Ibero-americanos (OEI) los cambios y la

destruccioacuten de sus haacutebitats la contaminacioacuten ambiental la inadecuada poliacutetica

forestal la recoleccioacuten de cuerpos fructiacuteferos y la fragmentacioacuten de los ecosistemas

son las pesadillas de los hongos En las uacuteltimas deacutecadas han sufrido un descenso

laquocualitativo y cuantitativoraquo Por su laquopapel crucial en el funcionamiento de los

ecosistemasraquo y consciente de que las setas se han omitido en los programas de

39

conservacioacuten un grupo de micoacutelogos decidioacute realizar en 2003 la primera laquoLista

Roja preliminar de hongos en la Peniacutensula Ibeacutericaraquo que comprende hasta 67

taxones (subdivisiones de una especie) de hongos amenazados Es necesario hacer

una ley que tenga en cuenta los intereses de todos de los recolectores

acostumbrados a tomar sus setas y de la administracioacuten y comunidades autoacutenomas

que deben velar por la conservacioacuten de su patrimonio natural

Legislacioacuten internacional los seres humanos han dependido de la biodiversidad

y especiacuteficamente de los recursos geneacuteticos para producir innovar mejorar y

adaptarla a sus necesidades particulares Antes de la vigencia del Convenio sobre

la Diversidad Bioloacutegica (CDB) el acceso a los recursos geneacuteticos era libre

Normalmente las uacutenicas barreras para el acceso a estos recursos eran las distancias

y las fronteras geograacuteficas el desconocimiento de su existencia su poca adaptacioacuten

a otros ecosistemas su limitada aceptacioacuten o la falta de la verificacioacuten de su utilidad

por parte de otras culturas (Estrella Manosalvas Mariaca Ribadeneira 2005)

En el Convenio sobre diversidad bioloacutegica se define a los recursos geneacuteticos

como ldquomaterial geneacutetico de valor real o potencialrdquo y el material geneacutetico como

ldquotodo material de origen vegetal animal microbiano o de otra iacutendole que contenga

unidades funcionales de la herenciardquo

El principal objetivo de la Federacioacuten Internacional de Colecciones de Cultivo

(WFCC) la cual es un conjunto de comiteacutes comisiones y federaciones (COMCOF)

de la Unioacuten Internacional de Sociedades Microbiologiacutea (IUMS) Unioacuten

Internacional de Ciencias Bioloacutegicas (IUBS) es la promocioacuten y desarrollo de

cultivos de microorganismos y liacuteneas celulares La coleccioacuten de cultivos se debe

realizar de forma segura y de conformidad con las diferentes legislaciones y

regulaciones que controlan este tema en el proceso de aislamiento manipulacioacuten

almacenamiento y distribucioacuten de microrganismo y cultivos celulares hay muchas

etapas en las que se requiere conformidad con la ley regulaciones o convenciones

internacionales una coleccioacuten de cultivos deberiacutea tener conformidad en

Requerimientos en salud y seguridad

40

Clasificacioacuten de los microorganismos en funcioacuten de su riesgo

Regulaciones de cuarentena

Derechos de propiedad intelectual

Convencioacuten sobre diversidad bioloacutegica Informacioacuten segura suministrada al receptor

de los microorganismos

Regulaciones gubernamentales sobre el enviacuteo de cultivos

Control en la distribucioacuten de organismos peligrosos

Tratado de Budapest (para los depoacutesitos de patentes) (WFCC 2010)

Legislacioacuten nacional

Que los artiacuteculos 14 74 275 276 387 388 de la Constitucioacuten de la Repuacuteblica

reconoce el derecho de la poblacioacuten a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente

equilibrado que garantice la sostenibilidad y el buen vivir Declara de intereacutes

puacuteblico la preservacioacuten del ambiente la conservacioacuten de los ecosistemas la

biodiversidad y la integridad del patrimonio geneacutetico del paiacutes la prevencioacuten del

dantildeo ambiental y la recuperacioacuten de los espacios naturales degradados

(Constitucioacuten poliacutetica de la repuacuteblica del Ecuador)

Que el Art 86 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declara de intereacutes

puacuteblico a la conservacioacuten de los ecosistemas la biodiversidad y el patrimonio

geneacutetico del paiacutes a la recuperacioacuten de espacios naturales degradados al

establecimiento de un Sistema Nacional de Aacutereas Naturales Protegidas que

garanticen la conservacioacuten de la biodiversidad y el mantenimiento de los servicios

ecoloacutegicos

Que los Arts 89 242 y 248 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declaran

respectivamente que el Estado tomaraacute medidas orientadas a regular bajo estrictas

normas de bioseguridad la propagacioacuten en el medio ambiente la experimentacioacuten

el uso la comercializacioacuten y la importacioacuten de organismos geneacuteticamente

modificados que la organizacioacuten y funcionamiento de la economiacutea responderaacute

41

entre otros principios al de sustentabilidad y ratifica el derecho soberano del

Estado sobre la biodiversidad promoviendo su conservacioacuten y utilizacioacuten

sustentable con la participacioacuten de las poblaciones involucradas y de conformidad

con los convenios y tratados internacionales Que el Ecuador suscribioacute y ratificoacute el

Convenio sobre la Diversidad Bioloacutegica seguacuten consta en los Registros Oficiales

No 109 del 18 de enero de 1993 y el 146 del 16 de marzo de 1993 El cual regula

la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de la biodiversidad y sus componentes y

establece la participacioacuten justa y equitativa en los beneficios que se deriven de la

utilizacioacuten de los recursos geneacuteticos asociados reconociendo el derecho soberano

que ejercen los Estados sobre sus recursos bioloacutegicos Que el Estado ha suscrito y

ratificado varios Convenios Internacionales relacionados con la conservacioacuten de la

biodiversidad tales como la Convencioacuten sobre Humedales de Importancia

Internacional especialmente como Haacutebitat de Aves Acuaacuteticas o Convencioacuten de

Ramsar la Convencioacuten para la Proteccioacuten del Patrimonio Mundial Cultural y

Natural la Convencioacuten sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas

de Flora y Fauna Silvestres (CITES) Convenio Marco de Cambio Climaacutetico el

Tratado de Cooperacioacuten Amazoacutenica entre los maacutes relevantes Que estaacuten vigentes

en el Ecuador normas de aplicacioacuten regional de la Comunidad Andina de manera

especial las Decisiones de la Comisioacuten del Acuerdo de Cartagena Nos 344 345

391 y 486 relativas a la Propiedad Industrial la proteccioacuten a los Derechos de los

Obtentores de Variedades Vegetales y al Acceso a los Recursos Geneacuteticos Que la

biodiversidad constituye la base del capital natural del paiacutes capaz de proporcionar

un flujo constante de bienes y servicios cuya conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable

permitan satisfacer las necesidades humanas de consumo y produccioacuten y

garanticen el sustento de la vida Que la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de

la biodiversidad son de intereacutes nacional por su importancia econoacutemica ecoloacutegica

geneacutetica social cultural cientiacutefica educativa recreativa y esteacutetica y por lo tanto

tiene un valor estrateacutegico para el desarrollo sustentable presente y futuro del

Ecuador Que siendo el Ecuador uno de los paiacuteses de mayor biodiversidad del

mundo catalogado como mega diverso constituye una prioridad para el paiacutes

proteger su riqueza bioloacutegica y cultural asociada para las generaciones presentes y

futuras ante la preocupante y considerable reduccioacuten y peacuterdida de la biodiversidad

42

como consecuencia de determinadas actividades humanas en el paiacutes Que es

indispensable expedir normas que rijan la conservacioacuten y uso sustentable de la

biodiversidad (Ley para la conservacioacuten y uso sustentable de la biodiversidad

1993)

CAPIacuteTULO VIII De la Investigacioacuten y Capacitacioacuten Forestales

Art 50- El Ministerio del Ambiente promoveraacute realizaraacute y coordinaraacute la

investigacioacuten relativa a la conservacioacuten administracioacuten uso y desarrollo de los

recursos forestales y de las aacutereas naturales del patrimonio forestal

Art 51- Para el cumplimiento de las actividades previstas en el artiacuteculo anterior

al Ministerio del Ambiente le corresponde

a) Crear centros de investigacioacuten sobre especies forestales nativas y exoacuteticas de

fauna y flora silvestres

b) Suscribir convenios relativos a la investigacioacuten capacitacioacuten y educacioacuten

forestales

c) Ejecutar programas de capacitacioacuten y adiestramiento en conservacioacuten

administracioacuten y desarrollo de recursos forestales y aacutereas naturales de patrimonio

del Estado

d) Establecer en coordinacioacuten con el Ministerio de Educacioacuten y Cultura y otras

entidades del sector puacuteblico programas de educacioacuten y divulgacioacuten relativas a los

aspectos mencionados en el literal anterior

e) Organizar cursos de capacitacioacuten forestal y de conservacioacuten conjuntamente

con el Servicio Ecuatoriano de Capacitacioacuten Profesional -SECAP- y otras entidades

y dependencias del sector puacuteblico o privado

f) Las demaacutes que le asignen esta Ley y los reglamentos (Ley forestal y

conservacioacuten de aacutereas 2004)

Toda esta riqueza biodiversa en el Ecuador corre gran peligro de que por falta

de una legislacioacuten que lo proteja sea amenazada por el intereacutes de convertir no en

43

elementos vitales para el Sumak Kawsay sino que apetecido por sus componentes

convertirlos en mercanciacuteas y llevarlos al mercado globalizado De hecho parte de

la destruccioacuten y desaparicioacuten de especies ha sido por falta de una legislacioacuten

responsable y soberana para la proteccioacuten de la biodiversidad asiacute como la

responsabilidad de los gobiernos de turno que no han visto a estos seres vivos como

titulares de derecho (Ley orgaacutenica de la biodiversidad 2011)

El Coacutedigo Orgaacutenico del Ambiente (COA) manifiesta en el Titulo III DE LOS

DERECHOS DEBERES Y PRINCIPIOS AMBIENTALES art5 derecho de la

poblacioacuten a vivir en un ambiente sano

El derecho a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente equilibrado

comprende

1- La conservacioacuten manejo sostenible y recuperacioacuten del patrimonio natural la

biodiversidad y todos sus componentes con respeto a los derechos de la naturaleza

y a los derechos colectivos de las comunas comunidades pueblos y nacionalidades

2- El manejo sostenible de los ecosistemas con especial atencioacuten a los

ecosistemas fraacutegiles y amenazados tales como paramos humedales bosques

nublados bosques tropicales secos y huacutemedos manglares y ecosistemas marinos y

marinos-costeros

3- La intangibilidad del Sistema Nacional de Aacutereas Protegidas en los teacuterminos

establecidos en la constitucioacuten y la Ley

4- La conservacioacuten preservacioacuten y recuperacioacuten de los recursos hiacutedricos

cuencas hidrograacuteficas y caudales ecoloacutegicos asociados al ciclo hidroloacutegico

5- La conservacioacuten y uso sostenible del suelo que prevenga la erosioacuten la

degradacioacuten la desertificacioacuten y permita su restauracioacuten

6- La prevencioacuten control y reparacioacuten integral de los dantildeos ambientales

7- La obligacioacuten de toda obra proyecto o actividad en todas sus fases de

sujetarse al procedimiento de evaluacioacuten de impacto ambiental

44

8- El desarrollo y uso de praacutecticas y tecnologiacuteas ambientalmente limpias y

sanas asiacute como de energiacuteas alternativas no contaminantes renovables

diversificadas y de bajo impacto ambiental

9- El uso experimentacioacuten y el desarrollo de la biotecnologiacutea y la

comercializacioacuten de sus productos bajo estrictas normas de bioseguridad con

sujecioacuten a las prohibiciones establecidas en la Constitucioacuten y demaacutes normativa

vigente

Los principios ambientales deberaacuten ser reconocidos e incorporados en toda

manifestacioacuten de la administracioacuten puacuteblica asiacute como en las providencias judiciales

estos principios son

Responsabilidad integral - Responsabilidad de quien promueve una

actividad que genere o pueda generar impacto sobre el ambiente

Mejor tecnologiacutea disponible y mejores praacutecticas ambientales - El estado

deberaacute promover a los sectores puacuteblicos y privados el desarrollo y uso de

tecnologiacuteas ambientalmente limpias y de energiacutea alternativa no

contaminantes y de bajo impacto que minimicen en todas las fases de una

actividad productiva

TIacuteTULO I DE LA CONSERVACIOacuteN DE LA BIODIVERSIDAD

Articulo 31- La conservacioacuten de la biodiversidad se realizaraacute in situ o ex situ

en funcioacuten de sus caracteriacutesticas ecoloacutegicas niveles de endemismo categoriacutea de

especies amenazadas de extincioacuten para salvaguardar el patrimonio bioloacutegico de la

erosioacuten geneacutetica

Articulo 32- Se promoveraacuten y regularaacuten las investigaciones cientiacuteficas in situ

y ex situ que comprendan actividades de extraccioacuten coleccioacuten recoleccioacuten

importacioacuten movilizacioacuten transportacioacuten exportacioacuten y disposicioacuten temporal o

final de especies de vida silvestre

Articulo 33- La biodiversidad terrestre insular marina y dulceacuiacutecola seraacute

conservada in situ Se procuraraacute el uso sostenible de sus componentes de forma tal

45

que no se ocasione su disminucioacuten a largo plazo para mantener su potencial de

satisfacer las necesidades de las generaciones presentes y futuras

Articulo 35- Para la proteccioacuten de la vida silvestre se establecen las siguientes

condiciones a las personas naturales y juriacutedicas

1 Conservar las especies de vida silvestre en su habitad natural prohibiendo

su extraccioacuten salvo las consideraciones para investigacioacuten repoblacioacuten de

especies con cualquier tipo de amenaza y las establecidas en este coacutedigo

2 Reconocer el uso tradicional y el aprovechamiento de las especies de vida

silvestre por motivos de subsistencia o por praacutecticas culturales medicinales

3 Promover investigaciones sobre vida silvestre para difundir el

bioconocimiento dentro del territorio nacional

Articulo 66- Son medios de conservacioacuten de especies de vida silvestre los que

se detallan a continuacioacuten

Viveros

Jardines botaacutenicos

Zooloacutegicos

Centros de criacutea y reproduccioacuten sostenible

Centros de rescate y rehabilitacioacuten

Bancos de germoplasma

Acuarios

TIacuteTULO IV RECURSOS GENEacuteTICOS Y SUS DERIVADOS

BIOSEGURIDAD BIOCOMERCIO

Artiacuteculo 72- Los derechos otorgados sobre los recursos bioloacutegicos no conceden

derecho alguno sobre los recursos geneacuteticos o sus derivados no sobre los

conocimientos colectivos asociados a estos Las investigaciones realizadas sobre

los recursos geneacuteticos deberaacuten ser sistematizadas y ser recopiladas por el Instituto

Nacional de Biodiversidad

Artiacuteculo 75- Las normas de bioseguridad regularaacuten los productos de la

biotecnologiacutea moderna con el objeto de contribuir a la conservacioacuten y el uso

46

sostenible de la biodiversidad y garantizar los derechos de la salud humana y el

ambiente

Articulo 80- La Autoridad Ambiental Nacional regularaacute el biocomercio para

lo cual deberaacute considerar los objetivos de la conservacioacuten de la biodiversidad la

sostenibilidad social econoacutemica y ambiental asiacute como la distribucioacuten justa de los

beneficios de conformidad con las disposiciones de este coacutedigo

En los uacuteltimos antildeos se ha observado la accioacuten paralela de numerosas

organizaciones gubernamentales y no gubernamentales universidades

comunidades e individuos que han desplegado acciones en favor de la

biodiversidad del rescate de los conocimientos praacutecticas e innovaciones

relacionados a eacutesta y de la documentacioacuten o desarrollo de meacutetodos para la

conservacioacuten y utilizacioacuten sostenible de estos recursos entre otras acciones

El lograr la conservacioacuten y uso sostenible de la biodiversidad implica lograr

beneficios para el ser humano sin agotar el recurso y asegurar las posibilidades de

aprovechamiento de la biodiversidad para las proacuteximas generaciones En este

sentido la biodiversidad puede conservarse mediante dos estrategias

bull La estrategia de conservacioacuten in situ

bull La estrategia de conservacioacuten ex situ (Estrella amp col 2005)

47

3 MARCO METODOLOacuteGICO

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa

Pycnoporus spp

El objetivo de este experimento es aislar identificar y caracterizar la cepa nativa

ecuatoriana del hongo Pycnoporus spp

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de Pycnoporus sanguineus

48

311 Materiales y meacutetodos

El trabajo experimental se realizoacute en el laboratorio de Biotecnologiacutea Fuacutengica del

Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente (CEBA) en convenio con el

Ingenio Azucarero del Norte (IANCEM) localizado en la Ciudad de Ibarra a 2241

msnm (UTM WGS84 17 N 816705 Este 36766 Norte) con una temperatura

promedio de 18 degC

3111 Aislamiento

La muestra de hongo Pycnoporus spp se recolectoacute de un bosque de la ciudad de

Tena a una altitud de 543 msnm UTM WGS84 18N 186566 Este 9891710 Norte

la misma se encontroacute creciendo naturalmente en troncos de la madera piguumle

(Pollalesta discolor) en proceso de descomposicioacuten

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus

49

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de Pollalesta discolor

Para la presente investigacioacuten la reproduccioacuten celular se realizoacute tanto por medio

de tejido como por esporas en un medio rico en Agar Papa Dextrosa (PDA) y Agar

extracto de Malta (MEA) siguiendo la teacutecnica descrita por Pineda (2014) se

preparoacute el medio con agua destilada y se esterilizoacute por 15 minutos en autoclave a

15 PSI y 121 degC El medio esteacuteril se sirvioacute en caja petri y se procedioacute a inocular

con tejido y espora de la especie seleccionada (Pineda 2014) Las muestras

inoculadas se incubaron a 22 degC y se observoacute el crecimiento del hongo durante seis

diacuteas

3112 Identificacioacuten

La identificacioacuten fue realizada por el laboratorio especializado IDgen-

Identificacioacuten Molecular localizado en la ciudad de Quito Para ello se usoacute dos

muestras de cepas puras de la especie Pycnoporus previamente aisladas con coacutedigo

CEBA-T-PS-010116 son cultivos axeacutenicos de hongos creciendo en agar

Se realizoacute la identificacioacuten molecular de microorganismos (Extraccioacuten de ADN

Amplificacioacuten de barcode secuenciacioacuten estaacutendar ensamblaje de productos de

50

PCR y buacutesqueda en base de datos) El meacutetodo de determinacioacuten se realizoacute por

identificacioacuten molecular por barcoding

Los procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR se

describen en el detalle de protocolos (anexo 1) Los productos de PCR fueron

depurados previo a su secuenciacioacuten El producto de amplificacioacuten limpio y los

primeros ITS1 ITS4 ITS5 EF1-983F EF1-2218R fueron utilizados para la

secuenciacioacuten con el meacutetodo SANGER Se limpiaron y ensamblaron las secuencias

obtenidas con el programa bioinformaacutetico GENEIOUS y se compararon las

secuencias ensambladas con la base de datos de nucleoacutetidos de GenBank

3113 Caracterizacioacuten

La caracterizacioacuten del Pycnoporus sanguineus estudiada se realizoacute a traveacutes del

anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico el cual se realizoacute en el laboratorio del INIAP

localizado en la ciudad de Quito Se realizoacute un anaacutelisis proximal macro y micro

elementos siguiendo las normas y meacutetodos de la institucioacuten

312 Resultados y discusioacuten

3121 Aislamiento

En la figura 34 se presenta los cuerpos fructiacuteferos de los hongos Pycnoporus

sanguineus que se recolectaron en la ciudad del Tena Ecuador los mismos que se

almacenaron en bolsa de polietileno y se llevaron al laboratorio

51

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno

En la figura 35 se presenta el proceso de preparacioacuten del medio de cultivo para la

especie nativa

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA

52

En la figura 36 y 37 se presenta el procedimiento para la obtencioacuten de esporas

tejido e inoculacioacuten de la especie nativa de Pycnoporus spp

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo

En la figura 38 se presenta el cultivo de Pycnoporus spp creciendo en un medio

rico luego de 6 diacuteas de incubacioacuten a 22 degC el mismo que se procedioacute a su

purificacioacuten por la teacutecnica de repique hasta lograr una cepa pura la cual fue

53

codificada como CEBA-T-PS-010116 y almacenada en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos del CEBA

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus sanguineus

(Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et al 2015a E de F A Smacircnia Smacircnia Juacutenior

amp Loguercio-Leite 1998 Vikineswary et al 2006) coinciden con la teacutecnica

utilizada en la presente investigacioacuten (Pineda 2014) realizar el aislamiento en un

medio de cultivo Agar Papa Dextrosa mientras (Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et

al 2015a) utilizaron como medio de cultivo Agar Harina Integral de Trigo asiacute como

(Acosta et al2010 Atteke y col 2013 Cruz Muntildeoz et al 2015a Machuca amp

Ferraz 2001 Schliephake et al 1993 Uzan et al 2010) manifiestan utilizar como

medio de cultivo Agar Extracto de Malta a esto antildeade (Cruz Muntildeoz et al 2015)

utilizar como medio de cultivo medios afines al material vegetal de donde se

recolectoacute y (Boumlse 1946) utiliza Medio Czapek-Dox con sulfato de manganeso

algunas veces adicionado con extracto de semillas de guisantes o salvado de trigo

Seguacuten (Cruz Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll et al2000b Schliephakeet al 1993)

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura

54

3122 Identificacioacuten

El ADN de cada una de las muestras fue extraiacutedo y con el fin de identificar la

calidad de la extraccioacuten se realizoacute una electroforesis Las extracciones de ADN

genoacutemico obtenidos evidencian una calidad alta y una concentracioacuten superior a 400

ng de ADN por cada 8 ul de extracto Se utilizoacute las extracciones de ADN

pertenecientes a las muestras para la amplificacioacuten del fragmento ITS Se puede

evidenciar que no existen productos de amplificacioacuten para las muestras por lo que

para estas se decidioacute amplificar un fragmento del factor de elongacioacuten 1 alfa (EF1a)

Adicionalmente se diluyeron las muestras hasta una concentracioacuten de 30nguL

para descartar procesos inhibitorios de la PCR debido a una elevada concentracioacuten

de ADN previo a su utilizacioacuten en el ensamblaje de la PCR

Se determina que la cepa nativa estudiada codificada como CEBA-T-PS-

010116 corresponde a la especie Trametes sanguinea en la longitud 652 949

de calidad y 99 de identidad en el fragmento ITS

En el meacutetodo utilizado para la identificacioacuten coincido con (Cruz Muntildeoz y col

2015) el cual manifiesta La identificacioacuten se realizoacute a nivel molecular para lo cual

se enviaron dos muestras de colonias puras (punta de hifa) al laboratorio de la

Estacioacuten Nacional de Epidemiologiacutea Cuarentena y Saneamiento Vegetal en

Quereacutetaro Quereacutetaro para la extraccioacuten del ADN ribosomal y su amplificacioacuten

secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes del Centro

Nacional para la Informacioacuten Biotecnoloacutegica (NCBI EEUU)

De acuerdo con la base de datos Catalogue of Life la especie estudiada se

clasifica

Filo Basidiomicota

Clase Agaricomicetes

Orden Polyporales

Familia Polyporaceae

Geacutenero Pycnoporus

Especie sanguineus

55

Los sinoacutenimos para Pycnoporus sanguineus (L) (Murrill 1904) (nombre

vaacutelido) son Trametes sanguinea (L) (Lloyd 1924) Trametes sanguinea var

intermedia (Corner 1989) Trametes sanguinea var major (Corner 1989)

Trametes sanguinea var sanguinea (L) (Lloyd 1924) determinaacutendose que la

especie nativa ecuatoriana pertenece a la especie Pycnoporus sanguineus(Roskov

Y 2016)

3123 Caracterizacioacuten

De los resultados obtenido para el anaacutelisis proximal por el laboratorio del INIAP

se determina que la cepa nativa de Pycnoporus sanguineus tiene una humedad

1112 cenizas 209 EE (Extracto eteacutereo) 089 proteiacutena 1372 fibra

3418 ELN (Extracto libre de nitroacutegenos) 4912 Para el anaacutelisis de minerales

macro elementos se determinoacute que contiene calcio 027 foacutesforo 035 magnesio

006 potasio 052 sodio 001 Para micro elementos cobre 3ppm hierro 136

ppm manganeso 54 ppm zinc 58 ppm En la literatura se encuentra los

metabolismos secundarios asiacute tenemos que (Atteke et al 2013) (Berrio et al 2007)

(Camarero et al 2004) (Camarero et al 2005 ME Eugenio et al 2010) (Lu et al

2007b Machuca amp Ferraz 2001) (Madhavi amp Lele 2009 Munusamy et al 2008

Ramiacuterez-Cavazos et al 2014) (Sigoillot et al 2002 2004) (Xu et al 2000)

manifiestan la produccioacuten de lacasa ademaacutes antildeade (Boumlse 1946 Henrique Rosa et

al 2003) la produccioacuten de poliporina (Achenbach amp Blumm 1991 Acosta et al

2010 Cruz Muntildeoz et al 2015ordf Dias amp Urban 2009 A Smacircnia et al 2003 E de

F A Smacircnia et al 1998) manifiestan la produccioacuten de Cinabarina fenoxacina otra

consideracioacuten la hace (Achenbach amp Blumm 1991) el cual manifiesta la

produccioacuten O-acetyl-cinabarina pero ninguno de los autores anteriormente

mencionados manifiesta la caracteriacutesticas quiacutemicas a nivel proximal y de minerales

de la especie

56

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es desarrollar un protocolo para la conservacioacuten

de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

321 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue aislada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego

se inocularon con la cepa nativa seleccionada y se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC

Los tubos colonizados fueron liofilizados en un equipo liofilizador de bandejas

marca VirTiswizard 20 a una temperatura de -40ordmC por 26 horas a una presioacuten de

57

vaciacuteo de 300 atm la cepa liofilizada fue depositada en el banco de recursos

geneacuteticos microbianos del CEBA (Pineda 2014) para su conservacioacuten

322 Resultados y discusioacuten

En la figura 310 se presenta el procedimiento para el cultivo de Pycnoporus

sanguineus en tubos se observa el crecimiento del micelio en los dos medios de

cultivo (MEA y PDA) a una temperatura de 22 ordmC durante 6 diacuteas

En la figura 311 y 312 se presenta el procedimiento para la liofilizacioacuten de las

muestras de Pycnoporus sanguineus como se observa se coloca los tubos de ensayo

con las cepas cultivadas en la bandeja y luego se carga el liofilizador el cual arranca

su operacioacuten con una temperatura de 15 ordmC disminuyendo la temperatura durante 8

horas hasta llegar -50 degC como se observa en la figura 311 disminuyendo 10 ordmC

cada hora durante 8 horas hasta llegar a ndash 50 ordmC luego empieza el proceso de secado

en el cual se aumenta la temperatura 10 ordmC durante 18 horas hasta llegar a 40 ordmC a

un presioacuten de vaciacuteo de menos 300 atm

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten

58

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus

En la figura 313 se presenta la muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

como se observa luego de 26 horas en el liofilizador las muestras estaacuten totalmente

deshidratadas y listas para el protocolo de conservacioacuten

59

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

Existen meacutetodos de conservacioacuten por liofilizacioacuten para otras especies en la cual

los autores solo recomiendan que es el mejor meacutetodo para conservacioacuten sin

embargo no se establece un procedimiento para realizar esta teacutecnica y mucho

menos se encontroacute informacioacuten sobre el proceso de liofilizacioacuten para la especie

Pycnoporus sanguineus en la presente investigacioacuten queda establecido el

procedimiento a seguir para conservar por esta teacutecnica la especie estudiada

Al conservar la especie a largo plazo se garantiza que por el deterioro o

destruccioacuten del ecosistema la especie no desaparezca aportando con la cepa nativa

en

Ambiental- el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de compuestos

recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su sistema

enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en aserraderos

(Kirk 1971) P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a Mycena

citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de cafeacute

causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum Jaramillo

2012)

60

Econoacutemico - La implementacioacuten de este proyecto a escala industrial generariacutea

ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa nativa

ecuatoriana Pycnoporus sanguineus

Social - Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial farmaceacuteutico

En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la sangre eliminar

verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas menopaacuteusicos y

del vientre

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es seleccionar el mejor medio de cultivo para la

produccioacuten de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus a partir de cepa

liofilizada

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de Pycnoporus sanguineus

331 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue liofilizada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

61

Disentildeo experimental la experimentacioacuten se planificoacute con un disentildeo

completamente al azar (DCA) con cinco reacuteplicas y completamente aleatorio El

factor de estudio fue el medio de cultivo con los niveles MEA y PDA como variable

de respuesta se establecioacute la velocidad de crecimiento lineal de la cepa del hongo

Los paraacutemetros de operacioacuten como la temperatura y la presioacuten se mantuvieron

contaste a 22degC y 101 325 Pa como factor de ruido se consideroacute el nivel de luz

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en cajas petri y luego se

inocularon con cepa nativa de Pycnoporus sanguineus y se incubaron por 7 diacuteas a

22 degC se tomoacute las medidas de crecimiento (Pineda 2014)

332 Resultados y discusioacuten

En la tabla 31 se presenta la matriz de resultados experimentales como se

observa el tratamiento 1 tiene la mayor velocidad de crecimiento lineal medida en

mmdiacutea

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada

Tratamientos Velocidad de crecimiento

MEA PDA

1 392 292

2 383 292

3 375 283

4 383 275

5 392 283

Valor promedio (Ẋ) 385 285

Varianza (Ợ2) 000515 000515

Desviacioacuten estaacutendar (Ợ) 00717635 00717635

Coeficiente de varianza (CV) 186399 251802

62

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

MEDIOS Media Error tiacutep Intervalo de confianza 95

Liacutemite inferior Liacutemite superior

MEA 3850 032 3776 3924

PDA 2850 032 2776 2924

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

385 a

285 b

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA

Vel

oci

dad

de

crec

iem

ien

to

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA MEA PDA PDA MEA PDA PDA MEA MEA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Velocidad Promedio Limete superior Limete inferior

63

Anaacutelisis de varianza

En la tabla 33 se presenta el anaacutelisis de varianza que descompone la varianza de

Velocidad en dos componentes un componente entre-grupos y un componente

dentro-de-grupos La razoacuten-F que en este caso es igual a 485437 es el cociente

entre el estimado entre-grupos y el estimado dentro-de-grupos Puesto que el valor-

P de la prueba-F es menor que 005 existe una diferencia estadiacutesticamente

significativa entre la media de Velocidad entre un nivel de Medio y otro con un

nivel del 950 de confianza

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio

Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razoacuten-F Valor-P

Entre grupos 25 1 25 48544 00000

Intra grupos 00412 8 000515

Total (Corr) 25412 9

Pruebas de Rangos Muacuteltiple para Velocidad por Medio (950 LSD)

Se aplica un procedimiento de comparacioacuten muacuteltiple para determinar cuaacuteles

medias son significativamente diferentes de otras La mitad inferior de la salida

muestra las diferencias estimadas entre cada par de medias En la parte superior de

la tabla 34 se han identificado 2 grupos homogeacuteneos seguacuten la alineacioacuten de las Xs

en columnas No existen diferencias estadiacutesticamente significativas entre aquellos

niveles que compartan una misma columna de Xs El meacutetodo empleado

actualmente para discriminar entre las medias es el procedimiento de diferencia

miacutenima significativa (LSD) de Fisher Con este meacutetodo hay un riesgo del 50 al

decir que cada par de medias es significativamente diferente cuando la diferencia

real es igual a 0

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher

Medio Casos Media Grupos Homogeacuteneos

PDA 5 285 X

MEA 5 385 X

64

Como se observa la mayor velocidad de crecimiento lineal se presenta cuando

se trabaja con MEA con una velocidad promedio de 385 mmdiacutea Identificando

que el mejor medio para la produccioacuten del hongo es el Agar Extracto de Malta

(MEA)

En la figura 317 se observar el crecimiento de la cepa y determinar la velocidad

de crecimiento lineal en los medios de cultivo estudiados

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa

(Acosta-Urdapilleta et al 2010) manifiesta de que las velocidades maacutes altas de

crecimiento fueron de 9 mm diacutea utilizando sustratos hervidos encino lirio trigo y

avena y la menor velocidad 2 mm diacutea se dio con el tratamiento bajo cedro con

PDA obtiene velocidades de crecimiento de 17 a 35 mmdiacutea (Cruz Muntildeoz et al

2015) manifiesta que obtuvo velocidades de crecimiento de 48 mmdiacutea con

extracto de casuarina y 61 mmdiacutea con extracto de mango coincido con Acosta

(2016) en la velocidad al utilizar extracto PDA ya que en la presente investigacioacuten

obtuvimos velocidad de crecimiento 285 mmdiacutea sin embargo el mejor medio de

cultivo utilizado es MEA con 385 mmdiacutea

65

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de

Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

El objetivo de este acaacutepite es realizar una ficha para la conservacioacuten de la cepa de

Pycnoporus sanguineus

341 Introduccioacuten

Al determinar en queacute medio de cultivo tuvo mayor velocidad de crecimiento la

cepa seleccionada se deberiacutea tener un registro en un banco de recursos geneacuteticos

microbianos que garanticen la conservacioacuten de la cepa para en un futuro aprovechar

de manea sustentable el recurso fuacutengico

Ecuador posee un vasto territorio con una riqueza microbioloacutegica muy amplia y

poco estudiada por lo que la conservacioacuten de los recursos geneacuteticos propios de

nuestros ecosistemas resulta esencial para evitar la peacuterdida de biodiversidad y el

acceso a genomas y oportunidades diferentes a las de otras regiones geograacuteficas

Sin embargo nuestro paiacutes no posee auacuten una ley de Acceso a sus recursos geneacuteticos

ni tiene sistematizados los bancos donde estos recursos se conservan

El objetivo de establecer el banco de recursos geneacuteticos microbianos potenciales

para el desarrollo de la Biorefineria ecuatoriana mediante la identificacioacuten

aislamiento cultivo y conservacioacuten de cepas puras que permitan el maacuteximo

aprovechamiento de las materias primas utilizando como insumo la biodiversidad

ecuatoriana en el marco del desarrollo sostenible (Pineda 2016) banco de

recursos geneacuteticos microbianos es el reguardo inalterable del patrimonio geneacutetico

nacional de microorganismos Para esto se debe contar con infraestructura y

equipos de laboratorio contar con profesionales especialistas en el manejo

conservacioacuten y preservacioacuten de cepas nativas fuacutengicas A traveacutes de procesos de

liofilizacioacuten se conservan las cepas por un periodo determinado Respaldos de las

muestras y efectivas medidas de seguridad aseguraran que la cepa se mantendraacute en

condiciones oacuteptimas De esta manera se permitiraacute potenciar la innovacioacuten cientiacutefica

local y posesionar a Ecuador como un centro tecnoloacutegico siendo su principal

objetivo la conservacioacuten a largo plazo de cepas propios de la geografiacutea ecuatoriana

66

ya que estaacuten bajo permanente amenaza de desaparecer ya sea por acciones humanas

o situaciones naturales

Con la creacioacuten del banco de recursos geneacuteticos microbianos se lograriacutea

Preservar y proteger los recursos geneacuteticos

Contribuir y propiciar su uso ordenado racional y sustentable

Coadyuvar las acciones de recoleccioacuten aislamiento identificacioacuten

caracterizacioacuten potenciacioacuten uso y preservacioacuten

Difundir la importancia estrateacutegica de conservacioacuten del medio ambiente

entre a comunidad cientiacutefica y la poblacioacuten en general

Preservar proteger mejorar y promover el uso sustentable de la riqueza

geneacutetica del paiacutes

El hongo Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial

farmaceacuteutico En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la

sangre eliminar verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas

menopaacuteusicos y del vientre (Acosta 2016) Los cientiacuteficos del banco brasilentildeo

estaacuten intentando domesticar o producir en laboratorios el hongo Pycnoporus

sanguineus ya que tiene fines terapeacuteuticos por ejemplo sentildeala que la

especie Pycnoporus sanguineus es usada por indiacutegenas amazoacutenicos para tratar

uacutelceras y caacutencer Y agrega que si se lograse su cultivo artificial con cepas

vigorosas podriacutea servir en otros laboratorios para investigaciones de caraacutecter

quiacutemico y biotecnoloacutegico por sus propiedades farmacoloacutegicas (BBC 2015) La

definicioacuten de la produccioacuten anual de hongo fresco se realiza teniendo en cuenta las

poliacuteticas y estrategias concebidas dentro del Plan Nacional de Desarrollo del

Ecuador Entre las estrategias se establece el fomento a la produccioacuten para el

consumo interno mediante el apoyo financiero y teacutecnico a pequentildeos y medianos

productores y a las comunidades campesinas (SEMPLADES 2009) El costo de

cepas de Pycnoporus sanguineus no se encontroacute sin embargo el costo para otras

especies es de 150 USD por lo que tener conservada las cepas no solo seriacutea rentable

sino tambieacuten se deja abierto para futuras investigaciones

67

342 Ficha Pycnoporus sanguineus

68

69

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus

Codigo

Bacteria Hongo x

Denominacion de la cepa utilizada por el depositante

Si x No

Si No x

Si No x

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3

Humanos Animales Plantas

CEBA-T-PS-010116TIPO DE MICROORGANISMO

Nombre cientiacutefico

iquestConoce el tipo de cepa

iquestEl microorganismo alberga un plagravesmido natural

iquestSe manipulo geneacuteticamente al microorganismo

DESIGNACIOacuteN DE LA CEPA

Pycnoporus sanguineus

INFORMACIOacuteN RELATIVA

William Goacutemez

Ecuador

Napo Tena UTM 18 S 186563 9891708

1472016

Fuente

Paiacutes de origen

Provincia Ciudad si es posible latitud y longitud

Fecha de recoleccioacuten

5102016

Datos de muestreo

Aislamiento de la cepa

Provincia Ciudad donde fue aislado

Si no aisloacute la cepa siacutervase indicar a los cientiacuteficos o

laboratorios que lo hicieron

Aislado por

Imbabura Ibarra

Dr Julio Pineda

William GoacutemezRecolectado por

Fecha del aislamiento

Evaluacioacuten del riesgo

Grupo de riesgo

Patoacutegeno para

Temperatura 23 ordmC Tiempo de encuvacioacuten

iquestEste microorganismo sobrevive a la congelacioacuten Si x No

Nombre

Institucioacuten

Direccioacuten

Email

Teleacutefono

Fecha

Firma

26 dias

CRECIMIENTO Y MANTENIMIENTO

Meacutetodo usado para la identificacioacuten de la cepa Secuenciacioacuten ADN

Motivo del deposito (Aplicaciones biotecnologicas control de calidad etc) Conservacioacuten

INFORMACIOacuteN ADICIONAL

Requerieintos especiales (Luz gas etc)

Medio de cultivo Agar malta

1522017

IFORMACIOacuteN DE LA PERSONA QUE DEPOacuteSITA

William Goacutemez

CEBA

Tena 8-20 y Tungurahua

williamedissnyahooes

983000610

70

4 CONCLUSIONES

Se establecioacute un protocolo para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten

del hongo nativo Pycnoporus spp aislado de la ciudad del Tena lo cual

representa un aporte al desarrollo cientiacutefico y tecnoloacutegico

Por primera vez se desarrolla un procedimiento para la conservacioacuten de la cepa

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus por liofilizacioacuten meacutetodo que

garantiza la conservacioacuten de la especie por maacutes de 23 antildeos y su manejo de forma

sostenible generando valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana

Se establecioacute que el mejor medio para la produccioacuten de la cepa pura de

Pycnoporus sanguineus es el Agar Extracto de Malta con una velocidad de

crecimiento lineal de 385 mmdiacutea lo cual representa un aporte al desarrollo de

las tecnologiacuteas de produccioacuten fuacutengica

Se presenta una ficha y registro de la cepa Pycnoporus sanguineus lo cual

permitiraacute generar valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana y

principalmente la conservacioacuten de la especie

5 RECOMENDACIONES

Se recomienda aislar identificar y caracterizar nuevas especies nativas del

geacutenero Pycnoporus spp que permita incrementar el patrimonio del banco de

recursos geneacuteticos microbianos (BRGM)

Desarrollar la tecnologiacutea de produccioacuten de cepas nativas en las escalas de banco

y piloto con la finalidad de consolidar el Know How con posibilidades de

patentar los procedimientos

Desarrollar la tecnologiacutea a escala de laboratorio para la produccioacuten de biomasa

de cuerpo fructiacutefero de Pycnoporus spp con fines a su aplicacioacuten en la industria

farmaceacuteutica y enzimaacutetica

71

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87

7 ANEXOS

Anexo 1 Procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR

88

89

90

91

92

93

Anexo 2 Resultados anaacutelisis bromatoloacutegico Pycnoporus sanguineus

94

Anexo 3 Metabolitos producidos por las especies de Pycnoporus

Metabolito Especie Referencia

Lacasas P cinnabarinus P coccineus

P sanguineus

(Atteke y col 2013 Berrio Plou

Ballesteros Martiacutenez y Martiacutenez 2007

Camarero y col 2004 Camarero Ibarra

Martiacutenez y Martiacutenez 2005 ME Eugenio y

col 2010 Lu y col 2007b Machuca y

Ferraz 2001 Madhavi y Lele 2009

Munusamy y col 2008 Ramiacuterez-Cavazos y

col 2014 Sigoillot y col 2002 2004 Xu y

col 2000)

Peroxidasas extracelulares

(Lignin Versaacutetil y

Manganeso Peroxidasa)

P cinnabarinus P coccineus (Levasseur y col 2014 Machuca y Ferraz

2001)

Celulasas

(β-glucosidasas

Xilanasas)

P cinnabarinus P coccineus (Bey Berrin Poidevin y Sigoillot 2011

Machuca y Ferraz 2001 Sigoillot y col

2002)

Celobiosa deshidrogenasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col 2002)

Galactosidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara Hayashi y

Mitsutomi 1981)

DDMP P sanguineus (Teoh y col 2011)

Poliporina P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col 2003)

Cinabarina (3-fenoxacina) P sanguineus P cinnabarinus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Cruz Muntildeoz y col 2015a Dias

y Urban 2009 A Smacircnia y col 2003 E de

F A Smacircnia y col 1998)

O-acetyl-cinabarina P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Dias y Urban 2009 Gocenoglu

y Pazarlioglu 2014)

Tramesanguina P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez

Adame y col 2010)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Pycnoporina P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

95

Metabolito Especie Referencia

2-amino-fenoxazin-3-ona P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Pycnosanguina eacuteter

fenoxacina

P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Dias y Urban

2009)

5-6- dihidroergosterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol peroacutexido P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings Pilawa

Theobald y Berger 2001 Stentelaire y col

2000)

96

Anexo 4 Principales compuestos bioactivos obtenidos de Pycnoporus spp

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Lacasas Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Eggert y col 1996 Machuca y

Ferraz 2001 Sigoillot y col 2002

Xu y col 2000)

P sanguineus (Ramiacuterez-Cavazos y col 2014)

Antiinflamatoria P cinnabarinus (Madhavi y Lele 2009)

Biorremediacioacuten de aguas

residuales

P coccineus (Berrio y col 2007 Jaouani

Guilleacuten Penninckx Martiacutenez y

Martiacutenez 2005)

P cinnabarinus (Munusamy y col 2008)

Degradacioacuten de colorantes

sinteacuteticos

P cinnabarinus (Camarero y col 2005)

P sanguineus (Atteke y col 2013 Lu y col

2007b)

Blanqueo de pulpa para papel P cinnabarinus (Camarero y col 2004 Sigoillot y

col 2004)

P sanguineus (ME Eugenio y col 2010)

Peroxidasas

totales

Enzima ligninoliacutetica P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Lignin

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Manganeso

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Versaacutetil

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

β-glucosidasas Enzimas celulasas P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

P cinnabarinus (Bey y col 2011)

Xilanasas Enzimas celulasas P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col

2002)

P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Celobiosa

deshidrogenasa

Enzima oxidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoilloty col

2002)

Galactosidasa Enzima hidrolasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara y col

1981)

DDMP Antifuacutengico P sanguineus (Teoh y col 2011)

97

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Poliporina Anmicrobiano P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col

2003)

Cinabarina (3-

fenoxacina)

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010

Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Antimicrobiana P sanguineus (E de F A Smacircnia y col 1998)

Antiviral P sanguineus (A Smacircnia y col 2003)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

O-acetyl-

cinabarina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido

cinabariacutenico

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Antibacterial P cinnabarinus (Gocenoglu y Pazarlioglu 2014)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Tramesanguina Pigmento P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Pycnoporina Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina Pigmento P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

2-amino-

fenoxazin-3-ona

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

pycnosanguin

eacuteter fenoxazina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antimocrobiano P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antiviral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

5-6-

dihidroergostero

l

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol

peroacutexido

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina Saborizante aromatizante P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings y

col 2001 Stentelaire y col 2000)

98

Page 3: MAESTRIA EN GESTIÓN SUSTENTABLE DE RECURSOS NATURALES

2

3

DEDICATORIA

A mi esposa por ese optimismo que siempre me impulsoacute a seguir adelante y el

apoyo incondicional desde el inicio de mis estudios de la maestriacutea a mis hijos

Andreeacute y Juan Joseacute por todas las veces que no pudieron tener a su padre a tiempo

completo

A mis familiares y amigos que siempre tuvieron una palabra de apoyo para miacute

durante mis estudios

4

AGRADECIMIENTO

A todas instituciones que aportaron para llevar a cabo esta investigacioacuten de manera

muy especial al Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente (CEBA) al

Ingenio Azucarero del Norte (IANCEM) y a la Universidad Teacutecnica del Norte

(UTN)

Aquellas personas que compartieron sus conocimientos para hacer posible la

culminacioacuten de esta investigacioacuten De manera especial al Ing Julio Pineda Insuasti

PhD tutor de este trabajo por su ayuda y seguimiento al mismo

5

UNIVERSIDAD TEacuteCNICA DEL NORTE

INSTITUTO DE POSTGRADO

BIBLIOTECA UNIVERSITARIA

AUTORIZACIOacuteN DE USO Y PUBLICACIOacuteN A FAVOR DE LA

UNIVERSIDAD TEacuteCNICA DEL NORTE

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LA OBRA

La Universidad Teacutecnica del Norte dentro del proyecto Repositorio Digital

Institucional determinoacute la necesidad de disponer de textos completos en formato

digital con la finalidad de apoyar los procesos de investigacioacuten docencia y

extensioacuten de la Universidad

Por medio del presente documento dejo sentada mi voluntad de participar en este

proyecto para lo cual pongo a disposicioacuten la siguiente informacioacuten

DATOS DE CONTACTO

CEacuteDULA DE

IDENTIDAD

1001977030

APELLIDOS Y

NOMBRES

Goacutemez Andrade William Edisson

DIRECCIOacuteN Tena 8-20 y Tungurahua

EMAIL williamedissonyahooes

TELEacuteFONO FIJO 062607022 TELEacuteFONO

MOacuteVIL

0983000610

6

DATOS DE LA OBRA

TIacuteTULO Desarrollo de un proceso para el aislamiento conservacioacuten

y produccioacuten del hongo medicinal oreja de palo (Pycnoporus

spp) a partir de la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana

AUTOR (ES) Goacutemez Andrade Willian Edisson

FECHA 09 de junio del 2017

SOLO PARA TRABAJOS DE GRADO

PROGRAMA PREGRADO POSGRADO

TITULO POR EL QUE

OPTA

Magiacutester en Gestiograven Sutentable de los Recursos Naturales

ASESOR DIRECTOR Ing Julio Amilcar Pineda Insuasti (PhD)

2 AUTORIZACIOacuteN DE USO A FAVOR DE LA UNIVERSIDAD

Yo William Edisson Goacutemez Andrade con ceacutedula de ciudadaniacutea Nro 1001977030

en calidad de autor y titular de los derechos patrimoniales de la obra o trabajo de

grado descrito anteriormente hago entrega del ejemplar respectivo en formato

digital y autorizo a la Universidad Teacutecnica del Norte la publicacioacuten de la obra en

el Repositorio Digital Institucional y uso del archivo digital en la Biblioteca de la

Universidad con fines acadeacutemicos para ampliar la disponibilidad del material y

como apoyo a la educacioacuten investigacioacuten y extensioacuten en concordancia con la Ley

de Educacioacuten Superior Artiacuteculo 144

x

x

x

x

x

x

7

8

9

RESUMEN

En Ecuador no se conoce el protocolo de aislamiento conservacioacuten y produccioacuten a

escala laboratorio de la cepa nativa Pycnoporus sanguineus El cuerpo fructiacutefero

se recolecto en la ciudad del Tena misma que se encontraba en troncos en

descomposicioacuten de Pollalesta discolor La reproduccioacuten celular se realizoacute tanto

por medio de tejido como por esporas en un medio rico en PDA se encubaron a 22

ordmC durante seis diacuteas se procedioacute a la purificacioacuten de la cepa por la teacutecnica de

repique hasta lograr una cepa pura La identificacioacuten fue realizada por laboratorios

IDgen en la cual se determinoacute 99 de identidad en el fragmento ITS es Pycnoporus

sanguineus En el anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico se determinoacute que la especie tiene

un ELN de 4912 para el anaacutelisis de macro elementes se encontroacute en mayor

cantidad potasio 052 micro elementos como hierro 136 ppm Para la

conservacioacuten de la cepa se aplicoacute la teacutecnica de la liofilizacioacuten se preparoacute dos

medios de cultivo MEA y PDA se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego se

inocularon con la cepa nativa seleccionada se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC Los

tubos colonizados fueron liofilizados Para determinar la velocidad de crecimiento

de la cepa nativa se utilizoacute como medio de cultivo PDA y MEA en donde fue

colocada la cepa anteriormente liofilizada en el centro de la caja petri con la ayuda

de cinta meacutetrica se determinoacute la velocidad de crecimiento diariamente se incuboacute

durante siete diacuteas la mayor velocidad de crecimiento se observa en el medio de

cultivo MEA de 385 mmdiacutea Puesto que el valor-P de la prueba-F es menor que

005 existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre la media de

velocidad entre un nivel de medio y otro con un nivel del 950 de confianza

10

SUMMARY

In Ecuador is not known isolation Protocol-scale production and conservation

laboratory or the native strain of Pycnoporus sanguineus The fruiting body is

collected in the city of Tena same that was in trunks in decomposition of Pollalesta

discolor Cellular reproduction was carried out both by means of tissue and spores

in an environment rich in PDA incubate to 22 degC six days was purification or the

strain by the technique of tolling to achieve a pure strain The identification was

performed by laboratories IDgen 99 identity in the fragment was determined in

which ITS is Pycnoporus sanguineus The bromatological chemical analysis

determined that the species has an ELN of 4912 for the analysis of macro

elements found in most potassium 052 micro elements as iron 136 ppm For the

conservation of the strain was applied the technique of lyophilization it was

prepared two culture media MEA PDA was sterilized and served in 5ml tubes and

they were then inoculated with the native strain selected they were incubated for 7

days at 22 degrees Colonized tubes were lyophilized To determine the rate of

growth of the native strain was used as a PDA culture medium and MEA where was

placed the above freeze-dried strain in the center of the box petri with the help of

tape measure determined the speed of growth daily incubated for seven days the

higher speed of growth is observed in the culture medium MEA 385 mmday Since

the disagreement of the test F is less than 005 there is a statistically significant

difference between the average speed between a middle level and another the

950 confidence level

Palabras clave

Aislamiento biodiversidad caracterizacioacuten conservacioacuten fuacutengica liofilizacioacuten

Pycnoporus

11

ABREVIATURAS

BRGM Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos

EE Extracto Eteacutereo o grasa bruta

ELN Elementos Libres de Nitroacutegeno

FEL Fermentacioacuten Estado Liacutequido

FES Fermentacioacuten Estado Solido

IANCEM Ingenio Azucarero del Norte Compantildeiacutea de Economiacutea Mixta

LSD Diferencia Miacutenima Significativa

MAE Ministerio del Ambiente Ecuador

MAISFCI Modelo de Atencioacuten Integral de Salud Familiar Comunitario

e Intercultural

MEA Agar Malta Dextrosa

ODM Objetivos de Desarrollo del Milenio

PDA Agar Papa Dextrosa

SEMPLADES Secretaria Nacional de Planificacioacuten y Desarrollo

WFP Proyecto Mundial de Alimentacioacuten

12

IacuteNDICE DE CONTENIDO

RESUMEN 9

SUMMARY 10

1 PROBLEMA 17

11 Introduccioacuten 17

12 Situacioacuten probleacutemica 18

13 Problema cientiacutefico 19

14 Objetivos de la investigacioacuten 19

15 Hipoacutetesis 20

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA 21

21 La salud un desafiacuteo global 21

211 Situacioacuten actual 21

212 Situacioacuten futura 21

213 Propuestas al desafiacuteo 21

22 Geacutenero Pycnoporus spp 22

221 Recoleccioacuten 22

222 Aislamiento 24

223 Identificacioacuten 26

224 Caracterizacioacuten 26

225 Conservacioacuten 27

23 Produccioacuten de Biomasa 30

231 Paraacutemetros de operacioacuten 30

232 Medios de cultivo 30

233 Incubacioacuten 31

24 Produccioacuten de metabolitos 32

241 Cinnabarina 32

242 Vainillina 33

13

243 Enzimas ligninoliacuteticas 33

244 Inductores 34

25 Importancia industrial 36

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos 36

252 Control bioloacutegico 37

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico 37

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios 38

26 Marco legal 38

3 MARCO METODOLOacuteGICO 47

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa Pycnoporus

spp helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47

311 Materiales y meacutetodos 48

3111 Aislamiento 48

3112 Identificacioacuten 49

3113 Caracterizacioacuten 50

312 Resultados y discusioacuten 50

3121 Aislamiento 50

3122 Identificacioacuten 54

3123 Caracterizacioacuten 55

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus 56

321 Materiales y meacutetodos 56

322 Resultados y discusioacuten 57

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus 60

331 Materiales y meacutetodos 60

332 Resultados y discusioacuten 61

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos (BRGM) 65

14

341 Introduccioacuten 65

342 Ficha Pycnoporus sanguineus 67

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus 69

4 CONCLUSIONES 70

5 RECOMENDACIONES 70

6 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 71

7 ANEXOS 87

15

IacuteNDICE DE FIGURAS

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten 23

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente 28

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de

Pycnoporus sanguineus 47

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus 48

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de

Pollalesta discolor 49

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno 51

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA 51

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo 52

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo 52

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus

sanguineus 53

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

56

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten 57

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten 58

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus 58

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada 59

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de

Pycnoporus sanguineus 60

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

62

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa 64

16

IacuteNDICE DE TABLAS

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp 24

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp 25

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL 35

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES 35

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada 61

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio 63

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher 63

17

1 PROBLEMA

11 Introduccioacuten

Los hongos son imprescindibles para el funcionamiento de la vida Sin ellos la

acumulacioacuten de residuos orgaacutenicos formariacutea enormes cementerios de cadaacuteveres

vegetales y animales produciendo grandes trastornos en la naturaleza (Zeikus

1981) La cadena troacutefica se modificariacutea de tal manera que provocariacutea la

desaparicioacuten de muchas especies (de Diego Calonge 2009)

Pycnoporus spp ha sido durante mucho tiempo utilizado en la medicina popular

de Aacutefrica y Ameacuterica para tratar numerosas enfermedades Los extractos de este

hongo son demostrados por poseer ingredientes bioactivos involucrados en

tratamiento antitumoral y actividades antioxidantes (Cao Zhang amp Xu 2014) Por

el potencial lignoceluliacutetico y los metabolitos secundarios de este hongo es

importante la buacutesqueda de sustancias antivirales antioxidantes antifuacutengicas y

antibacterianas (Smacircnia et al 2003) Se cuenta con el recurso natural pero no se

han realizado estudios de como producir y conservar la cepa nativa (Cruz Muntildeoz et

al 2015a)

Se pretende aportar con un banco de recursos geneacuteticos con la posibilidad de que

esta cepa sea utilizada en el sector farmaceacuteutico por su actividad bioloacutegica

antioxidante antifuacutengica y antibacterial (Smacircnia et al 1995) y en el sector textil

ya que produce un pigmento extraiacutedo llamado cinnabarin que se utiliza para la

decoloracioacuten parcial y completa de ciertos tintes (Schliephake Lonergan Jones amp

Mainwaring 1993) en el sector alimentario para la produccioacuten de vainilla (Zheng

et al 2007)

En teacuterminos econoacutemicos la implementacioacuten de este proyecto a escala industrial

generariacutea ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa

nativa ecuatoriana Pycnoporus spp Por ejemplo la vainilla natural producida por

el hongo tiene un costo en el mercado de 4000 USDKg ingresos que se quedariacutean

en manos de los productores nacionales Ademaacutes la creacioacuten de estas industrias

generariacutea fuentes de trabajo y ayudariacutea al aumento de la balanza comercial nacional

18

En teacuterminos ambientales el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de

compuestos recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su

sistema enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en

aserraderos (Kirk 1971) Adicionalmente el aislamiento y almacenamiento de la

cepa nativa de Pycnoporus spp en Bancos de Recursos Geneacuteticos con fines

industriales y acadeacutemicos promoveriacutea la preservacioacuten de la especie

En el aacutembito social se mejorariacutea el nivel educativo de la poblacioacuten en teacuterminos

de preservacioacuten y aprovechamiento de la biodiversidad fuacutengica de la cual no se

tiene maacutes conocimiento que los usos ancestrales (Hawksworth 1991) Ademaacutes

mejorariacutea la calidad de la salud de la poblacioacuten gracias a sus propiedades

medicinales ya comprobadas cientiacuteficamente por lo que su potencial en la

industria farmaceacuteutica es grande

La academia se veriacutea favorecida a su vez gracias a la recopilacioacuten de meacutetodos y

datos teacutecnicos necesarios para la conservacioacuten y almacenamiento de la cepa

facilitando el desarrollo de investigaciones de caraacutecter quiacutemico y biotecnoloacutegico

(Cruz 2004)

12 Situacioacuten probleacutemica

En el campo de la salud el no aprovechamiento de los metabolitos fuacutengicos

provocariacutea un caos en el tratamiento de ciertas enfermedades ya que muchos

medicamentos son producidos a partir de estos (Chang amp Miles 2004) Hay que

recordar el papel que desempentildea la penicilina descubierta por Fleming en 1928 a

partir del hongo Penicillium notatum para el tratamiento de las infecciones ( Valdeacutes

et al 1998) En la actualidad se conoce miles de sustancias medicinales producidos

por hongos y pronto saldraacuten maacutes incluso capaces de combatir el SIDA (Calonge

2009)

No obstante muchas especies de hongos estaacuten bajo amenaza de desaparecer

como consecuencia del deterioro o destruccioacuten de los ecosistemas (Hernaacutendez

Gonzaacutelez Hernaacutendez Herrera amp Camino 2014)

19

El Ecuador es un paiacutes pequentildeo pero uno de los maacutes biodiversos por su ubicacioacuten

espacial (Estrella Manosalvas Mariaca amp Ribadeneira 2005) El 18 de la

superficie nacional considerada como aacuterea protegida para la conservacioacuten de la

riqueza natural (MAE 2008) El aprovechamiento sostenible de la biodiversidad

nacional es promovido por el Plan Nacional para el Buen Vivir que enfatiza en el

bioconocimiento y su aplicacioacuten para la produccioacuten de nuevos bienes y servicios

ecoloacutegicamente sustentables suscitando al cambio de la matriz productiva

(Senplades 2009)

13 Problema cientiacutefico

Se evidencia limitado conocimiento en el manejo sustentable del geacutenero fuacutengico

Pycnoporus spp nativa ecuatoriana hacieacutendose necesario el establecimiento de

protocolos para aislamiento conservacioacuten purificacioacuten produccioacuten especiacutefica de

cepas nativas propagacioacuten o crecimiento celular en medios artificiales o naturales

y produccioacuten

Objeto

El proceso de produccioacuten y conservacioacuten de la especie nativa ecuatoriana de

Pycnoporus spp

Campo

Conservacioacuten de los recursos geneacuteticos microbianos

14 Objetivos de la investigacioacuten

Objetivo General

Desarrollar un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus mediante procesos que permitan la

conservacioacuten del recurso natural fuacutengico y su aprovechamiento de manera

sustentable

20

Objetivos especiacuteficos

Aislar identificar y caracterizar la especie fuacutengica de Pycnoporus

sanguineus

Desarrollar un protocolo para la conservacioacuten de la especie

Seleccionar el mejor medio de cultivo para la produccioacuten de Pycnoporus

spp a traveacutes de la velocidad de crecimiento lineal

Disentildear una ficha de cepas microbianas puras para su conservacioacuten en

el Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

15 Hipoacutetesis

Hipoacutetesis alternativa

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

Hipoacutetesis nula

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus no se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

21

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA

21 La salud un desafiacuteo global

Es una realidad compleja a traveacutes de un enfoque interdisciplinario que supera

los liacutemites del paradigma positivista de la ciencia claacutesica (Alcaacutentara-Moreno

2008) depende de la interaccioacuten de muacuteltiples factores sociales poliacuteticos

econoacutemicos culturales y cientiacuteficos (Roberto Bricentildeo-Leoacuten 2000) y responde a

una condicioacuten histoacuterica ya que la visioacuten particular de la sociedad va cambiando con

el tiempo (Ritzer 2001)

211 Situacioacuten actual

Dentro de los objetivos del desarrollo sostenible (2015) el objetivoacute 3 comprende

garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades La

participacioacuten mancomunada de los paiacuteses para cumplir los ODM ha desencadenado

en el movimiento contra la pobreza maacutes exitoso de la historia especialmente en

temas de salud y alimentacioacuten mundial

212 Situacioacuten futura

La Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS 2013) ha pedido a los paiacuteses que

sigan invirtiendo en investigaciones de aacutembito nacional con el objetivo de poner

en marcha un sistema de cobertura sanitaria universal adaptado a las necesidades

particulares de cada paiacutes

213 Propuestas al desafiacuteo

Estudios de casos realizados en muchos paiacuteses demuestran la importancia que

tienen las investigaciones nacionales y mundiales en la mejora de la salud

investigaciones que abarcan desde la prevencioacuten y el control de enfermedades

especiacuteficas hasta la mejora del funcionamiento de los sistemas de salud

22

22 Geacutenero Pycnoporus spp

Entre muchos hongos de pudricioacuten blanca el geacutenero Pycnoporus spp es un

geacutenero representativo de la familia Polyporaceae que se encuentra ampliamente

distribuido a nivel mundial en zonas templadas y tropicales donde tiene gran

importancia en la regulacioacuten del ciclo de carbono (Zeikus 1981) Forma un grupo

cosmopolita de cuatro especies Pycnoporus puniceus Pycnoporus cinnabarinus

Pycnoporus sanguineus Pycnoporus coccineus (Lesage-Meessen et al 2011) A

principios de 1990 el geacutenero Pycnoporus se perfiloacute como una alternativa para la

consecucioacuten de compuestos enzimaacuteticos viables en la degradacioacuten eficiente de

biomasa y la obtencioacuten de metabolitos secundarios de intereacutes como antioxidantes

(Borderes Costa Guedes amp Tavares 2011a) antibacterianos (A Smacircnia et al

1995) y antiparasitarios (Correa et al 2005)

Pese a que los hongos del geacutenero Pycnoporus spp no son especies comestibles

su importancia radica en la capacidad de degradar eficientemente compuestos

lignoceluloacutesicos (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) lo que les confiere un

gran potencial para ser usados en procesos biotecnoloacutegicos de degradacioacuten de

residuos agriacutecolas hasta azuacutecares fermentables uacutetiles en la produccioacuten de etanol y

otros productos biotecnoloacutegicos de alto valor comercial (Call 1994 Zeikus 1981)

Diversas investigaciones han estudiado las condiciones oacuteptimas para la obtencioacuten

de compuestos sintetizados por este geacutenero y la influencia de diversos factores

logrando un mejor control del bioproceso y una mejor comprensioacuten del

metabolismo de Pycnoporus spp (Falconnier et al 1994 Lesage-Meessen et al

2011 Levasseur et al 2014 Liu et al 2015 Piscitelli et al 2011 Rivera-Hoyos et

al 2013)

221 Recoleccioacuten

Para la recoleccioacuten es necesario conocer de antemano las caracteriacutesticas

macroscoacutepicas del cuerpo fructiacutefero del hongo (Ortiz et al 2016) Pycnoporus spp

posee un basidioma en forma de abanico (flabeliforme) maacutes o menos aplanado de

color naranja intenso y un margen redondeado de color similar al resto del

23

carpoacuteforo su tamantildeo puede variar entre 3 a 10 cm de ancho y su carne variacutea de

corchoso a duro Se encuentra adherido al sustrato por la base y ocasionalmente

los bordes son cofluentes es decir que se peguen con los de los basidiomas

contiguos En la zona de unioacuten con el sustrato el basidioma es maacutes grueso

pudiendo alcanzar los 3 cm de grosor mientras en los bordes es maacutes delgado

alcanzando menos de 1 cm de grosor (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016

Papinutti 2013) Se puede observar a simple vista que el himenio de este geacutenero

posee poros por donde libera las esporas (Alexopoulos amp Beneke 1962) los cuales

pueden alcanzar entre 2-3 cm de diaacutemetro y una forma de redondeada u oblonga

(Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) En la figura 21 se pueden apreciar las

caracteriacutesticas generales del geacutenero

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Macroscoacutepicamente las especies son diferenciables entre siacute por ejemplo P

sanguineus tiene un color maacutes rojizo que su homologo P cinnabarinus ademaacutes

tiene una base estrecha que le da la apariencia de subestipitado mientras P

cinnabarinus es seacutesil Este uacuteltimo tiene a su vez una superficie pileacuteica libre o escasa

de vellosidades a diferencia de P fulgens con el cual suele asemejarse por la

24

coloracioacuten del carpoacuteforo (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016 Papinutti

2013)

Pycnoporus spp suele encontrarse en sustratos lignoceluloacutesicos en

descomposicioacuten sobre los cuales crece naturalmente (Borderes Costa Guedes amp

Tavares 2011b) Una vez reconocido el hongo y recolectado su cuerpo fructiacutefero

se deben tomar apuntes acerca de los diferentes substratos en donde fue encontrado

(tierra madera en descomposicioacuten mantillo del bosquehellip) (Chanona-Goacutemez

Andrade-Gallegos Castellanos-Albores amp Saacutenchez 2007) las coordenadas y la

temperatura ambiental En la tabla 21 se listan algunos materiales lignoceluloacutesicos

de donde se han recolectado las cepas de Pycnoporus spp

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp

Especie Material vegetal en descomposicioacuten Referencia

P sanguineus Madera de casuarina y mango (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Madera contaminada con petroacuteleo (Acosta-Urdapilleta Alonso-

Paz Rodriacuteguez Adame y col

2010 Quiroz-Castantildeeda y col

2009)

Troncos de palma (Achenbach y Blumm 1991)

Encino (Chanona-Goacutemez y col 2007)

Madera de Parkia oppositifolia (Esposito Innocentini-Mei

Ferraz Canhos y Duraacuten 1993)

P cinnabarinus Madera de pino (Eggert Temp y Eriksson 1996)

Troncos quemados (Guzmaacuten 1979)

P coccineus Eucalipto (Machuca y Ferraz 2001)

222 Aislamiento

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura (Cruz

Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

25

2000b Schliephake et al 1993) Es necesario haber adicionado cloranfenicol

(200 g l) a los medios de cultivo para evitar contaminaciones bacterianas

(Henrique Rosa y col 2003) Seguacuten Correa y colaboradores (2005) el MEA es el

medio oacuteptimo para el crecimiento micelial posterior a la purificacioacuten mientras que

Acosta-Urdapilleta y colaboradores (2010) afirman que es el Agar Harina Integral

de Trigo (HTIA por sus siglas en ingleacutes) Por su parte Cruz-Muntildeoz y

colaboradores (2015) aseveran que los medios de cultivo oacuteptimos son los que

contienen extracto del material vegetal de donde se recolectoacute el hongo En la tabla

22 se mencionan los principales medios de cultivo empleados para el aislamiento

de Pycnoporus spp

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp

Especie Medio de cultivo Referencia

P sanguineus Agar Papa Dextrosa (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a E de F A

Smacircnia Smacircnia Juacutenior y Loguercio-

Leite 1998 Vikineswary y col 2006)

Agar Harina Integral de Trigo (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a)

Agar Extracto de Malta (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Atteke

y col 2013 Cruz Muntildeoz y col 2015a

Machuca y Ferraz 2001 Schliephake y

col 1993 Uzan y col 2010)

Medios afines al material vegetal de

donde se recolectoacute (Agar Extracto de

Casuarina Agar Extracto de Mango)

(Cruz Muntildeoz y col 2015)

Medio Czapek-Dox con sulfato de

manganeso algunas veces adicionado

con extracto de semillas de guisantes

o salvado de trigo

(Boumlse 1946)

P

cinnabarinus

Agar Extracto de malta (American Type Culture Collection

2016a)

26

Especie Medio de cultivo Referencia

Agar Extracto de levadura (American Type Culture Collection

2016b)

Agar Papa Dextrosa (FuQuan y QiJin 2008)

223 Identificacioacuten

Microscoacutepicamente se pueden identificar cuatro tipo de hifas 1) las de los tubos

o poros que son de pared delgada ramificadas y se tintildeen con fioxina 2) las del

margen y el piacuteleo que son un poco maacutes gruesas no ramificadas no se tintildeen con

fioxina y usualmente tienen graacutenulo anaranjados que se disuelven en KOH 3) las

de la zona de transicioacuten y tubos que tienen grosor variable y se disponen en capas

y 4) las que se encuentran uacutenicamente en la zona de transicioacuten que son delgadas

con ramificaciones cortas y recurvadas (Papinutti 2013) Para la diferenciacioacuten

entre P sanguineus y P cinnabarinus es necesario saber que el primero tiene un

sistema de hifas dimiacutetico mientras el del segundo es trimiacutetico (Asociacioacuten

Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) Para evitar vacilaciones lo maacutes preciso es realizar

pruebas a nivel molecular mediante extraccioacuten del ADN ribosomal y su

amplificacioacuten secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes

(Cruz Muntildeoz et al 2015a)

224 Caracterizacioacuten

Para la determinacioacuten de las condiciones oacuteptimas de crecimiento y la produccioacuten

de metabolitos secundarios se toman discos (5 mm de diaacutemetro) de PDA con

micelio del borde radial de cultivos de 30 diacuteas de edad y se depositan en nuevas

cajas de petri con medio de cultivo acorde con lo que se quiera medir o producir se

incuba por 30 diacuteas maacutes a 23 degC con luz blanca continua (Curz et al 2015a) El

crecimiento micelial no de manera obligatoria estaacute relacionado con la produccioacuten

de metabolitos secundarios (Baumer Mas Diego Pacheco Morgado amp Furigo

2008) Los metabolitos primarios y secundarios producidos por el geacutenero

Pycnoporus spp variacutean dependiendo de la especie y condiciones de cultivo (Acosta

Paz Rodriacuteguez Adame amp col 2010) una vez extraiacutedos en alguacuten tipo de solvente

27

seguacuten el experimento ejecutado se identifican por cromatografiacutea de capa fina

mediante comparacioacuten de los frentes de retencioacuten (Cruz et al 2015a) cromatografiacutea

de gases o espectrometriacutea de masas (Teoh Don y Ujang 2011) En el anexo 3 se

nombran los principales metabolitos producidos por Pycnoporus spp

Es necesario realizarle a la cepa purificada ensayos de actividad enzimaacutetica para

identificar algunos usos potenciales a nivel industrial Como eacuteste geacutenero pertenece

a los hongos de pudricioacuten blanca se deben realizar ensayos de actividad

ligninoliacutetica celuloliacutetica hemiceluloliacutetica de acuerdo con el Manual de Micologiacutea

Experimental de la Universidad de Buenos Aires (Forchiassin et al 2014) Las

enzimas ligninoliacuteticas maacutes abundantes en eacuteste hongo son las lacasas (Eggert et al

1996) lo que facilita su proceso de purificacioacuten Se habiacutea llegado a pensar que la

produccioacuten de peroxidasas extracelulares era nula (Machuca amp Ferraz 2001)

225 Conservacioacuten

La cepa debe ser almacenada en refrigeracioacuten a 4 ordmC para que no pierda su

viabilidad (Borderes et al 2011b Schliephake et al 1993) Aunque existen otros

meacutetodos que tambieacuten pueden emplearse Inmersioacuten en agua destilada inmersioacuten en

aceite mineral liofilizacioacuten congelacioacuten repique (Ortiz et al 2016) La

temperatura de congelacioacuten es de -80 degC en hielo seco o nitroacutegeno liacutequido y la de

liofilizacioacuten de 2 a 8 degC Cada vez que se vaya a usar la cepa limpie su envase con

etanol al 70 y transfiera aseacutepticamente (American Type Culture Collection

2016a 2016b Uzan amp col 2010) El periacuteodo de viabilidad para algunos hongos

conservados bajo este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith amp Onions 1994) En la figura

22 se observa un laboratorio apto para la obtencioacuten de recursos geneacuteticos fuacutengicos

28

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Meacutetodos a corto plazo que ayudan a la conservacioacuten de la cepa se aplica cuando

su uso es generalmente frecuente (Garciacutea amp Uruburuacute 1991) dentro de estos

meacutetodos se tendriacutea

El cultivo seriado consiste en resembrar al microorganismo cada cierto tiempo

en un medio adecuado este meacutetodo es vaacutelido para periacuteodos de 15 diacuteas se incrementa

la posibilidad de contaminacioacuten de la cepa (Mateos 2002)

La conservacioacuten por suspensioacuten en agua destilada es un meacutetodo sencillo

econoacutemico y seguro capaz de garantizar la supervivencia de cultivos fuacutengicos por

periacuteodos prolongados de dos hasta siete antildeos (Jong amp Birmingham 2001) Consiste

en suspender en agua esteacuteril ceacutelulas de cultivo como conidias esporas picnidios

esclerocidos (Bueno 1998)

La conservacioacuten con aceite mineral consiste en recubrir con aceite mineral

esteacuteril un cultivo que se encuentre en condiciones oacuteptimas de crecimiento micelial

y esporulacioacuten generalmente (Jong amp Atkins 1986) esta teacutecnica disminuye la

deshidratacioacuten del medio es utilizado en pequentildeas colecciones cuando la

liofilizacioacuten no resulta econoacutemica (Jong ampBirmingham 2001) Un amplio rango

de hongos a sobrevivido por este meacutetodo por un periacuteodo de 12 a 30 meses (Smith

et al 1994)

La desecacioacuten es un meacutetodo de conservacioacuten que reduce draacutesticamente el

metabolismo Sin embargo no todos los microorganismos sobreviven a estos

29

meacutetodos de secado por lo que se hace necesario antildeadir agentes protectores (leche

descremada glumato soacutedico al 10) La conservacioacuten en suelo es una teacutecnica que

ha sido usada ampliamente en laboratorios industriales para el mantenimiento de

cultivos de importancia comercial (Jong et al 1985) Este meacutetodo es usado para

cultivos que producen esporas y estructura de resistencia las cepas pueden

almacenarse en diferentes sustratos como arena papel filtro El meacutetodo consiste en

esterilizar y secar el suelo el cual es utilizado como medio absorbente con una

pequentildea cantidad de inoacuteculo preserva la viabilidad en un periacuteodo de tres a ocho

antildeos (Jong et al 2001)

Meacutetodos a largo plazo son los mejores porque en ellos se paraliza el crecimiento

de las ceacutelulas microbianas pero estas no han muerto Asiacute se garantiza el maacuteximo

de estabilidad geneacutetica (Garciacutea et al 1991) dentro de estos meacutetodos se tendriacutea

La liofilizacioacuten Es un proceso en el cual se congela el producto y posteriormente

se introduce en una caacutemara al vaciacuteo para realizar la separacioacuten del agua por

sublimacioacuten es otro de los meacutetodos de conservacioacuten de hongos por tiempo

prolongado Si bien es muy recomendado requiere contar con un liofilizador lo

que no siempre estaacute al alcance de todos los investigadores La liofilizacioacuten es un

proceso de conservacioacuten que tambieacuten involucra la deshidratacioacuten de las conidias o

cualquier otra estructura propagativa (Ames nd) El periacuteodo de viabilidad para

algunos hongos conservados por este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith et al 1994)

La criocongelacioacuten se basa en la utilizacioacuten de una temperatura

extremadamente friacutea para poder disminuir de forma controlada las funciones vitales

del organismo que se pretende conservar y que eacuteste se conserve vivo pero

ldquodormidordquo durante un periacuteodo de tiempo muy elevado sin que pierda sus

propiedades su principio radica en que toda ceacutelula tejido u organismo sometido a

bajas temperaturas disminuye sus funciones vitales permaneciendo en estado de

dormancia por periacuteodos prolongados es decir sus actividades metaboacutelicas estaacuten

suprimidas (Pasarellt amp McGinnis 1992 Rico et al 2004)

30

23 Produccioacuten de Biomasa

La obtencioacuten de compuestos derivados de la produccioacuten de Pycnoporus spp se

realiza mediante procesos fermentativos que pueden llevarse a cabo en medios de

crecimiento liacutequidos (Fermentacioacuten en Estado Liacutequido FEL) o soacutelidos

(Fermentacioacuten en Estado Soacutelido FES) Investigaciones efectuadas por Acosta-

Urdapilleta y colaboradores (2010) indican que los metabolitos primarios y

secundarios producidos por el geacutenero Pycnoporus dependen de la especie y las

condiciones de cultivo del mismo

231 Paraacutemetros de operacioacuten

El nivel de humedad del sustrato ejerce un efecto significativo en el proceso de

FES recomendaacutendose una humedad del 70 (Annuar Sammantha Murthy amp

Sabanatham 2010) Asiacute mismo el aumento del oxiacutegeno en el ambiente favorece

la tasa y la extensioacuten de la degradacioacuten de la biomasa por parte de Pycnoporus spp

(Hatakka amp Uusi-Rauva 1983) lo que se traduce en un aumento de la

bioconversioacuten Por otro lado el pH del medio de cultivo estaacute directamente

relacionado con el crecimiento del micelio daacutendose un mayor descenso de pH en

medios que presentan mayor crecimiento micelial (Holler amp Brooks 1980) No

obstante la mayoriacutea de estos estudios han sido realizados en condiciones in vitro

no contemplando la influencia de factores que pueden modificar los resultados en

procesos a mayor escala (Behrentz amp Giraldo 1993)

232 Medios de cultivo

Las fuentes de carbono comuacutenmente usadas en los procesos de FEL son lactosa

maltosa glucosa fructuosa extracto de levadura harinas de algunos cereales entre

otros (Chegwin A amp Nieto R 2013 Suaacuterez Arango amp Nieto 2013) La glucosa y

la fructosa permiten obtener una alta densidad de biomasa pues son maacutes faacuteciles de

asimilar que la maltosa no obstante pueden ser inhibidores de reacciones

metaboacutelicas secundarias del hongo (Ander Eriksson y Yu 1983) Los

suplementos de medios de cultivo maacutes utilizados son tartrato de diamonio tartrato

31

disoacutedico KH2PO4 CaCl2H2H2O MgSO4middot7H2O FeSO4middot7H2O ZnSO4middot7H2O

MnSO4middotH2O CuSO4middot5H2O y extracto de levadura (Eggert et al 1996 Gocenoglu

yPazarlioglu 2014 Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

2000a Levasseur e al 2014)

Pycnoporus spp puede cultivarse faacutecilmente a escala de laboratorio y en planta

piloto obteniendo altos rendimientos de produccioacuten a partir del uso de substratos

como almidoacuten extracto de malta maltosa metilcelulosa sacarosa dextrosa

caldos suplementados con extracto de levadura yo fosfoliacutepidos (Holler amp Brooks

1980 Oddou Stentelaire Lesage-Meessen Asther amp Colonna Ceccaldi 1999)

salvado de maiacutez salvado de trigo y salvado de arroz (FuQuan amp QiJin 2008

Levasseur et al 2014 Zimbardiet al 2016) tambieacuten se reporta el uso de residuos

agroindustriales como el bagazo de la cantildea de azuacutecar residuos de cultivo de

plaacutetano virutas de madera caacutentildeamo caacutescaras de algodoacuten hojas de palma de aceite

y residuos de frutas (Annuar et al 2010 Leŝtan Ŝtrancar amp Perdih 1990)

Existe una estrecha relacioacuten entre el aumento del crecimiento micelial del hongo

con el carbono total disponible en el medio de cultivo (Holler amp Brooks 1980) El

raacutepido crecimiento del hongo en medios pobres sobre todo cuando no se antildeade

ninguna fuente de carbono puede ser causado por la expansioacuten de su micelio como

estrategia para evitar la inanicioacuten (Levasseur et al 2014) Levasseur y

colaboradores (2014) sugieren que un alto contenido de lignina en el medio de

cultivo inhibe el crecimiento de P cinnabarinus en condiciones de cultivo en donde

la lignina es la uacutenica fuente de carbono disponible

233 Incubacioacuten

La mayoriacutea de estudios de estimacioacuten de la velocidad de crecimiento micelial

se realizan midiendo el diaacutemetro del micelio del hongo en las placas de petri sin

embargo el crecimiento tambieacuten se relaciona con la densidad de micelio en el

medio (Royse 1997)

FuQuan y QiJin (2008) estudiaron el crecimiento de Pcinnabarinus por FES en

bolsas con 075 kg de salvado de trigo y aserriacuten suplementado con sacarosa y

CaCO3 a una temperatura de crecimiento de 25 a 30 ordmC un pH 70 y una humedad

32

del sustrato del 60 al 65 logroacute una colonizacioacuten completa del micelio despueacutes

de los 26 a los 30 diacuteas y la obtencioacuten de carpoacuteforos transcurridos 32 diacuteas despueacutes

de la aparicioacuten de los primordios

Holler y Brooks (1980) estudiaron el crecimiento del micelio de P cinnabarinus

por FEL utilizando extracto de malta suplementado con NaNO3 K2HPO4

MgSO47H2O KCL y FeSO47H2O y sacarosa a partir de una suspensioacuten de

esporas y tacos de agar con micelio se cultivoacute a 28 ordmC por un intervalo de 4 diacuteas

El medio de levadura-extracto de almidoacuten mostroacute el mayor aumento de peso seco

del micelio (10638 mg) en comparacioacuten con el medio extracto de madera (0336

mg)

24 Produccioacuten de metabolitos

241 Cinnabarina

La produccioacuten de cinnabarina puede realizarse in vitro en medios soacutelidos y

liacutequidos o in vivo a partir de los basidiocarpos cuya obtencioacuten es maacutes faacutecil Las

mayores concentraciones de este pigmento se obtienen en Agar Papa Dextrosa

(PDA por sus siglas en ingleacutes) y Agar Extracto de Malta (MEA por sus siglas en

ingleacutes) mientras el mayor crecimiento micelial se obtiene en medios conformados

por los extractos de los materiales lignoceluloacutesicos de donde las cepas fueron

aisladas (Cruz Muntildeoz et al 2015b) Baumer y colaboradores (2008) indican que la

velocidad de crecimiento del hongo no implica necesariamente una mayor

produccioacuten de cinnabarina Investigaciones efectuadas por Acosta-Urdapilleta y

colaboradores (2010) sugieren que el mejor sustrato para producir cinnabarina en

primordios de P sanguineus es el aserriacuten de pino seguido por el de encino y el de

cedro sin importar la cepa utilizada En dichos experimentos el contenido promedio

del cinnabarina en cajas de petri fue de 6-9 mg g de micelio mientras en primordios

del hongo fue de 56 mgg de micelio y en cuerpos fructiacuteferos bien desarrollados de

68 mgg de carpoacuteforo La ventaja de usar basidiocarpos en vez de primordios para

la extraccioacuten de cinnabarina es la posibilidad de realizar hasta dos o maacutes cosechas

del hongo lo que requiere de 242 a 356 diacuteas Sin embargo el cultivo en caja de

petri permite obtener cinnabarina mucho maacutes raacutepido entre 7 a 15 diacuteas con una

33

mayor actividad antioxidante (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez M

Adame amp col 2010) Hay que evaluar la situacioacuten si la cinnabarina es requerida

para investigaciones conviene producir el hongo en cajas de petri pero si es

requerida para uso industrial conviene maacutes producir primordios o cuerpos

fructiacuteferos

242 Vainillina

El hongo P cinnabarinus fue cultivado por Falconnier y colaboradores (1994)

utilizando un medio que conteniacutea maltosa como fuente de carbono tartrato de

diamonio como fuente de nitroacutegeno y suplementos como KH2PO4 CaCl2 MgSO4

y extracto de levadura obteniendo una concentracioacuten en el medio de cultivo de 64

mgL de vainillina En comparacioacuten Oddou y colaboradores (1999) demostraron

que este hongo basidiomiceto presenta una mayor produccioacuten de vainillina (760

mgL) usando una mezcla compuesta por fosfoliacutepidos y glucosa obteniendo

ademaacutes una gran densidad de biomasa fuacutengica El proceso fermentativo se llevoacute a

cabo en un biorreactor agitado a una velocidad de 120 rpm con un flujo de aire de

093 vvm (voluacutemenes de aire unidad de volumen de medio por minuto) al principio

del proceso fermentativo y 028 vvm posterior a los tres diacuteas manteniendo una

temperatura constante de 30 ordmC Lo anterior respalda lo dicho por Leŝtan y

colaboradores (1990) quienes demostraron que la combinacioacuten de liacutepidos y glucosa

induce el crecimiento del micelio de algunos basidiomicetos (Ander et al 1983)

243 Enzimas ligninoliacuteticas

Zimbardi y colaboradores(2016) indicaron que las fuentes de nitroacutegeno maacutes

efectivas para la produccioacuten de lacasas de P sanguineus por FES son en orden

descendente NH4Cl peptona extracto de malta caseiacutena urea extracto de

levadura asparagina KNO3 NH4NO3 (NH4)2SO4 NaNO3 Siendo la mejor fuente

de carbono para la produccioacuten de lacasa el salvado de trigo Mariacutea Eugenia Eugenio

Carbajo Martiacuten Gonzaacutelez y Villar (2009) concluyeron que la produccioacuten de lacasa

34

por hongos no soacutelo depende de las fuentes de carbono y nitroacutegeno sino tambieacuten de

la concentracioacuten de nitroacutegeno del medio de cultivo

La obtencioacuten de celulasa a partir de este hongo fue estudiada por Onofre Santos

Kagimura y Mattiello (2015) quienes reportaron que P sanguineus fue cultivado

en bagazo de cantildea enriquecido con carboximetilcelulosa glucosa NaNO3

KH2PO4 MgSO4 KCl FeSO47H2O ZnSO4 y urea a una temperatura de 30 degC y

pH 55 presentando una actividad enzimaacutetica de la celulasa de 1632 plusmn 265 Umiddotgmiddot-

La tabla 13 y 14 especifican las condiciones de cultivo para la produccioacuten de lacasa

por Pycnoporus spp y sus respectivos rendimientos

244 Inductores

La adicioacuten de inductores enzimaacuteticos constituye una estrategia para aumentar la

produccioacuten de compuestos metaboacutelicos mediante la optimizacioacuten de las

condiciones de cultivo (Schliephake et al 1993)

Seguacuten Lomascolo y colaboradores (2003) la produccioacuten de lacasa fuacutengica es

influenciada por la presencia de inductores que regulan la siacutentesis de la enzima a

nivel transcripcional empero el efecto de cada compuesto y la concentracioacuten

oacuteptima para la produccioacuten de lacasa variacutea seguacuten las diferentes cepas fuacutengicas

Compuestos fenoacutelicos como como 25-xilidina se adicionan al medio de cultivo

para incrementar la produccioacuten de lacasa (Schliephake y col 1993) tambieacuten se

reporta el uso de aacutecido feruacutelico (Levasseur et al 2014 Lomascolo y col 2003)

etanol (Eggert et al 1996) alcohol veratriacutelico e iones Cu2+ Estos dos uacuteltimos son

los inductores maacutes comunes de actividad lacasa su efecto en la produccioacuten

enzimaacutetica por FEL ha sido maacutes estudiada que por FES (Piscitelli et al 2011

Rivera-Hoyos et al 2013) Por su parte el etanol a pesar de tener un efecto

inhibidor inicial en el crecimiento del micelio es un fuerte inductor de la expresioacuten

de lacasa en P cinnabarinus permitiendo obtener altos rendimientos Meza y

colaboradores (2003) estudiaron el efecto del etanol en la produccioacuten de lacasas de

P cinnabarinus en bagazo de cantildea de azuacutecar y encontraron que la adicioacuten de etanol

al inicio de la fermentacioacuten incrementa raacutepidamente la actividad enzimaacutetica 215

veces maacutes que el sustrato que no conteniacutea etanol alcanzando niveles maacuteximos de

35

129 UmiddotL-1 despueacutes de 15 diacuteas los cuales se mantienen constantes hasta la final de

la fermentacioacuten Por otro lado el alcohol veratriacutelico estimula la produccioacuten de

peroxidasas totales (Piscitelli et al 2011) mientras los compuestos que aportan

iones de manganeso como MnSO4 son especiacuteficos para manganeso peroxidasa

(MnP) (Pezzella Guarino amp Piscitelli 2015)Las tablas 23 y 24 muestran la

influencia de algunas sustancias inductoras en la produccioacuten de lacasa fuacutengica a

traveacutes de procesos FEL y FES respectivamente

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL

EspecieCepa Inductor Actividad

enzimaacutetica

Condiciones

fermentacioacuten Referencia

P sanguineus Sin inductor 5 117 U L-1 pH 50 28 ordmC

150 rpm

(Lu y col 2007a)

25-xilidina 1 368 U L-1 pH 45 25 ordmC

125 rpm

(S Pointing Jones y

Vrijmoed 2000)

sacarosa-

asparagina

820 000 U L-1 28ordmC 200 rpm (Mariacutea Eugenia

Eugenio y col 2009)

P cinnabarinus 25-xilidina 9 600 U L-1 pH 45 30 ordmC 60

rpm

(Eggert y col 1996)

aacutecido feruacutelico 29 000 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Herpoeumll y col

2000a)

etanol 266 600 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Lomascolo y col

2003)

Los valores con unidades en rpm hacen referencia a la velocidad de agitacioacuten en

el biorreactor

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P sanguineus Hojas de palma de

aceite urea

CaCO3

466 U gmiddot-1 Humedad 75-85

25 ordmC densidad

del inoculo 30

(Vikineswary y

col 2006)

Mazorca de maiacutez

CuSO4 NH4Cl

1386 U g-1 Humedad 41 mL

g-1 sustrato 26 ordmC

(Zimbardi y col

2016)

36

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P

cinnabarinus

Bagazo de cantildea

alcohol veratriacutelico

850 U middotgmiddot-1 Humedad 70

25 ordmC

(Meza Auria

Lomascolo

Sigoillot y

Casalot 2007)

Bagazo de cantildea

etanol gaseoso

900 U middotgmiddot-1 24 ordmC Flujo

suministro etanol

40 mL min-1

(Meza

Lomascolo

Casalot Sigoillot

y Auria 2005)

Duarte Tiba Santiago Garcia y Bara (2012) estudiaron el efecto de distintos

compuestos inductores en la produccioacuten de tirosinasa por P sanguineus en

condiciones de luminosidad como estrategia para disminuir la produccioacuten de lacasa

(la cual aumenta en la oscuridad) demostrando que sustancias como aacutecido de sodio

aacutecido salicilhidroxaacutemico y feniltiourea poseiacutean una actividad inhibitoria mientras

que L-tirosina fue el mejor inductor para la produccioacuten de esta enzima seguido de

L-dopa (L-dihidroxifenilalanina 34) aacutecido cafeico (aacutecido 34 dihidroxicinaacutemico)

aacutecido 2-(4-Hydroxyphenyl) propanoico y guayacol

25 Importancia industrial

En el anexo 4 se resumen los principales metabolitos producidos por Pycnoporus

spp y su uso

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos

Los hongos de pudricioacuten blanca pueden degradar compuestos de estructura

polifenoacutelica semejante a la lignina como los compuestos xenobioacuteticos gracias a la

accioacuten de enzimas extracelulares ligninoliacuteticas producidas por estas especies que

actuacutean despolimerizando unidades no repetitivas de fenilpropanoide ligadas por

varios enlaces carbono-carbono (S B Pointing 2001 Swamy y Ramsay 1999)

Compuestos xenobioacuteticos como los colorantes industriales constituyen

37

contaminantes persistentes debido a su origen sinteacutetico por lo que pueden daacutersele

a las lacasas de Pycnoporus spp aplicaciones en biorremediacioacuten (Bumpus y Aust

1987) Schliephake y colaboradores (1993) realizaron ensayos exitosos de

decoloracioacuten de efluentes textiles (con contenido de colorantes sinteacuteticos) dentro de

un biorreactor de lecho empaquetado inmovilizando el hongo P cinnabarinus en

una membrana de nylon para que produjera lacasas demostrando la capacidad del

hongo para tolerar residuos potencialmente toacutexicos y degradarlos

252 Control bioloacutegico

El uso de hongos antagonistas ha demostrado ser una eficiente opcioacuten para el

control bioloacutegico de fitopatoacutegenos causantes de diversas enfermedades en cultivos

vegetales (Fernaacutendez-Larrea 2001 Infante Martiacutenez Gonzaacutelez amp Reyes 2009)

Estudios realizados en P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a

Mycena citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de

cafeacute causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum

Jaramillo 2012) Viecelli y Stangarlin (2010) obtuvieron resultados similares

contra Pseudocercospora griseola causante de la enfermedad ldquomancha angularrdquo en

cultivos de friacutejol tras rociar la superficie de las hojas de la planta con el extracto

acuoso obtenido del micelio de P sanguineus

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico

Algunas especies de hongos de la familia Polyporaceae producen pigmentos

rojos o anaranjados derivados de aacutecidos polipoacutericos y terpenilquinones los cuales

son causales de la coloracioacuten naranja de los hongos Pycnoporus spp (Veliacutešek y

Cejpek 2011) Los principales compuestos producidos por P sanguineus son

poliporin cinnabarina aacutecido cinabariacutenico y tramesanguina (Henrique Rosa et al

2003) A Smacircnia y colaboradores (1995) demostraron que la cinnabarina tiene

propiedades antibacterianas (Gocenoglu amp Pazarlioglu 2014) capaces de inhibir el

crecimiento de bacterias como Escherichia coli Klebsiella pneumoniae

38

Pseudomonas aeruginosa Salmonella typhi Staphylococcus aureus y miembros

del geacutenero Streptococcus siendo maacutes efectiva para el control de cocos

grampositivos que de bacilos Gram-negativos (E de F A Smacircnia et al 1998)

Ensayos utilizando P sanguineus evidenciaron la efectividad del ergosterol-58-

endoperoacutexido producido contra amastigotes de Leishmania (Viannia) panamensis

(Correa et al 2005)

Es necesario saber que los metabolitos secundarios producidos por esta especie

presentan un gran potencial antioxidante y que su eficiencia de produccioacuten no

necesariamente estaacute relacionada con la velocidad de crecimiento micelial (Borderes

et al 2011a)

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios

El aacutecido feruacutelico es un producto de la degradacioacuten de la lignina por hongos de

podredumbre blanca (Kirk 1971) Falconnier y colaboradores (1994) demostraron

el aacutecido feruacutelico de P cinnabarinus se puede biotransformar en vainillina y alcohol

vainiacutellico a traveacutes de una viacutea reductora o formar metoxihidroquinona a traveacutes de la

descarboxilacioacuten oxidativa La vainillina es una moleacutecula de alto valor comercial

aislada comuacutenmente de vainas de vainilla responsable del aroma y sabor de la

vainilla (Cid-Perez 2011) La demanda actual de alimentos producidos de forma

natural ha estimulado la buacutesqueda de medios alternativos de produccioacuten de

vainillina convirtiendo a los hongos del geacutenero Pycnoporus spp en una excelente

opcioacuten para la obtencioacuten de este aditivo alimentario (Falconnier et al 1994)

26 Marco legal

Seguacuten la Organizacioacuten de los Estados Ibero-americanos (OEI) los cambios y la

destruccioacuten de sus haacutebitats la contaminacioacuten ambiental la inadecuada poliacutetica

forestal la recoleccioacuten de cuerpos fructiacuteferos y la fragmentacioacuten de los ecosistemas

son las pesadillas de los hongos En las uacuteltimas deacutecadas han sufrido un descenso

laquocualitativo y cuantitativoraquo Por su laquopapel crucial en el funcionamiento de los

ecosistemasraquo y consciente de que las setas se han omitido en los programas de

39

conservacioacuten un grupo de micoacutelogos decidioacute realizar en 2003 la primera laquoLista

Roja preliminar de hongos en la Peniacutensula Ibeacutericaraquo que comprende hasta 67

taxones (subdivisiones de una especie) de hongos amenazados Es necesario hacer

una ley que tenga en cuenta los intereses de todos de los recolectores

acostumbrados a tomar sus setas y de la administracioacuten y comunidades autoacutenomas

que deben velar por la conservacioacuten de su patrimonio natural

Legislacioacuten internacional los seres humanos han dependido de la biodiversidad

y especiacuteficamente de los recursos geneacuteticos para producir innovar mejorar y

adaptarla a sus necesidades particulares Antes de la vigencia del Convenio sobre

la Diversidad Bioloacutegica (CDB) el acceso a los recursos geneacuteticos era libre

Normalmente las uacutenicas barreras para el acceso a estos recursos eran las distancias

y las fronteras geograacuteficas el desconocimiento de su existencia su poca adaptacioacuten

a otros ecosistemas su limitada aceptacioacuten o la falta de la verificacioacuten de su utilidad

por parte de otras culturas (Estrella Manosalvas Mariaca Ribadeneira 2005)

En el Convenio sobre diversidad bioloacutegica se define a los recursos geneacuteticos

como ldquomaterial geneacutetico de valor real o potencialrdquo y el material geneacutetico como

ldquotodo material de origen vegetal animal microbiano o de otra iacutendole que contenga

unidades funcionales de la herenciardquo

El principal objetivo de la Federacioacuten Internacional de Colecciones de Cultivo

(WFCC) la cual es un conjunto de comiteacutes comisiones y federaciones (COMCOF)

de la Unioacuten Internacional de Sociedades Microbiologiacutea (IUMS) Unioacuten

Internacional de Ciencias Bioloacutegicas (IUBS) es la promocioacuten y desarrollo de

cultivos de microorganismos y liacuteneas celulares La coleccioacuten de cultivos se debe

realizar de forma segura y de conformidad con las diferentes legislaciones y

regulaciones que controlan este tema en el proceso de aislamiento manipulacioacuten

almacenamiento y distribucioacuten de microrganismo y cultivos celulares hay muchas

etapas en las que se requiere conformidad con la ley regulaciones o convenciones

internacionales una coleccioacuten de cultivos deberiacutea tener conformidad en

Requerimientos en salud y seguridad

40

Clasificacioacuten de los microorganismos en funcioacuten de su riesgo

Regulaciones de cuarentena

Derechos de propiedad intelectual

Convencioacuten sobre diversidad bioloacutegica Informacioacuten segura suministrada al receptor

de los microorganismos

Regulaciones gubernamentales sobre el enviacuteo de cultivos

Control en la distribucioacuten de organismos peligrosos

Tratado de Budapest (para los depoacutesitos de patentes) (WFCC 2010)

Legislacioacuten nacional

Que los artiacuteculos 14 74 275 276 387 388 de la Constitucioacuten de la Repuacuteblica

reconoce el derecho de la poblacioacuten a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente

equilibrado que garantice la sostenibilidad y el buen vivir Declara de intereacutes

puacuteblico la preservacioacuten del ambiente la conservacioacuten de los ecosistemas la

biodiversidad y la integridad del patrimonio geneacutetico del paiacutes la prevencioacuten del

dantildeo ambiental y la recuperacioacuten de los espacios naturales degradados

(Constitucioacuten poliacutetica de la repuacuteblica del Ecuador)

Que el Art 86 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declara de intereacutes

puacuteblico a la conservacioacuten de los ecosistemas la biodiversidad y el patrimonio

geneacutetico del paiacutes a la recuperacioacuten de espacios naturales degradados al

establecimiento de un Sistema Nacional de Aacutereas Naturales Protegidas que

garanticen la conservacioacuten de la biodiversidad y el mantenimiento de los servicios

ecoloacutegicos

Que los Arts 89 242 y 248 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declaran

respectivamente que el Estado tomaraacute medidas orientadas a regular bajo estrictas

normas de bioseguridad la propagacioacuten en el medio ambiente la experimentacioacuten

el uso la comercializacioacuten y la importacioacuten de organismos geneacuteticamente

modificados que la organizacioacuten y funcionamiento de la economiacutea responderaacute

41

entre otros principios al de sustentabilidad y ratifica el derecho soberano del

Estado sobre la biodiversidad promoviendo su conservacioacuten y utilizacioacuten

sustentable con la participacioacuten de las poblaciones involucradas y de conformidad

con los convenios y tratados internacionales Que el Ecuador suscribioacute y ratificoacute el

Convenio sobre la Diversidad Bioloacutegica seguacuten consta en los Registros Oficiales

No 109 del 18 de enero de 1993 y el 146 del 16 de marzo de 1993 El cual regula

la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de la biodiversidad y sus componentes y

establece la participacioacuten justa y equitativa en los beneficios que se deriven de la

utilizacioacuten de los recursos geneacuteticos asociados reconociendo el derecho soberano

que ejercen los Estados sobre sus recursos bioloacutegicos Que el Estado ha suscrito y

ratificado varios Convenios Internacionales relacionados con la conservacioacuten de la

biodiversidad tales como la Convencioacuten sobre Humedales de Importancia

Internacional especialmente como Haacutebitat de Aves Acuaacuteticas o Convencioacuten de

Ramsar la Convencioacuten para la Proteccioacuten del Patrimonio Mundial Cultural y

Natural la Convencioacuten sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas

de Flora y Fauna Silvestres (CITES) Convenio Marco de Cambio Climaacutetico el

Tratado de Cooperacioacuten Amazoacutenica entre los maacutes relevantes Que estaacuten vigentes

en el Ecuador normas de aplicacioacuten regional de la Comunidad Andina de manera

especial las Decisiones de la Comisioacuten del Acuerdo de Cartagena Nos 344 345

391 y 486 relativas a la Propiedad Industrial la proteccioacuten a los Derechos de los

Obtentores de Variedades Vegetales y al Acceso a los Recursos Geneacuteticos Que la

biodiversidad constituye la base del capital natural del paiacutes capaz de proporcionar

un flujo constante de bienes y servicios cuya conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable

permitan satisfacer las necesidades humanas de consumo y produccioacuten y

garanticen el sustento de la vida Que la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de

la biodiversidad son de intereacutes nacional por su importancia econoacutemica ecoloacutegica

geneacutetica social cultural cientiacutefica educativa recreativa y esteacutetica y por lo tanto

tiene un valor estrateacutegico para el desarrollo sustentable presente y futuro del

Ecuador Que siendo el Ecuador uno de los paiacuteses de mayor biodiversidad del

mundo catalogado como mega diverso constituye una prioridad para el paiacutes

proteger su riqueza bioloacutegica y cultural asociada para las generaciones presentes y

futuras ante la preocupante y considerable reduccioacuten y peacuterdida de la biodiversidad

42

como consecuencia de determinadas actividades humanas en el paiacutes Que es

indispensable expedir normas que rijan la conservacioacuten y uso sustentable de la

biodiversidad (Ley para la conservacioacuten y uso sustentable de la biodiversidad

1993)

CAPIacuteTULO VIII De la Investigacioacuten y Capacitacioacuten Forestales

Art 50- El Ministerio del Ambiente promoveraacute realizaraacute y coordinaraacute la

investigacioacuten relativa a la conservacioacuten administracioacuten uso y desarrollo de los

recursos forestales y de las aacutereas naturales del patrimonio forestal

Art 51- Para el cumplimiento de las actividades previstas en el artiacuteculo anterior

al Ministerio del Ambiente le corresponde

a) Crear centros de investigacioacuten sobre especies forestales nativas y exoacuteticas de

fauna y flora silvestres

b) Suscribir convenios relativos a la investigacioacuten capacitacioacuten y educacioacuten

forestales

c) Ejecutar programas de capacitacioacuten y adiestramiento en conservacioacuten

administracioacuten y desarrollo de recursos forestales y aacutereas naturales de patrimonio

del Estado

d) Establecer en coordinacioacuten con el Ministerio de Educacioacuten y Cultura y otras

entidades del sector puacuteblico programas de educacioacuten y divulgacioacuten relativas a los

aspectos mencionados en el literal anterior

e) Organizar cursos de capacitacioacuten forestal y de conservacioacuten conjuntamente

con el Servicio Ecuatoriano de Capacitacioacuten Profesional -SECAP- y otras entidades

y dependencias del sector puacuteblico o privado

f) Las demaacutes que le asignen esta Ley y los reglamentos (Ley forestal y

conservacioacuten de aacutereas 2004)

Toda esta riqueza biodiversa en el Ecuador corre gran peligro de que por falta

de una legislacioacuten que lo proteja sea amenazada por el intereacutes de convertir no en

43

elementos vitales para el Sumak Kawsay sino que apetecido por sus componentes

convertirlos en mercanciacuteas y llevarlos al mercado globalizado De hecho parte de

la destruccioacuten y desaparicioacuten de especies ha sido por falta de una legislacioacuten

responsable y soberana para la proteccioacuten de la biodiversidad asiacute como la

responsabilidad de los gobiernos de turno que no han visto a estos seres vivos como

titulares de derecho (Ley orgaacutenica de la biodiversidad 2011)

El Coacutedigo Orgaacutenico del Ambiente (COA) manifiesta en el Titulo III DE LOS

DERECHOS DEBERES Y PRINCIPIOS AMBIENTALES art5 derecho de la

poblacioacuten a vivir en un ambiente sano

El derecho a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente equilibrado

comprende

1- La conservacioacuten manejo sostenible y recuperacioacuten del patrimonio natural la

biodiversidad y todos sus componentes con respeto a los derechos de la naturaleza

y a los derechos colectivos de las comunas comunidades pueblos y nacionalidades

2- El manejo sostenible de los ecosistemas con especial atencioacuten a los

ecosistemas fraacutegiles y amenazados tales como paramos humedales bosques

nublados bosques tropicales secos y huacutemedos manglares y ecosistemas marinos y

marinos-costeros

3- La intangibilidad del Sistema Nacional de Aacutereas Protegidas en los teacuterminos

establecidos en la constitucioacuten y la Ley

4- La conservacioacuten preservacioacuten y recuperacioacuten de los recursos hiacutedricos

cuencas hidrograacuteficas y caudales ecoloacutegicos asociados al ciclo hidroloacutegico

5- La conservacioacuten y uso sostenible del suelo que prevenga la erosioacuten la

degradacioacuten la desertificacioacuten y permita su restauracioacuten

6- La prevencioacuten control y reparacioacuten integral de los dantildeos ambientales

7- La obligacioacuten de toda obra proyecto o actividad en todas sus fases de

sujetarse al procedimiento de evaluacioacuten de impacto ambiental

44

8- El desarrollo y uso de praacutecticas y tecnologiacuteas ambientalmente limpias y

sanas asiacute como de energiacuteas alternativas no contaminantes renovables

diversificadas y de bajo impacto ambiental

9- El uso experimentacioacuten y el desarrollo de la biotecnologiacutea y la

comercializacioacuten de sus productos bajo estrictas normas de bioseguridad con

sujecioacuten a las prohibiciones establecidas en la Constitucioacuten y demaacutes normativa

vigente

Los principios ambientales deberaacuten ser reconocidos e incorporados en toda

manifestacioacuten de la administracioacuten puacuteblica asiacute como en las providencias judiciales

estos principios son

Responsabilidad integral - Responsabilidad de quien promueve una

actividad que genere o pueda generar impacto sobre el ambiente

Mejor tecnologiacutea disponible y mejores praacutecticas ambientales - El estado

deberaacute promover a los sectores puacuteblicos y privados el desarrollo y uso de

tecnologiacuteas ambientalmente limpias y de energiacutea alternativa no

contaminantes y de bajo impacto que minimicen en todas las fases de una

actividad productiva

TIacuteTULO I DE LA CONSERVACIOacuteN DE LA BIODIVERSIDAD

Articulo 31- La conservacioacuten de la biodiversidad se realizaraacute in situ o ex situ

en funcioacuten de sus caracteriacutesticas ecoloacutegicas niveles de endemismo categoriacutea de

especies amenazadas de extincioacuten para salvaguardar el patrimonio bioloacutegico de la

erosioacuten geneacutetica

Articulo 32- Se promoveraacuten y regularaacuten las investigaciones cientiacuteficas in situ

y ex situ que comprendan actividades de extraccioacuten coleccioacuten recoleccioacuten

importacioacuten movilizacioacuten transportacioacuten exportacioacuten y disposicioacuten temporal o

final de especies de vida silvestre

Articulo 33- La biodiversidad terrestre insular marina y dulceacuiacutecola seraacute

conservada in situ Se procuraraacute el uso sostenible de sus componentes de forma tal

45

que no se ocasione su disminucioacuten a largo plazo para mantener su potencial de

satisfacer las necesidades de las generaciones presentes y futuras

Articulo 35- Para la proteccioacuten de la vida silvestre se establecen las siguientes

condiciones a las personas naturales y juriacutedicas

1 Conservar las especies de vida silvestre en su habitad natural prohibiendo

su extraccioacuten salvo las consideraciones para investigacioacuten repoblacioacuten de

especies con cualquier tipo de amenaza y las establecidas en este coacutedigo

2 Reconocer el uso tradicional y el aprovechamiento de las especies de vida

silvestre por motivos de subsistencia o por praacutecticas culturales medicinales

3 Promover investigaciones sobre vida silvestre para difundir el

bioconocimiento dentro del territorio nacional

Articulo 66- Son medios de conservacioacuten de especies de vida silvestre los que

se detallan a continuacioacuten

Viveros

Jardines botaacutenicos

Zooloacutegicos

Centros de criacutea y reproduccioacuten sostenible

Centros de rescate y rehabilitacioacuten

Bancos de germoplasma

Acuarios

TIacuteTULO IV RECURSOS GENEacuteTICOS Y SUS DERIVADOS

BIOSEGURIDAD BIOCOMERCIO

Artiacuteculo 72- Los derechos otorgados sobre los recursos bioloacutegicos no conceden

derecho alguno sobre los recursos geneacuteticos o sus derivados no sobre los

conocimientos colectivos asociados a estos Las investigaciones realizadas sobre

los recursos geneacuteticos deberaacuten ser sistematizadas y ser recopiladas por el Instituto

Nacional de Biodiversidad

Artiacuteculo 75- Las normas de bioseguridad regularaacuten los productos de la

biotecnologiacutea moderna con el objeto de contribuir a la conservacioacuten y el uso

46

sostenible de la biodiversidad y garantizar los derechos de la salud humana y el

ambiente

Articulo 80- La Autoridad Ambiental Nacional regularaacute el biocomercio para

lo cual deberaacute considerar los objetivos de la conservacioacuten de la biodiversidad la

sostenibilidad social econoacutemica y ambiental asiacute como la distribucioacuten justa de los

beneficios de conformidad con las disposiciones de este coacutedigo

En los uacuteltimos antildeos se ha observado la accioacuten paralela de numerosas

organizaciones gubernamentales y no gubernamentales universidades

comunidades e individuos que han desplegado acciones en favor de la

biodiversidad del rescate de los conocimientos praacutecticas e innovaciones

relacionados a eacutesta y de la documentacioacuten o desarrollo de meacutetodos para la

conservacioacuten y utilizacioacuten sostenible de estos recursos entre otras acciones

El lograr la conservacioacuten y uso sostenible de la biodiversidad implica lograr

beneficios para el ser humano sin agotar el recurso y asegurar las posibilidades de

aprovechamiento de la biodiversidad para las proacuteximas generaciones En este

sentido la biodiversidad puede conservarse mediante dos estrategias

bull La estrategia de conservacioacuten in situ

bull La estrategia de conservacioacuten ex situ (Estrella amp col 2005)

47

3 MARCO METODOLOacuteGICO

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa

Pycnoporus spp

El objetivo de este experimento es aislar identificar y caracterizar la cepa nativa

ecuatoriana del hongo Pycnoporus spp

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de Pycnoporus sanguineus

48

311 Materiales y meacutetodos

El trabajo experimental se realizoacute en el laboratorio de Biotecnologiacutea Fuacutengica del

Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente (CEBA) en convenio con el

Ingenio Azucarero del Norte (IANCEM) localizado en la Ciudad de Ibarra a 2241

msnm (UTM WGS84 17 N 816705 Este 36766 Norte) con una temperatura

promedio de 18 degC

3111 Aislamiento

La muestra de hongo Pycnoporus spp se recolectoacute de un bosque de la ciudad de

Tena a una altitud de 543 msnm UTM WGS84 18N 186566 Este 9891710 Norte

la misma se encontroacute creciendo naturalmente en troncos de la madera piguumle

(Pollalesta discolor) en proceso de descomposicioacuten

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus

49

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de Pollalesta discolor

Para la presente investigacioacuten la reproduccioacuten celular se realizoacute tanto por medio

de tejido como por esporas en un medio rico en Agar Papa Dextrosa (PDA) y Agar

extracto de Malta (MEA) siguiendo la teacutecnica descrita por Pineda (2014) se

preparoacute el medio con agua destilada y se esterilizoacute por 15 minutos en autoclave a

15 PSI y 121 degC El medio esteacuteril se sirvioacute en caja petri y se procedioacute a inocular

con tejido y espora de la especie seleccionada (Pineda 2014) Las muestras

inoculadas se incubaron a 22 degC y se observoacute el crecimiento del hongo durante seis

diacuteas

3112 Identificacioacuten

La identificacioacuten fue realizada por el laboratorio especializado IDgen-

Identificacioacuten Molecular localizado en la ciudad de Quito Para ello se usoacute dos

muestras de cepas puras de la especie Pycnoporus previamente aisladas con coacutedigo

CEBA-T-PS-010116 son cultivos axeacutenicos de hongos creciendo en agar

Se realizoacute la identificacioacuten molecular de microorganismos (Extraccioacuten de ADN

Amplificacioacuten de barcode secuenciacioacuten estaacutendar ensamblaje de productos de

50

PCR y buacutesqueda en base de datos) El meacutetodo de determinacioacuten se realizoacute por

identificacioacuten molecular por barcoding

Los procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR se

describen en el detalle de protocolos (anexo 1) Los productos de PCR fueron

depurados previo a su secuenciacioacuten El producto de amplificacioacuten limpio y los

primeros ITS1 ITS4 ITS5 EF1-983F EF1-2218R fueron utilizados para la

secuenciacioacuten con el meacutetodo SANGER Se limpiaron y ensamblaron las secuencias

obtenidas con el programa bioinformaacutetico GENEIOUS y se compararon las

secuencias ensambladas con la base de datos de nucleoacutetidos de GenBank

3113 Caracterizacioacuten

La caracterizacioacuten del Pycnoporus sanguineus estudiada se realizoacute a traveacutes del

anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico el cual se realizoacute en el laboratorio del INIAP

localizado en la ciudad de Quito Se realizoacute un anaacutelisis proximal macro y micro

elementos siguiendo las normas y meacutetodos de la institucioacuten

312 Resultados y discusioacuten

3121 Aislamiento

En la figura 34 se presenta los cuerpos fructiacuteferos de los hongos Pycnoporus

sanguineus que se recolectaron en la ciudad del Tena Ecuador los mismos que se

almacenaron en bolsa de polietileno y se llevaron al laboratorio

51

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno

En la figura 35 se presenta el proceso de preparacioacuten del medio de cultivo para la

especie nativa

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA

52

En la figura 36 y 37 se presenta el procedimiento para la obtencioacuten de esporas

tejido e inoculacioacuten de la especie nativa de Pycnoporus spp

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo

En la figura 38 se presenta el cultivo de Pycnoporus spp creciendo en un medio

rico luego de 6 diacuteas de incubacioacuten a 22 degC el mismo que se procedioacute a su

purificacioacuten por la teacutecnica de repique hasta lograr una cepa pura la cual fue

53

codificada como CEBA-T-PS-010116 y almacenada en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos del CEBA

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus sanguineus

(Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et al 2015a E de F A Smacircnia Smacircnia Juacutenior

amp Loguercio-Leite 1998 Vikineswary et al 2006) coinciden con la teacutecnica

utilizada en la presente investigacioacuten (Pineda 2014) realizar el aislamiento en un

medio de cultivo Agar Papa Dextrosa mientras (Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et

al 2015a) utilizaron como medio de cultivo Agar Harina Integral de Trigo asiacute como

(Acosta et al2010 Atteke y col 2013 Cruz Muntildeoz et al 2015a Machuca amp

Ferraz 2001 Schliephake et al 1993 Uzan et al 2010) manifiestan utilizar como

medio de cultivo Agar Extracto de Malta a esto antildeade (Cruz Muntildeoz et al 2015)

utilizar como medio de cultivo medios afines al material vegetal de donde se

recolectoacute y (Boumlse 1946) utiliza Medio Czapek-Dox con sulfato de manganeso

algunas veces adicionado con extracto de semillas de guisantes o salvado de trigo

Seguacuten (Cruz Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll et al2000b Schliephakeet al 1993)

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura

54

3122 Identificacioacuten

El ADN de cada una de las muestras fue extraiacutedo y con el fin de identificar la

calidad de la extraccioacuten se realizoacute una electroforesis Las extracciones de ADN

genoacutemico obtenidos evidencian una calidad alta y una concentracioacuten superior a 400

ng de ADN por cada 8 ul de extracto Se utilizoacute las extracciones de ADN

pertenecientes a las muestras para la amplificacioacuten del fragmento ITS Se puede

evidenciar que no existen productos de amplificacioacuten para las muestras por lo que

para estas se decidioacute amplificar un fragmento del factor de elongacioacuten 1 alfa (EF1a)

Adicionalmente se diluyeron las muestras hasta una concentracioacuten de 30nguL

para descartar procesos inhibitorios de la PCR debido a una elevada concentracioacuten

de ADN previo a su utilizacioacuten en el ensamblaje de la PCR

Se determina que la cepa nativa estudiada codificada como CEBA-T-PS-

010116 corresponde a la especie Trametes sanguinea en la longitud 652 949

de calidad y 99 de identidad en el fragmento ITS

En el meacutetodo utilizado para la identificacioacuten coincido con (Cruz Muntildeoz y col

2015) el cual manifiesta La identificacioacuten se realizoacute a nivel molecular para lo cual

se enviaron dos muestras de colonias puras (punta de hifa) al laboratorio de la

Estacioacuten Nacional de Epidemiologiacutea Cuarentena y Saneamiento Vegetal en

Quereacutetaro Quereacutetaro para la extraccioacuten del ADN ribosomal y su amplificacioacuten

secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes del Centro

Nacional para la Informacioacuten Biotecnoloacutegica (NCBI EEUU)

De acuerdo con la base de datos Catalogue of Life la especie estudiada se

clasifica

Filo Basidiomicota

Clase Agaricomicetes

Orden Polyporales

Familia Polyporaceae

Geacutenero Pycnoporus

Especie sanguineus

55

Los sinoacutenimos para Pycnoporus sanguineus (L) (Murrill 1904) (nombre

vaacutelido) son Trametes sanguinea (L) (Lloyd 1924) Trametes sanguinea var

intermedia (Corner 1989) Trametes sanguinea var major (Corner 1989)

Trametes sanguinea var sanguinea (L) (Lloyd 1924) determinaacutendose que la

especie nativa ecuatoriana pertenece a la especie Pycnoporus sanguineus(Roskov

Y 2016)

3123 Caracterizacioacuten

De los resultados obtenido para el anaacutelisis proximal por el laboratorio del INIAP

se determina que la cepa nativa de Pycnoporus sanguineus tiene una humedad

1112 cenizas 209 EE (Extracto eteacutereo) 089 proteiacutena 1372 fibra

3418 ELN (Extracto libre de nitroacutegenos) 4912 Para el anaacutelisis de minerales

macro elementos se determinoacute que contiene calcio 027 foacutesforo 035 magnesio

006 potasio 052 sodio 001 Para micro elementos cobre 3ppm hierro 136

ppm manganeso 54 ppm zinc 58 ppm En la literatura se encuentra los

metabolismos secundarios asiacute tenemos que (Atteke et al 2013) (Berrio et al 2007)

(Camarero et al 2004) (Camarero et al 2005 ME Eugenio et al 2010) (Lu et al

2007b Machuca amp Ferraz 2001) (Madhavi amp Lele 2009 Munusamy et al 2008

Ramiacuterez-Cavazos et al 2014) (Sigoillot et al 2002 2004) (Xu et al 2000)

manifiestan la produccioacuten de lacasa ademaacutes antildeade (Boumlse 1946 Henrique Rosa et

al 2003) la produccioacuten de poliporina (Achenbach amp Blumm 1991 Acosta et al

2010 Cruz Muntildeoz et al 2015ordf Dias amp Urban 2009 A Smacircnia et al 2003 E de

F A Smacircnia et al 1998) manifiestan la produccioacuten de Cinabarina fenoxacina otra

consideracioacuten la hace (Achenbach amp Blumm 1991) el cual manifiesta la

produccioacuten O-acetyl-cinabarina pero ninguno de los autores anteriormente

mencionados manifiesta la caracteriacutesticas quiacutemicas a nivel proximal y de minerales

de la especie

56

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es desarrollar un protocolo para la conservacioacuten

de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

321 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue aislada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego

se inocularon con la cepa nativa seleccionada y se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC

Los tubos colonizados fueron liofilizados en un equipo liofilizador de bandejas

marca VirTiswizard 20 a una temperatura de -40ordmC por 26 horas a una presioacuten de

57

vaciacuteo de 300 atm la cepa liofilizada fue depositada en el banco de recursos

geneacuteticos microbianos del CEBA (Pineda 2014) para su conservacioacuten

322 Resultados y discusioacuten

En la figura 310 se presenta el procedimiento para el cultivo de Pycnoporus

sanguineus en tubos se observa el crecimiento del micelio en los dos medios de

cultivo (MEA y PDA) a una temperatura de 22 ordmC durante 6 diacuteas

En la figura 311 y 312 se presenta el procedimiento para la liofilizacioacuten de las

muestras de Pycnoporus sanguineus como se observa se coloca los tubos de ensayo

con las cepas cultivadas en la bandeja y luego se carga el liofilizador el cual arranca

su operacioacuten con una temperatura de 15 ordmC disminuyendo la temperatura durante 8

horas hasta llegar -50 degC como se observa en la figura 311 disminuyendo 10 ordmC

cada hora durante 8 horas hasta llegar a ndash 50 ordmC luego empieza el proceso de secado

en el cual se aumenta la temperatura 10 ordmC durante 18 horas hasta llegar a 40 ordmC a

un presioacuten de vaciacuteo de menos 300 atm

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten

58

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus

En la figura 313 se presenta la muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

como se observa luego de 26 horas en el liofilizador las muestras estaacuten totalmente

deshidratadas y listas para el protocolo de conservacioacuten

59

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

Existen meacutetodos de conservacioacuten por liofilizacioacuten para otras especies en la cual

los autores solo recomiendan que es el mejor meacutetodo para conservacioacuten sin

embargo no se establece un procedimiento para realizar esta teacutecnica y mucho

menos se encontroacute informacioacuten sobre el proceso de liofilizacioacuten para la especie

Pycnoporus sanguineus en la presente investigacioacuten queda establecido el

procedimiento a seguir para conservar por esta teacutecnica la especie estudiada

Al conservar la especie a largo plazo se garantiza que por el deterioro o

destruccioacuten del ecosistema la especie no desaparezca aportando con la cepa nativa

en

Ambiental- el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de compuestos

recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su sistema

enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en aserraderos

(Kirk 1971) P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a Mycena

citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de cafeacute

causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum Jaramillo

2012)

60

Econoacutemico - La implementacioacuten de este proyecto a escala industrial generariacutea

ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa nativa

ecuatoriana Pycnoporus sanguineus

Social - Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial farmaceacuteutico

En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la sangre eliminar

verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas menopaacuteusicos y

del vientre

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es seleccionar el mejor medio de cultivo para la

produccioacuten de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus a partir de cepa

liofilizada

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de Pycnoporus sanguineus

331 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue liofilizada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

61

Disentildeo experimental la experimentacioacuten se planificoacute con un disentildeo

completamente al azar (DCA) con cinco reacuteplicas y completamente aleatorio El

factor de estudio fue el medio de cultivo con los niveles MEA y PDA como variable

de respuesta se establecioacute la velocidad de crecimiento lineal de la cepa del hongo

Los paraacutemetros de operacioacuten como la temperatura y la presioacuten se mantuvieron

contaste a 22degC y 101 325 Pa como factor de ruido se consideroacute el nivel de luz

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en cajas petri y luego se

inocularon con cepa nativa de Pycnoporus sanguineus y se incubaron por 7 diacuteas a

22 degC se tomoacute las medidas de crecimiento (Pineda 2014)

332 Resultados y discusioacuten

En la tabla 31 se presenta la matriz de resultados experimentales como se

observa el tratamiento 1 tiene la mayor velocidad de crecimiento lineal medida en

mmdiacutea

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada

Tratamientos Velocidad de crecimiento

MEA PDA

1 392 292

2 383 292

3 375 283

4 383 275

5 392 283

Valor promedio (Ẋ) 385 285

Varianza (Ợ2) 000515 000515

Desviacioacuten estaacutendar (Ợ) 00717635 00717635

Coeficiente de varianza (CV) 186399 251802

62

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

MEDIOS Media Error tiacutep Intervalo de confianza 95

Liacutemite inferior Liacutemite superior

MEA 3850 032 3776 3924

PDA 2850 032 2776 2924

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

385 a

285 b

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA

Vel

oci

dad

de

crec

iem

ien

to

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA MEA PDA PDA MEA PDA PDA MEA MEA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Velocidad Promedio Limete superior Limete inferior

63

Anaacutelisis de varianza

En la tabla 33 se presenta el anaacutelisis de varianza que descompone la varianza de

Velocidad en dos componentes un componente entre-grupos y un componente

dentro-de-grupos La razoacuten-F que en este caso es igual a 485437 es el cociente

entre el estimado entre-grupos y el estimado dentro-de-grupos Puesto que el valor-

P de la prueba-F es menor que 005 existe una diferencia estadiacutesticamente

significativa entre la media de Velocidad entre un nivel de Medio y otro con un

nivel del 950 de confianza

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio

Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razoacuten-F Valor-P

Entre grupos 25 1 25 48544 00000

Intra grupos 00412 8 000515

Total (Corr) 25412 9

Pruebas de Rangos Muacuteltiple para Velocidad por Medio (950 LSD)

Se aplica un procedimiento de comparacioacuten muacuteltiple para determinar cuaacuteles

medias son significativamente diferentes de otras La mitad inferior de la salida

muestra las diferencias estimadas entre cada par de medias En la parte superior de

la tabla 34 se han identificado 2 grupos homogeacuteneos seguacuten la alineacioacuten de las Xs

en columnas No existen diferencias estadiacutesticamente significativas entre aquellos

niveles que compartan una misma columna de Xs El meacutetodo empleado

actualmente para discriminar entre las medias es el procedimiento de diferencia

miacutenima significativa (LSD) de Fisher Con este meacutetodo hay un riesgo del 50 al

decir que cada par de medias es significativamente diferente cuando la diferencia

real es igual a 0

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher

Medio Casos Media Grupos Homogeacuteneos

PDA 5 285 X

MEA 5 385 X

64

Como se observa la mayor velocidad de crecimiento lineal se presenta cuando

se trabaja con MEA con una velocidad promedio de 385 mmdiacutea Identificando

que el mejor medio para la produccioacuten del hongo es el Agar Extracto de Malta

(MEA)

En la figura 317 se observar el crecimiento de la cepa y determinar la velocidad

de crecimiento lineal en los medios de cultivo estudiados

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa

(Acosta-Urdapilleta et al 2010) manifiesta de que las velocidades maacutes altas de

crecimiento fueron de 9 mm diacutea utilizando sustratos hervidos encino lirio trigo y

avena y la menor velocidad 2 mm diacutea se dio con el tratamiento bajo cedro con

PDA obtiene velocidades de crecimiento de 17 a 35 mmdiacutea (Cruz Muntildeoz et al

2015) manifiesta que obtuvo velocidades de crecimiento de 48 mmdiacutea con

extracto de casuarina y 61 mmdiacutea con extracto de mango coincido con Acosta

(2016) en la velocidad al utilizar extracto PDA ya que en la presente investigacioacuten

obtuvimos velocidad de crecimiento 285 mmdiacutea sin embargo el mejor medio de

cultivo utilizado es MEA con 385 mmdiacutea

65

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de

Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

El objetivo de este acaacutepite es realizar una ficha para la conservacioacuten de la cepa de

Pycnoporus sanguineus

341 Introduccioacuten

Al determinar en queacute medio de cultivo tuvo mayor velocidad de crecimiento la

cepa seleccionada se deberiacutea tener un registro en un banco de recursos geneacuteticos

microbianos que garanticen la conservacioacuten de la cepa para en un futuro aprovechar

de manea sustentable el recurso fuacutengico

Ecuador posee un vasto territorio con una riqueza microbioloacutegica muy amplia y

poco estudiada por lo que la conservacioacuten de los recursos geneacuteticos propios de

nuestros ecosistemas resulta esencial para evitar la peacuterdida de biodiversidad y el

acceso a genomas y oportunidades diferentes a las de otras regiones geograacuteficas

Sin embargo nuestro paiacutes no posee auacuten una ley de Acceso a sus recursos geneacuteticos

ni tiene sistematizados los bancos donde estos recursos se conservan

El objetivo de establecer el banco de recursos geneacuteticos microbianos potenciales

para el desarrollo de la Biorefineria ecuatoriana mediante la identificacioacuten

aislamiento cultivo y conservacioacuten de cepas puras que permitan el maacuteximo

aprovechamiento de las materias primas utilizando como insumo la biodiversidad

ecuatoriana en el marco del desarrollo sostenible (Pineda 2016) banco de

recursos geneacuteticos microbianos es el reguardo inalterable del patrimonio geneacutetico

nacional de microorganismos Para esto se debe contar con infraestructura y

equipos de laboratorio contar con profesionales especialistas en el manejo

conservacioacuten y preservacioacuten de cepas nativas fuacutengicas A traveacutes de procesos de

liofilizacioacuten se conservan las cepas por un periodo determinado Respaldos de las

muestras y efectivas medidas de seguridad aseguraran que la cepa se mantendraacute en

condiciones oacuteptimas De esta manera se permitiraacute potenciar la innovacioacuten cientiacutefica

local y posesionar a Ecuador como un centro tecnoloacutegico siendo su principal

objetivo la conservacioacuten a largo plazo de cepas propios de la geografiacutea ecuatoriana

66

ya que estaacuten bajo permanente amenaza de desaparecer ya sea por acciones humanas

o situaciones naturales

Con la creacioacuten del banco de recursos geneacuteticos microbianos se lograriacutea

Preservar y proteger los recursos geneacuteticos

Contribuir y propiciar su uso ordenado racional y sustentable

Coadyuvar las acciones de recoleccioacuten aislamiento identificacioacuten

caracterizacioacuten potenciacioacuten uso y preservacioacuten

Difundir la importancia estrateacutegica de conservacioacuten del medio ambiente

entre a comunidad cientiacutefica y la poblacioacuten en general

Preservar proteger mejorar y promover el uso sustentable de la riqueza

geneacutetica del paiacutes

El hongo Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial

farmaceacuteutico En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la

sangre eliminar verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas

menopaacuteusicos y del vientre (Acosta 2016) Los cientiacuteficos del banco brasilentildeo

estaacuten intentando domesticar o producir en laboratorios el hongo Pycnoporus

sanguineus ya que tiene fines terapeacuteuticos por ejemplo sentildeala que la

especie Pycnoporus sanguineus es usada por indiacutegenas amazoacutenicos para tratar

uacutelceras y caacutencer Y agrega que si se lograse su cultivo artificial con cepas

vigorosas podriacutea servir en otros laboratorios para investigaciones de caraacutecter

quiacutemico y biotecnoloacutegico por sus propiedades farmacoloacutegicas (BBC 2015) La

definicioacuten de la produccioacuten anual de hongo fresco se realiza teniendo en cuenta las

poliacuteticas y estrategias concebidas dentro del Plan Nacional de Desarrollo del

Ecuador Entre las estrategias se establece el fomento a la produccioacuten para el

consumo interno mediante el apoyo financiero y teacutecnico a pequentildeos y medianos

productores y a las comunidades campesinas (SEMPLADES 2009) El costo de

cepas de Pycnoporus sanguineus no se encontroacute sin embargo el costo para otras

especies es de 150 USD por lo que tener conservada las cepas no solo seriacutea rentable

sino tambieacuten se deja abierto para futuras investigaciones

67

342 Ficha Pycnoporus sanguineus

68

69

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus

Codigo

Bacteria Hongo x

Denominacion de la cepa utilizada por el depositante

Si x No

Si No x

Si No x

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3

Humanos Animales Plantas

CEBA-T-PS-010116TIPO DE MICROORGANISMO

Nombre cientiacutefico

iquestConoce el tipo de cepa

iquestEl microorganismo alberga un plagravesmido natural

iquestSe manipulo geneacuteticamente al microorganismo

DESIGNACIOacuteN DE LA CEPA

Pycnoporus sanguineus

INFORMACIOacuteN RELATIVA

William Goacutemez

Ecuador

Napo Tena UTM 18 S 186563 9891708

1472016

Fuente

Paiacutes de origen

Provincia Ciudad si es posible latitud y longitud

Fecha de recoleccioacuten

5102016

Datos de muestreo

Aislamiento de la cepa

Provincia Ciudad donde fue aislado

Si no aisloacute la cepa siacutervase indicar a los cientiacuteficos o

laboratorios que lo hicieron

Aislado por

Imbabura Ibarra

Dr Julio Pineda

William GoacutemezRecolectado por

Fecha del aislamiento

Evaluacioacuten del riesgo

Grupo de riesgo

Patoacutegeno para

Temperatura 23 ordmC Tiempo de encuvacioacuten

iquestEste microorganismo sobrevive a la congelacioacuten Si x No

Nombre

Institucioacuten

Direccioacuten

Email

Teleacutefono

Fecha

Firma

26 dias

CRECIMIENTO Y MANTENIMIENTO

Meacutetodo usado para la identificacioacuten de la cepa Secuenciacioacuten ADN

Motivo del deposito (Aplicaciones biotecnologicas control de calidad etc) Conservacioacuten

INFORMACIOacuteN ADICIONAL

Requerieintos especiales (Luz gas etc)

Medio de cultivo Agar malta

1522017

IFORMACIOacuteN DE LA PERSONA QUE DEPOacuteSITA

William Goacutemez

CEBA

Tena 8-20 y Tungurahua

williamedissnyahooes

983000610

70

4 CONCLUSIONES

Se establecioacute un protocolo para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten

del hongo nativo Pycnoporus spp aislado de la ciudad del Tena lo cual

representa un aporte al desarrollo cientiacutefico y tecnoloacutegico

Por primera vez se desarrolla un procedimiento para la conservacioacuten de la cepa

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus por liofilizacioacuten meacutetodo que

garantiza la conservacioacuten de la especie por maacutes de 23 antildeos y su manejo de forma

sostenible generando valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana

Se establecioacute que el mejor medio para la produccioacuten de la cepa pura de

Pycnoporus sanguineus es el Agar Extracto de Malta con una velocidad de

crecimiento lineal de 385 mmdiacutea lo cual representa un aporte al desarrollo de

las tecnologiacuteas de produccioacuten fuacutengica

Se presenta una ficha y registro de la cepa Pycnoporus sanguineus lo cual

permitiraacute generar valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana y

principalmente la conservacioacuten de la especie

5 RECOMENDACIONES

Se recomienda aislar identificar y caracterizar nuevas especies nativas del

geacutenero Pycnoporus spp que permita incrementar el patrimonio del banco de

recursos geneacuteticos microbianos (BRGM)

Desarrollar la tecnologiacutea de produccioacuten de cepas nativas en las escalas de banco

y piloto con la finalidad de consolidar el Know How con posibilidades de

patentar los procedimientos

Desarrollar la tecnologiacutea a escala de laboratorio para la produccioacuten de biomasa

de cuerpo fructiacutefero de Pycnoporus spp con fines a su aplicacioacuten en la industria

farmaceacuteutica y enzimaacutetica

71

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87

7 ANEXOS

Anexo 1 Procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR

88

89

90

91

92

93

Anexo 2 Resultados anaacutelisis bromatoloacutegico Pycnoporus sanguineus

94

Anexo 3 Metabolitos producidos por las especies de Pycnoporus

Metabolito Especie Referencia

Lacasas P cinnabarinus P coccineus

P sanguineus

(Atteke y col 2013 Berrio Plou

Ballesteros Martiacutenez y Martiacutenez 2007

Camarero y col 2004 Camarero Ibarra

Martiacutenez y Martiacutenez 2005 ME Eugenio y

col 2010 Lu y col 2007b Machuca y

Ferraz 2001 Madhavi y Lele 2009

Munusamy y col 2008 Ramiacuterez-Cavazos y

col 2014 Sigoillot y col 2002 2004 Xu y

col 2000)

Peroxidasas extracelulares

(Lignin Versaacutetil y

Manganeso Peroxidasa)

P cinnabarinus P coccineus (Levasseur y col 2014 Machuca y Ferraz

2001)

Celulasas

(β-glucosidasas

Xilanasas)

P cinnabarinus P coccineus (Bey Berrin Poidevin y Sigoillot 2011

Machuca y Ferraz 2001 Sigoillot y col

2002)

Celobiosa deshidrogenasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col 2002)

Galactosidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara Hayashi y

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F A Smacircnia y col 1998)

O-acetyl-cinabarina P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Dias y Urban 2009 Gocenoglu

y Pazarlioglu 2014)

Tramesanguina P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez

Adame y col 2010)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Pycnoporina P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

95

Metabolito Especie Referencia

2-amino-fenoxazin-3-ona P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Pycnosanguina eacuteter

fenoxacina

P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Dias y Urban

2009)

5-6- dihidroergosterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol peroacutexido P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings Pilawa

Theobald y Berger 2001 Stentelaire y col

2000)

96

Anexo 4 Principales compuestos bioactivos obtenidos de Pycnoporus spp

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Lacasas Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Eggert y col 1996 Machuca y

Ferraz 2001 Sigoillot y col 2002

Xu y col 2000)

P sanguineus (Ramiacuterez-Cavazos y col 2014)

Antiinflamatoria P cinnabarinus (Madhavi y Lele 2009)

Biorremediacioacuten de aguas

residuales

P coccineus (Berrio y col 2007 Jaouani

Guilleacuten Penninckx Martiacutenez y

Martiacutenez 2005)

P cinnabarinus (Munusamy y col 2008)

Degradacioacuten de colorantes

sinteacuteticos

P cinnabarinus (Camarero y col 2005)

P sanguineus (Atteke y col 2013 Lu y col

2007b)

Blanqueo de pulpa para papel P cinnabarinus (Camarero y col 2004 Sigoillot y

col 2004)

P sanguineus (ME Eugenio y col 2010)

Peroxidasas

totales

Enzima ligninoliacutetica P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Lignin

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Manganeso

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Versaacutetil

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

β-glucosidasas Enzimas celulasas P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

P cinnabarinus (Bey y col 2011)

Xilanasas Enzimas celulasas P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col

2002)

P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Celobiosa

deshidrogenasa

Enzima oxidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoilloty col

2002)

Galactosidasa Enzima hidrolasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara y col

1981)

DDMP Antifuacutengico P sanguineus (Teoh y col 2011)

97

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Poliporina Anmicrobiano P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col

2003)

Cinabarina (3-

fenoxacina)

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010

Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Antimicrobiana P sanguineus (E de F A Smacircnia y col 1998)

Antiviral P sanguineus (A Smacircnia y col 2003)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

O-acetyl-

cinabarina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido

cinabariacutenico

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Antibacterial P cinnabarinus (Gocenoglu y Pazarlioglu 2014)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Tramesanguina Pigmento P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Pycnoporina Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina Pigmento P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

2-amino-

fenoxazin-3-ona

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

pycnosanguin

eacuteter fenoxazina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antimocrobiano P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antiviral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

5-6-

dihidroergostero

l

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol

peroacutexido

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina Saborizante aromatizante P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings y

col 2001 Stentelaire y col 2000)

98

Page 4: MAESTRIA EN GESTIÓN SUSTENTABLE DE RECURSOS NATURALES

3

DEDICATORIA

A mi esposa por ese optimismo que siempre me impulsoacute a seguir adelante y el

apoyo incondicional desde el inicio de mis estudios de la maestriacutea a mis hijos

Andreeacute y Juan Joseacute por todas las veces que no pudieron tener a su padre a tiempo

completo

A mis familiares y amigos que siempre tuvieron una palabra de apoyo para miacute

durante mis estudios

4

AGRADECIMIENTO

A todas instituciones que aportaron para llevar a cabo esta investigacioacuten de manera

muy especial al Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente (CEBA) al

Ingenio Azucarero del Norte (IANCEM) y a la Universidad Teacutecnica del Norte

(UTN)

Aquellas personas que compartieron sus conocimientos para hacer posible la

culminacioacuten de esta investigacioacuten De manera especial al Ing Julio Pineda Insuasti

PhD tutor de este trabajo por su ayuda y seguimiento al mismo

5

UNIVERSIDAD TEacuteCNICA DEL NORTE

INSTITUTO DE POSTGRADO

BIBLIOTECA UNIVERSITARIA

AUTORIZACIOacuteN DE USO Y PUBLICACIOacuteN A FAVOR DE LA

UNIVERSIDAD TEacuteCNICA DEL NORTE

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LA OBRA

La Universidad Teacutecnica del Norte dentro del proyecto Repositorio Digital

Institucional determinoacute la necesidad de disponer de textos completos en formato

digital con la finalidad de apoyar los procesos de investigacioacuten docencia y

extensioacuten de la Universidad

Por medio del presente documento dejo sentada mi voluntad de participar en este

proyecto para lo cual pongo a disposicioacuten la siguiente informacioacuten

DATOS DE CONTACTO

CEacuteDULA DE

IDENTIDAD

1001977030

APELLIDOS Y

NOMBRES

Goacutemez Andrade William Edisson

DIRECCIOacuteN Tena 8-20 y Tungurahua

EMAIL williamedissonyahooes

TELEacuteFONO FIJO 062607022 TELEacuteFONO

MOacuteVIL

0983000610

6

DATOS DE LA OBRA

TIacuteTULO Desarrollo de un proceso para el aislamiento conservacioacuten

y produccioacuten del hongo medicinal oreja de palo (Pycnoporus

spp) a partir de la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana

AUTOR (ES) Goacutemez Andrade Willian Edisson

FECHA 09 de junio del 2017

SOLO PARA TRABAJOS DE GRADO

PROGRAMA PREGRADO POSGRADO

TITULO POR EL QUE

OPTA

Magiacutester en Gestiograven Sutentable de los Recursos Naturales

ASESOR DIRECTOR Ing Julio Amilcar Pineda Insuasti (PhD)

2 AUTORIZACIOacuteN DE USO A FAVOR DE LA UNIVERSIDAD

Yo William Edisson Goacutemez Andrade con ceacutedula de ciudadaniacutea Nro 1001977030

en calidad de autor y titular de los derechos patrimoniales de la obra o trabajo de

grado descrito anteriormente hago entrega del ejemplar respectivo en formato

digital y autorizo a la Universidad Teacutecnica del Norte la publicacioacuten de la obra en

el Repositorio Digital Institucional y uso del archivo digital en la Biblioteca de la

Universidad con fines acadeacutemicos para ampliar la disponibilidad del material y

como apoyo a la educacioacuten investigacioacuten y extensioacuten en concordancia con la Ley

de Educacioacuten Superior Artiacuteculo 144

x

x

x

x

x

x

7

8

9

RESUMEN

En Ecuador no se conoce el protocolo de aislamiento conservacioacuten y produccioacuten a

escala laboratorio de la cepa nativa Pycnoporus sanguineus El cuerpo fructiacutefero

se recolecto en la ciudad del Tena misma que se encontraba en troncos en

descomposicioacuten de Pollalesta discolor La reproduccioacuten celular se realizoacute tanto

por medio de tejido como por esporas en un medio rico en PDA se encubaron a 22

ordmC durante seis diacuteas se procedioacute a la purificacioacuten de la cepa por la teacutecnica de

repique hasta lograr una cepa pura La identificacioacuten fue realizada por laboratorios

IDgen en la cual se determinoacute 99 de identidad en el fragmento ITS es Pycnoporus

sanguineus En el anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico se determinoacute que la especie tiene

un ELN de 4912 para el anaacutelisis de macro elementes se encontroacute en mayor

cantidad potasio 052 micro elementos como hierro 136 ppm Para la

conservacioacuten de la cepa se aplicoacute la teacutecnica de la liofilizacioacuten se preparoacute dos

medios de cultivo MEA y PDA se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego se

inocularon con la cepa nativa seleccionada se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC Los

tubos colonizados fueron liofilizados Para determinar la velocidad de crecimiento

de la cepa nativa se utilizoacute como medio de cultivo PDA y MEA en donde fue

colocada la cepa anteriormente liofilizada en el centro de la caja petri con la ayuda

de cinta meacutetrica se determinoacute la velocidad de crecimiento diariamente se incuboacute

durante siete diacuteas la mayor velocidad de crecimiento se observa en el medio de

cultivo MEA de 385 mmdiacutea Puesto que el valor-P de la prueba-F es menor que

005 existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre la media de

velocidad entre un nivel de medio y otro con un nivel del 950 de confianza

10

SUMMARY

In Ecuador is not known isolation Protocol-scale production and conservation

laboratory or the native strain of Pycnoporus sanguineus The fruiting body is

collected in the city of Tena same that was in trunks in decomposition of Pollalesta

discolor Cellular reproduction was carried out both by means of tissue and spores

in an environment rich in PDA incubate to 22 degC six days was purification or the

strain by the technique of tolling to achieve a pure strain The identification was

performed by laboratories IDgen 99 identity in the fragment was determined in

which ITS is Pycnoporus sanguineus The bromatological chemical analysis

determined that the species has an ELN of 4912 for the analysis of macro

elements found in most potassium 052 micro elements as iron 136 ppm For the

conservation of the strain was applied the technique of lyophilization it was

prepared two culture media MEA PDA was sterilized and served in 5ml tubes and

they were then inoculated with the native strain selected they were incubated for 7

days at 22 degrees Colonized tubes were lyophilized To determine the rate of

growth of the native strain was used as a PDA culture medium and MEA where was

placed the above freeze-dried strain in the center of the box petri with the help of

tape measure determined the speed of growth daily incubated for seven days the

higher speed of growth is observed in the culture medium MEA 385 mmday Since

the disagreement of the test F is less than 005 there is a statistically significant

difference between the average speed between a middle level and another the

950 confidence level

Palabras clave

Aislamiento biodiversidad caracterizacioacuten conservacioacuten fuacutengica liofilizacioacuten

Pycnoporus

11

ABREVIATURAS

BRGM Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos

EE Extracto Eteacutereo o grasa bruta

ELN Elementos Libres de Nitroacutegeno

FEL Fermentacioacuten Estado Liacutequido

FES Fermentacioacuten Estado Solido

IANCEM Ingenio Azucarero del Norte Compantildeiacutea de Economiacutea Mixta

LSD Diferencia Miacutenima Significativa

MAE Ministerio del Ambiente Ecuador

MAISFCI Modelo de Atencioacuten Integral de Salud Familiar Comunitario

e Intercultural

MEA Agar Malta Dextrosa

ODM Objetivos de Desarrollo del Milenio

PDA Agar Papa Dextrosa

SEMPLADES Secretaria Nacional de Planificacioacuten y Desarrollo

WFP Proyecto Mundial de Alimentacioacuten

12

IacuteNDICE DE CONTENIDO

RESUMEN 9

SUMMARY 10

1 PROBLEMA 17

11 Introduccioacuten 17

12 Situacioacuten probleacutemica 18

13 Problema cientiacutefico 19

14 Objetivos de la investigacioacuten 19

15 Hipoacutetesis 20

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA 21

21 La salud un desafiacuteo global 21

211 Situacioacuten actual 21

212 Situacioacuten futura 21

213 Propuestas al desafiacuteo 21

22 Geacutenero Pycnoporus spp 22

221 Recoleccioacuten 22

222 Aislamiento 24

223 Identificacioacuten 26

224 Caracterizacioacuten 26

225 Conservacioacuten 27

23 Produccioacuten de Biomasa 30

231 Paraacutemetros de operacioacuten 30

232 Medios de cultivo 30

233 Incubacioacuten 31

24 Produccioacuten de metabolitos 32

241 Cinnabarina 32

242 Vainillina 33

13

243 Enzimas ligninoliacuteticas 33

244 Inductores 34

25 Importancia industrial 36

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos 36

252 Control bioloacutegico 37

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico 37

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios 38

26 Marco legal 38

3 MARCO METODOLOacuteGICO 47

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa Pycnoporus

spp helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47

311 Materiales y meacutetodos 48

3111 Aislamiento 48

3112 Identificacioacuten 49

3113 Caracterizacioacuten 50

312 Resultados y discusioacuten 50

3121 Aislamiento 50

3122 Identificacioacuten 54

3123 Caracterizacioacuten 55

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus 56

321 Materiales y meacutetodos 56

322 Resultados y discusioacuten 57

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus 60

331 Materiales y meacutetodos 60

332 Resultados y discusioacuten 61

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos (BRGM) 65

14

341 Introduccioacuten 65

342 Ficha Pycnoporus sanguineus 67

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus 69

4 CONCLUSIONES 70

5 RECOMENDACIONES 70

6 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 71

7 ANEXOS 87

15

IacuteNDICE DE FIGURAS

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten 23

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente 28

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de

Pycnoporus sanguineus 47

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus 48

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de

Pollalesta discolor 49

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno 51

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA 51

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo 52

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo 52

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus

sanguineus 53

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

56

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten 57

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten 58

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus 58

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada 59

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de

Pycnoporus sanguineus 60

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

62

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa 64

16

IacuteNDICE DE TABLAS

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp 24

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp 25

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL 35

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES 35

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada 61

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio 63

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher 63

17

1 PROBLEMA

11 Introduccioacuten

Los hongos son imprescindibles para el funcionamiento de la vida Sin ellos la

acumulacioacuten de residuos orgaacutenicos formariacutea enormes cementerios de cadaacuteveres

vegetales y animales produciendo grandes trastornos en la naturaleza (Zeikus

1981) La cadena troacutefica se modificariacutea de tal manera que provocariacutea la

desaparicioacuten de muchas especies (de Diego Calonge 2009)

Pycnoporus spp ha sido durante mucho tiempo utilizado en la medicina popular

de Aacutefrica y Ameacuterica para tratar numerosas enfermedades Los extractos de este

hongo son demostrados por poseer ingredientes bioactivos involucrados en

tratamiento antitumoral y actividades antioxidantes (Cao Zhang amp Xu 2014) Por

el potencial lignoceluliacutetico y los metabolitos secundarios de este hongo es

importante la buacutesqueda de sustancias antivirales antioxidantes antifuacutengicas y

antibacterianas (Smacircnia et al 2003) Se cuenta con el recurso natural pero no se

han realizado estudios de como producir y conservar la cepa nativa (Cruz Muntildeoz et

al 2015a)

Se pretende aportar con un banco de recursos geneacuteticos con la posibilidad de que

esta cepa sea utilizada en el sector farmaceacuteutico por su actividad bioloacutegica

antioxidante antifuacutengica y antibacterial (Smacircnia et al 1995) y en el sector textil

ya que produce un pigmento extraiacutedo llamado cinnabarin que se utiliza para la

decoloracioacuten parcial y completa de ciertos tintes (Schliephake Lonergan Jones amp

Mainwaring 1993) en el sector alimentario para la produccioacuten de vainilla (Zheng

et al 2007)

En teacuterminos econoacutemicos la implementacioacuten de este proyecto a escala industrial

generariacutea ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa

nativa ecuatoriana Pycnoporus spp Por ejemplo la vainilla natural producida por

el hongo tiene un costo en el mercado de 4000 USDKg ingresos que se quedariacutean

en manos de los productores nacionales Ademaacutes la creacioacuten de estas industrias

generariacutea fuentes de trabajo y ayudariacutea al aumento de la balanza comercial nacional

18

En teacuterminos ambientales el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de

compuestos recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su

sistema enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en

aserraderos (Kirk 1971) Adicionalmente el aislamiento y almacenamiento de la

cepa nativa de Pycnoporus spp en Bancos de Recursos Geneacuteticos con fines

industriales y acadeacutemicos promoveriacutea la preservacioacuten de la especie

En el aacutembito social se mejorariacutea el nivel educativo de la poblacioacuten en teacuterminos

de preservacioacuten y aprovechamiento de la biodiversidad fuacutengica de la cual no se

tiene maacutes conocimiento que los usos ancestrales (Hawksworth 1991) Ademaacutes

mejorariacutea la calidad de la salud de la poblacioacuten gracias a sus propiedades

medicinales ya comprobadas cientiacuteficamente por lo que su potencial en la

industria farmaceacuteutica es grande

La academia se veriacutea favorecida a su vez gracias a la recopilacioacuten de meacutetodos y

datos teacutecnicos necesarios para la conservacioacuten y almacenamiento de la cepa

facilitando el desarrollo de investigaciones de caraacutecter quiacutemico y biotecnoloacutegico

(Cruz 2004)

12 Situacioacuten probleacutemica

En el campo de la salud el no aprovechamiento de los metabolitos fuacutengicos

provocariacutea un caos en el tratamiento de ciertas enfermedades ya que muchos

medicamentos son producidos a partir de estos (Chang amp Miles 2004) Hay que

recordar el papel que desempentildea la penicilina descubierta por Fleming en 1928 a

partir del hongo Penicillium notatum para el tratamiento de las infecciones ( Valdeacutes

et al 1998) En la actualidad se conoce miles de sustancias medicinales producidos

por hongos y pronto saldraacuten maacutes incluso capaces de combatir el SIDA (Calonge

2009)

No obstante muchas especies de hongos estaacuten bajo amenaza de desaparecer

como consecuencia del deterioro o destruccioacuten de los ecosistemas (Hernaacutendez

Gonzaacutelez Hernaacutendez Herrera amp Camino 2014)

19

El Ecuador es un paiacutes pequentildeo pero uno de los maacutes biodiversos por su ubicacioacuten

espacial (Estrella Manosalvas Mariaca amp Ribadeneira 2005) El 18 de la

superficie nacional considerada como aacuterea protegida para la conservacioacuten de la

riqueza natural (MAE 2008) El aprovechamiento sostenible de la biodiversidad

nacional es promovido por el Plan Nacional para el Buen Vivir que enfatiza en el

bioconocimiento y su aplicacioacuten para la produccioacuten de nuevos bienes y servicios

ecoloacutegicamente sustentables suscitando al cambio de la matriz productiva

(Senplades 2009)

13 Problema cientiacutefico

Se evidencia limitado conocimiento en el manejo sustentable del geacutenero fuacutengico

Pycnoporus spp nativa ecuatoriana hacieacutendose necesario el establecimiento de

protocolos para aislamiento conservacioacuten purificacioacuten produccioacuten especiacutefica de

cepas nativas propagacioacuten o crecimiento celular en medios artificiales o naturales

y produccioacuten

Objeto

El proceso de produccioacuten y conservacioacuten de la especie nativa ecuatoriana de

Pycnoporus spp

Campo

Conservacioacuten de los recursos geneacuteticos microbianos

14 Objetivos de la investigacioacuten

Objetivo General

Desarrollar un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus mediante procesos que permitan la

conservacioacuten del recurso natural fuacutengico y su aprovechamiento de manera

sustentable

20

Objetivos especiacuteficos

Aislar identificar y caracterizar la especie fuacutengica de Pycnoporus

sanguineus

Desarrollar un protocolo para la conservacioacuten de la especie

Seleccionar el mejor medio de cultivo para la produccioacuten de Pycnoporus

spp a traveacutes de la velocidad de crecimiento lineal

Disentildear una ficha de cepas microbianas puras para su conservacioacuten en

el Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

15 Hipoacutetesis

Hipoacutetesis alternativa

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

Hipoacutetesis nula

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus no se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

21

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA

21 La salud un desafiacuteo global

Es una realidad compleja a traveacutes de un enfoque interdisciplinario que supera

los liacutemites del paradigma positivista de la ciencia claacutesica (Alcaacutentara-Moreno

2008) depende de la interaccioacuten de muacuteltiples factores sociales poliacuteticos

econoacutemicos culturales y cientiacuteficos (Roberto Bricentildeo-Leoacuten 2000) y responde a

una condicioacuten histoacuterica ya que la visioacuten particular de la sociedad va cambiando con

el tiempo (Ritzer 2001)

211 Situacioacuten actual

Dentro de los objetivos del desarrollo sostenible (2015) el objetivoacute 3 comprende

garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades La

participacioacuten mancomunada de los paiacuteses para cumplir los ODM ha desencadenado

en el movimiento contra la pobreza maacutes exitoso de la historia especialmente en

temas de salud y alimentacioacuten mundial

212 Situacioacuten futura

La Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS 2013) ha pedido a los paiacuteses que

sigan invirtiendo en investigaciones de aacutembito nacional con el objetivo de poner

en marcha un sistema de cobertura sanitaria universal adaptado a las necesidades

particulares de cada paiacutes

213 Propuestas al desafiacuteo

Estudios de casos realizados en muchos paiacuteses demuestran la importancia que

tienen las investigaciones nacionales y mundiales en la mejora de la salud

investigaciones que abarcan desde la prevencioacuten y el control de enfermedades

especiacuteficas hasta la mejora del funcionamiento de los sistemas de salud

22

22 Geacutenero Pycnoporus spp

Entre muchos hongos de pudricioacuten blanca el geacutenero Pycnoporus spp es un

geacutenero representativo de la familia Polyporaceae que se encuentra ampliamente

distribuido a nivel mundial en zonas templadas y tropicales donde tiene gran

importancia en la regulacioacuten del ciclo de carbono (Zeikus 1981) Forma un grupo

cosmopolita de cuatro especies Pycnoporus puniceus Pycnoporus cinnabarinus

Pycnoporus sanguineus Pycnoporus coccineus (Lesage-Meessen et al 2011) A

principios de 1990 el geacutenero Pycnoporus se perfiloacute como una alternativa para la

consecucioacuten de compuestos enzimaacuteticos viables en la degradacioacuten eficiente de

biomasa y la obtencioacuten de metabolitos secundarios de intereacutes como antioxidantes

(Borderes Costa Guedes amp Tavares 2011a) antibacterianos (A Smacircnia et al

1995) y antiparasitarios (Correa et al 2005)

Pese a que los hongos del geacutenero Pycnoporus spp no son especies comestibles

su importancia radica en la capacidad de degradar eficientemente compuestos

lignoceluloacutesicos (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) lo que les confiere un

gran potencial para ser usados en procesos biotecnoloacutegicos de degradacioacuten de

residuos agriacutecolas hasta azuacutecares fermentables uacutetiles en la produccioacuten de etanol y

otros productos biotecnoloacutegicos de alto valor comercial (Call 1994 Zeikus 1981)

Diversas investigaciones han estudiado las condiciones oacuteptimas para la obtencioacuten

de compuestos sintetizados por este geacutenero y la influencia de diversos factores

logrando un mejor control del bioproceso y una mejor comprensioacuten del

metabolismo de Pycnoporus spp (Falconnier et al 1994 Lesage-Meessen et al

2011 Levasseur et al 2014 Liu et al 2015 Piscitelli et al 2011 Rivera-Hoyos et

al 2013)

221 Recoleccioacuten

Para la recoleccioacuten es necesario conocer de antemano las caracteriacutesticas

macroscoacutepicas del cuerpo fructiacutefero del hongo (Ortiz et al 2016) Pycnoporus spp

posee un basidioma en forma de abanico (flabeliforme) maacutes o menos aplanado de

color naranja intenso y un margen redondeado de color similar al resto del

23

carpoacuteforo su tamantildeo puede variar entre 3 a 10 cm de ancho y su carne variacutea de

corchoso a duro Se encuentra adherido al sustrato por la base y ocasionalmente

los bordes son cofluentes es decir que se peguen con los de los basidiomas

contiguos En la zona de unioacuten con el sustrato el basidioma es maacutes grueso

pudiendo alcanzar los 3 cm de grosor mientras en los bordes es maacutes delgado

alcanzando menos de 1 cm de grosor (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016

Papinutti 2013) Se puede observar a simple vista que el himenio de este geacutenero

posee poros por donde libera las esporas (Alexopoulos amp Beneke 1962) los cuales

pueden alcanzar entre 2-3 cm de diaacutemetro y una forma de redondeada u oblonga

(Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) En la figura 21 se pueden apreciar las

caracteriacutesticas generales del geacutenero

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Macroscoacutepicamente las especies son diferenciables entre siacute por ejemplo P

sanguineus tiene un color maacutes rojizo que su homologo P cinnabarinus ademaacutes

tiene una base estrecha que le da la apariencia de subestipitado mientras P

cinnabarinus es seacutesil Este uacuteltimo tiene a su vez una superficie pileacuteica libre o escasa

de vellosidades a diferencia de P fulgens con el cual suele asemejarse por la

24

coloracioacuten del carpoacuteforo (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016 Papinutti

2013)

Pycnoporus spp suele encontrarse en sustratos lignoceluloacutesicos en

descomposicioacuten sobre los cuales crece naturalmente (Borderes Costa Guedes amp

Tavares 2011b) Una vez reconocido el hongo y recolectado su cuerpo fructiacutefero

se deben tomar apuntes acerca de los diferentes substratos en donde fue encontrado

(tierra madera en descomposicioacuten mantillo del bosquehellip) (Chanona-Goacutemez

Andrade-Gallegos Castellanos-Albores amp Saacutenchez 2007) las coordenadas y la

temperatura ambiental En la tabla 21 se listan algunos materiales lignoceluloacutesicos

de donde se han recolectado las cepas de Pycnoporus spp

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp

Especie Material vegetal en descomposicioacuten Referencia

P sanguineus Madera de casuarina y mango (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Madera contaminada con petroacuteleo (Acosta-Urdapilleta Alonso-

Paz Rodriacuteguez Adame y col

2010 Quiroz-Castantildeeda y col

2009)

Troncos de palma (Achenbach y Blumm 1991)

Encino (Chanona-Goacutemez y col 2007)

Madera de Parkia oppositifolia (Esposito Innocentini-Mei

Ferraz Canhos y Duraacuten 1993)

P cinnabarinus Madera de pino (Eggert Temp y Eriksson 1996)

Troncos quemados (Guzmaacuten 1979)

P coccineus Eucalipto (Machuca y Ferraz 2001)

222 Aislamiento

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura (Cruz

Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

25

2000b Schliephake et al 1993) Es necesario haber adicionado cloranfenicol

(200 g l) a los medios de cultivo para evitar contaminaciones bacterianas

(Henrique Rosa y col 2003) Seguacuten Correa y colaboradores (2005) el MEA es el

medio oacuteptimo para el crecimiento micelial posterior a la purificacioacuten mientras que

Acosta-Urdapilleta y colaboradores (2010) afirman que es el Agar Harina Integral

de Trigo (HTIA por sus siglas en ingleacutes) Por su parte Cruz-Muntildeoz y

colaboradores (2015) aseveran que los medios de cultivo oacuteptimos son los que

contienen extracto del material vegetal de donde se recolectoacute el hongo En la tabla

22 se mencionan los principales medios de cultivo empleados para el aislamiento

de Pycnoporus spp

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp

Especie Medio de cultivo Referencia

P sanguineus Agar Papa Dextrosa (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a E de F A

Smacircnia Smacircnia Juacutenior y Loguercio-

Leite 1998 Vikineswary y col 2006)

Agar Harina Integral de Trigo (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a)

Agar Extracto de Malta (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Atteke

y col 2013 Cruz Muntildeoz y col 2015a

Machuca y Ferraz 2001 Schliephake y

col 1993 Uzan y col 2010)

Medios afines al material vegetal de

donde se recolectoacute (Agar Extracto de

Casuarina Agar Extracto de Mango)

(Cruz Muntildeoz y col 2015)

Medio Czapek-Dox con sulfato de

manganeso algunas veces adicionado

con extracto de semillas de guisantes

o salvado de trigo

(Boumlse 1946)

P

cinnabarinus

Agar Extracto de malta (American Type Culture Collection

2016a)

26

Especie Medio de cultivo Referencia

Agar Extracto de levadura (American Type Culture Collection

2016b)

Agar Papa Dextrosa (FuQuan y QiJin 2008)

223 Identificacioacuten

Microscoacutepicamente se pueden identificar cuatro tipo de hifas 1) las de los tubos

o poros que son de pared delgada ramificadas y se tintildeen con fioxina 2) las del

margen y el piacuteleo que son un poco maacutes gruesas no ramificadas no se tintildeen con

fioxina y usualmente tienen graacutenulo anaranjados que se disuelven en KOH 3) las

de la zona de transicioacuten y tubos que tienen grosor variable y se disponen en capas

y 4) las que se encuentran uacutenicamente en la zona de transicioacuten que son delgadas

con ramificaciones cortas y recurvadas (Papinutti 2013) Para la diferenciacioacuten

entre P sanguineus y P cinnabarinus es necesario saber que el primero tiene un

sistema de hifas dimiacutetico mientras el del segundo es trimiacutetico (Asociacioacuten

Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) Para evitar vacilaciones lo maacutes preciso es realizar

pruebas a nivel molecular mediante extraccioacuten del ADN ribosomal y su

amplificacioacuten secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes

(Cruz Muntildeoz et al 2015a)

224 Caracterizacioacuten

Para la determinacioacuten de las condiciones oacuteptimas de crecimiento y la produccioacuten

de metabolitos secundarios se toman discos (5 mm de diaacutemetro) de PDA con

micelio del borde radial de cultivos de 30 diacuteas de edad y se depositan en nuevas

cajas de petri con medio de cultivo acorde con lo que se quiera medir o producir se

incuba por 30 diacuteas maacutes a 23 degC con luz blanca continua (Curz et al 2015a) El

crecimiento micelial no de manera obligatoria estaacute relacionado con la produccioacuten

de metabolitos secundarios (Baumer Mas Diego Pacheco Morgado amp Furigo

2008) Los metabolitos primarios y secundarios producidos por el geacutenero

Pycnoporus spp variacutean dependiendo de la especie y condiciones de cultivo (Acosta

Paz Rodriacuteguez Adame amp col 2010) una vez extraiacutedos en alguacuten tipo de solvente

27

seguacuten el experimento ejecutado se identifican por cromatografiacutea de capa fina

mediante comparacioacuten de los frentes de retencioacuten (Cruz et al 2015a) cromatografiacutea

de gases o espectrometriacutea de masas (Teoh Don y Ujang 2011) En el anexo 3 se

nombran los principales metabolitos producidos por Pycnoporus spp

Es necesario realizarle a la cepa purificada ensayos de actividad enzimaacutetica para

identificar algunos usos potenciales a nivel industrial Como eacuteste geacutenero pertenece

a los hongos de pudricioacuten blanca se deben realizar ensayos de actividad

ligninoliacutetica celuloliacutetica hemiceluloliacutetica de acuerdo con el Manual de Micologiacutea

Experimental de la Universidad de Buenos Aires (Forchiassin et al 2014) Las

enzimas ligninoliacuteticas maacutes abundantes en eacuteste hongo son las lacasas (Eggert et al

1996) lo que facilita su proceso de purificacioacuten Se habiacutea llegado a pensar que la

produccioacuten de peroxidasas extracelulares era nula (Machuca amp Ferraz 2001)

225 Conservacioacuten

La cepa debe ser almacenada en refrigeracioacuten a 4 ordmC para que no pierda su

viabilidad (Borderes et al 2011b Schliephake et al 1993) Aunque existen otros

meacutetodos que tambieacuten pueden emplearse Inmersioacuten en agua destilada inmersioacuten en

aceite mineral liofilizacioacuten congelacioacuten repique (Ortiz et al 2016) La

temperatura de congelacioacuten es de -80 degC en hielo seco o nitroacutegeno liacutequido y la de

liofilizacioacuten de 2 a 8 degC Cada vez que se vaya a usar la cepa limpie su envase con

etanol al 70 y transfiera aseacutepticamente (American Type Culture Collection

2016a 2016b Uzan amp col 2010) El periacuteodo de viabilidad para algunos hongos

conservados bajo este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith amp Onions 1994) En la figura

22 se observa un laboratorio apto para la obtencioacuten de recursos geneacuteticos fuacutengicos

28

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Meacutetodos a corto plazo que ayudan a la conservacioacuten de la cepa se aplica cuando

su uso es generalmente frecuente (Garciacutea amp Uruburuacute 1991) dentro de estos

meacutetodos se tendriacutea

El cultivo seriado consiste en resembrar al microorganismo cada cierto tiempo

en un medio adecuado este meacutetodo es vaacutelido para periacuteodos de 15 diacuteas se incrementa

la posibilidad de contaminacioacuten de la cepa (Mateos 2002)

La conservacioacuten por suspensioacuten en agua destilada es un meacutetodo sencillo

econoacutemico y seguro capaz de garantizar la supervivencia de cultivos fuacutengicos por

periacuteodos prolongados de dos hasta siete antildeos (Jong amp Birmingham 2001) Consiste

en suspender en agua esteacuteril ceacutelulas de cultivo como conidias esporas picnidios

esclerocidos (Bueno 1998)

La conservacioacuten con aceite mineral consiste en recubrir con aceite mineral

esteacuteril un cultivo que se encuentre en condiciones oacuteptimas de crecimiento micelial

y esporulacioacuten generalmente (Jong amp Atkins 1986) esta teacutecnica disminuye la

deshidratacioacuten del medio es utilizado en pequentildeas colecciones cuando la

liofilizacioacuten no resulta econoacutemica (Jong ampBirmingham 2001) Un amplio rango

de hongos a sobrevivido por este meacutetodo por un periacuteodo de 12 a 30 meses (Smith

et al 1994)

La desecacioacuten es un meacutetodo de conservacioacuten que reduce draacutesticamente el

metabolismo Sin embargo no todos los microorganismos sobreviven a estos

29

meacutetodos de secado por lo que se hace necesario antildeadir agentes protectores (leche

descremada glumato soacutedico al 10) La conservacioacuten en suelo es una teacutecnica que

ha sido usada ampliamente en laboratorios industriales para el mantenimiento de

cultivos de importancia comercial (Jong et al 1985) Este meacutetodo es usado para

cultivos que producen esporas y estructura de resistencia las cepas pueden

almacenarse en diferentes sustratos como arena papel filtro El meacutetodo consiste en

esterilizar y secar el suelo el cual es utilizado como medio absorbente con una

pequentildea cantidad de inoacuteculo preserva la viabilidad en un periacuteodo de tres a ocho

antildeos (Jong et al 2001)

Meacutetodos a largo plazo son los mejores porque en ellos se paraliza el crecimiento

de las ceacutelulas microbianas pero estas no han muerto Asiacute se garantiza el maacuteximo

de estabilidad geneacutetica (Garciacutea et al 1991) dentro de estos meacutetodos se tendriacutea

La liofilizacioacuten Es un proceso en el cual se congela el producto y posteriormente

se introduce en una caacutemara al vaciacuteo para realizar la separacioacuten del agua por

sublimacioacuten es otro de los meacutetodos de conservacioacuten de hongos por tiempo

prolongado Si bien es muy recomendado requiere contar con un liofilizador lo

que no siempre estaacute al alcance de todos los investigadores La liofilizacioacuten es un

proceso de conservacioacuten que tambieacuten involucra la deshidratacioacuten de las conidias o

cualquier otra estructura propagativa (Ames nd) El periacuteodo de viabilidad para

algunos hongos conservados por este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith et al 1994)

La criocongelacioacuten se basa en la utilizacioacuten de una temperatura

extremadamente friacutea para poder disminuir de forma controlada las funciones vitales

del organismo que se pretende conservar y que eacuteste se conserve vivo pero

ldquodormidordquo durante un periacuteodo de tiempo muy elevado sin que pierda sus

propiedades su principio radica en que toda ceacutelula tejido u organismo sometido a

bajas temperaturas disminuye sus funciones vitales permaneciendo en estado de

dormancia por periacuteodos prolongados es decir sus actividades metaboacutelicas estaacuten

suprimidas (Pasarellt amp McGinnis 1992 Rico et al 2004)

30

23 Produccioacuten de Biomasa

La obtencioacuten de compuestos derivados de la produccioacuten de Pycnoporus spp se

realiza mediante procesos fermentativos que pueden llevarse a cabo en medios de

crecimiento liacutequidos (Fermentacioacuten en Estado Liacutequido FEL) o soacutelidos

(Fermentacioacuten en Estado Soacutelido FES) Investigaciones efectuadas por Acosta-

Urdapilleta y colaboradores (2010) indican que los metabolitos primarios y

secundarios producidos por el geacutenero Pycnoporus dependen de la especie y las

condiciones de cultivo del mismo

231 Paraacutemetros de operacioacuten

El nivel de humedad del sustrato ejerce un efecto significativo en el proceso de

FES recomendaacutendose una humedad del 70 (Annuar Sammantha Murthy amp

Sabanatham 2010) Asiacute mismo el aumento del oxiacutegeno en el ambiente favorece

la tasa y la extensioacuten de la degradacioacuten de la biomasa por parte de Pycnoporus spp

(Hatakka amp Uusi-Rauva 1983) lo que se traduce en un aumento de la

bioconversioacuten Por otro lado el pH del medio de cultivo estaacute directamente

relacionado con el crecimiento del micelio daacutendose un mayor descenso de pH en

medios que presentan mayor crecimiento micelial (Holler amp Brooks 1980) No

obstante la mayoriacutea de estos estudios han sido realizados en condiciones in vitro

no contemplando la influencia de factores que pueden modificar los resultados en

procesos a mayor escala (Behrentz amp Giraldo 1993)

232 Medios de cultivo

Las fuentes de carbono comuacutenmente usadas en los procesos de FEL son lactosa

maltosa glucosa fructuosa extracto de levadura harinas de algunos cereales entre

otros (Chegwin A amp Nieto R 2013 Suaacuterez Arango amp Nieto 2013) La glucosa y

la fructosa permiten obtener una alta densidad de biomasa pues son maacutes faacuteciles de

asimilar que la maltosa no obstante pueden ser inhibidores de reacciones

metaboacutelicas secundarias del hongo (Ander Eriksson y Yu 1983) Los

suplementos de medios de cultivo maacutes utilizados son tartrato de diamonio tartrato

31

disoacutedico KH2PO4 CaCl2H2H2O MgSO4middot7H2O FeSO4middot7H2O ZnSO4middot7H2O

MnSO4middotH2O CuSO4middot5H2O y extracto de levadura (Eggert et al 1996 Gocenoglu

yPazarlioglu 2014 Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

2000a Levasseur e al 2014)

Pycnoporus spp puede cultivarse faacutecilmente a escala de laboratorio y en planta

piloto obteniendo altos rendimientos de produccioacuten a partir del uso de substratos

como almidoacuten extracto de malta maltosa metilcelulosa sacarosa dextrosa

caldos suplementados con extracto de levadura yo fosfoliacutepidos (Holler amp Brooks

1980 Oddou Stentelaire Lesage-Meessen Asther amp Colonna Ceccaldi 1999)

salvado de maiacutez salvado de trigo y salvado de arroz (FuQuan amp QiJin 2008

Levasseur et al 2014 Zimbardiet al 2016) tambieacuten se reporta el uso de residuos

agroindustriales como el bagazo de la cantildea de azuacutecar residuos de cultivo de

plaacutetano virutas de madera caacutentildeamo caacutescaras de algodoacuten hojas de palma de aceite

y residuos de frutas (Annuar et al 2010 Leŝtan Ŝtrancar amp Perdih 1990)

Existe una estrecha relacioacuten entre el aumento del crecimiento micelial del hongo

con el carbono total disponible en el medio de cultivo (Holler amp Brooks 1980) El

raacutepido crecimiento del hongo en medios pobres sobre todo cuando no se antildeade

ninguna fuente de carbono puede ser causado por la expansioacuten de su micelio como

estrategia para evitar la inanicioacuten (Levasseur et al 2014) Levasseur y

colaboradores (2014) sugieren que un alto contenido de lignina en el medio de

cultivo inhibe el crecimiento de P cinnabarinus en condiciones de cultivo en donde

la lignina es la uacutenica fuente de carbono disponible

233 Incubacioacuten

La mayoriacutea de estudios de estimacioacuten de la velocidad de crecimiento micelial

se realizan midiendo el diaacutemetro del micelio del hongo en las placas de petri sin

embargo el crecimiento tambieacuten se relaciona con la densidad de micelio en el

medio (Royse 1997)

FuQuan y QiJin (2008) estudiaron el crecimiento de Pcinnabarinus por FES en

bolsas con 075 kg de salvado de trigo y aserriacuten suplementado con sacarosa y

CaCO3 a una temperatura de crecimiento de 25 a 30 ordmC un pH 70 y una humedad

32

del sustrato del 60 al 65 logroacute una colonizacioacuten completa del micelio despueacutes

de los 26 a los 30 diacuteas y la obtencioacuten de carpoacuteforos transcurridos 32 diacuteas despueacutes

de la aparicioacuten de los primordios

Holler y Brooks (1980) estudiaron el crecimiento del micelio de P cinnabarinus

por FEL utilizando extracto de malta suplementado con NaNO3 K2HPO4

MgSO47H2O KCL y FeSO47H2O y sacarosa a partir de una suspensioacuten de

esporas y tacos de agar con micelio se cultivoacute a 28 ordmC por un intervalo de 4 diacuteas

El medio de levadura-extracto de almidoacuten mostroacute el mayor aumento de peso seco

del micelio (10638 mg) en comparacioacuten con el medio extracto de madera (0336

mg)

24 Produccioacuten de metabolitos

241 Cinnabarina

La produccioacuten de cinnabarina puede realizarse in vitro en medios soacutelidos y

liacutequidos o in vivo a partir de los basidiocarpos cuya obtencioacuten es maacutes faacutecil Las

mayores concentraciones de este pigmento se obtienen en Agar Papa Dextrosa

(PDA por sus siglas en ingleacutes) y Agar Extracto de Malta (MEA por sus siglas en

ingleacutes) mientras el mayor crecimiento micelial se obtiene en medios conformados

por los extractos de los materiales lignoceluloacutesicos de donde las cepas fueron

aisladas (Cruz Muntildeoz et al 2015b) Baumer y colaboradores (2008) indican que la

velocidad de crecimiento del hongo no implica necesariamente una mayor

produccioacuten de cinnabarina Investigaciones efectuadas por Acosta-Urdapilleta y

colaboradores (2010) sugieren que el mejor sustrato para producir cinnabarina en

primordios de P sanguineus es el aserriacuten de pino seguido por el de encino y el de

cedro sin importar la cepa utilizada En dichos experimentos el contenido promedio

del cinnabarina en cajas de petri fue de 6-9 mg g de micelio mientras en primordios

del hongo fue de 56 mgg de micelio y en cuerpos fructiacuteferos bien desarrollados de

68 mgg de carpoacuteforo La ventaja de usar basidiocarpos en vez de primordios para

la extraccioacuten de cinnabarina es la posibilidad de realizar hasta dos o maacutes cosechas

del hongo lo que requiere de 242 a 356 diacuteas Sin embargo el cultivo en caja de

petri permite obtener cinnabarina mucho maacutes raacutepido entre 7 a 15 diacuteas con una

33

mayor actividad antioxidante (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez M

Adame amp col 2010) Hay que evaluar la situacioacuten si la cinnabarina es requerida

para investigaciones conviene producir el hongo en cajas de petri pero si es

requerida para uso industrial conviene maacutes producir primordios o cuerpos

fructiacuteferos

242 Vainillina

El hongo P cinnabarinus fue cultivado por Falconnier y colaboradores (1994)

utilizando un medio que conteniacutea maltosa como fuente de carbono tartrato de

diamonio como fuente de nitroacutegeno y suplementos como KH2PO4 CaCl2 MgSO4

y extracto de levadura obteniendo una concentracioacuten en el medio de cultivo de 64

mgL de vainillina En comparacioacuten Oddou y colaboradores (1999) demostraron

que este hongo basidiomiceto presenta una mayor produccioacuten de vainillina (760

mgL) usando una mezcla compuesta por fosfoliacutepidos y glucosa obteniendo

ademaacutes una gran densidad de biomasa fuacutengica El proceso fermentativo se llevoacute a

cabo en un biorreactor agitado a una velocidad de 120 rpm con un flujo de aire de

093 vvm (voluacutemenes de aire unidad de volumen de medio por minuto) al principio

del proceso fermentativo y 028 vvm posterior a los tres diacuteas manteniendo una

temperatura constante de 30 ordmC Lo anterior respalda lo dicho por Leŝtan y

colaboradores (1990) quienes demostraron que la combinacioacuten de liacutepidos y glucosa

induce el crecimiento del micelio de algunos basidiomicetos (Ander et al 1983)

243 Enzimas ligninoliacuteticas

Zimbardi y colaboradores(2016) indicaron que las fuentes de nitroacutegeno maacutes

efectivas para la produccioacuten de lacasas de P sanguineus por FES son en orden

descendente NH4Cl peptona extracto de malta caseiacutena urea extracto de

levadura asparagina KNO3 NH4NO3 (NH4)2SO4 NaNO3 Siendo la mejor fuente

de carbono para la produccioacuten de lacasa el salvado de trigo Mariacutea Eugenia Eugenio

Carbajo Martiacuten Gonzaacutelez y Villar (2009) concluyeron que la produccioacuten de lacasa

34

por hongos no soacutelo depende de las fuentes de carbono y nitroacutegeno sino tambieacuten de

la concentracioacuten de nitroacutegeno del medio de cultivo

La obtencioacuten de celulasa a partir de este hongo fue estudiada por Onofre Santos

Kagimura y Mattiello (2015) quienes reportaron que P sanguineus fue cultivado

en bagazo de cantildea enriquecido con carboximetilcelulosa glucosa NaNO3

KH2PO4 MgSO4 KCl FeSO47H2O ZnSO4 y urea a una temperatura de 30 degC y

pH 55 presentando una actividad enzimaacutetica de la celulasa de 1632 plusmn 265 Umiddotgmiddot-

La tabla 13 y 14 especifican las condiciones de cultivo para la produccioacuten de lacasa

por Pycnoporus spp y sus respectivos rendimientos

244 Inductores

La adicioacuten de inductores enzimaacuteticos constituye una estrategia para aumentar la

produccioacuten de compuestos metaboacutelicos mediante la optimizacioacuten de las

condiciones de cultivo (Schliephake et al 1993)

Seguacuten Lomascolo y colaboradores (2003) la produccioacuten de lacasa fuacutengica es

influenciada por la presencia de inductores que regulan la siacutentesis de la enzima a

nivel transcripcional empero el efecto de cada compuesto y la concentracioacuten

oacuteptima para la produccioacuten de lacasa variacutea seguacuten las diferentes cepas fuacutengicas

Compuestos fenoacutelicos como como 25-xilidina se adicionan al medio de cultivo

para incrementar la produccioacuten de lacasa (Schliephake y col 1993) tambieacuten se

reporta el uso de aacutecido feruacutelico (Levasseur et al 2014 Lomascolo y col 2003)

etanol (Eggert et al 1996) alcohol veratriacutelico e iones Cu2+ Estos dos uacuteltimos son

los inductores maacutes comunes de actividad lacasa su efecto en la produccioacuten

enzimaacutetica por FEL ha sido maacutes estudiada que por FES (Piscitelli et al 2011

Rivera-Hoyos et al 2013) Por su parte el etanol a pesar de tener un efecto

inhibidor inicial en el crecimiento del micelio es un fuerte inductor de la expresioacuten

de lacasa en P cinnabarinus permitiendo obtener altos rendimientos Meza y

colaboradores (2003) estudiaron el efecto del etanol en la produccioacuten de lacasas de

P cinnabarinus en bagazo de cantildea de azuacutecar y encontraron que la adicioacuten de etanol

al inicio de la fermentacioacuten incrementa raacutepidamente la actividad enzimaacutetica 215

veces maacutes que el sustrato que no conteniacutea etanol alcanzando niveles maacuteximos de

35

129 UmiddotL-1 despueacutes de 15 diacuteas los cuales se mantienen constantes hasta la final de

la fermentacioacuten Por otro lado el alcohol veratriacutelico estimula la produccioacuten de

peroxidasas totales (Piscitelli et al 2011) mientras los compuestos que aportan

iones de manganeso como MnSO4 son especiacuteficos para manganeso peroxidasa

(MnP) (Pezzella Guarino amp Piscitelli 2015)Las tablas 23 y 24 muestran la

influencia de algunas sustancias inductoras en la produccioacuten de lacasa fuacutengica a

traveacutes de procesos FEL y FES respectivamente

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL

EspecieCepa Inductor Actividad

enzimaacutetica

Condiciones

fermentacioacuten Referencia

P sanguineus Sin inductor 5 117 U L-1 pH 50 28 ordmC

150 rpm

(Lu y col 2007a)

25-xilidina 1 368 U L-1 pH 45 25 ordmC

125 rpm

(S Pointing Jones y

Vrijmoed 2000)

sacarosa-

asparagina

820 000 U L-1 28ordmC 200 rpm (Mariacutea Eugenia

Eugenio y col 2009)

P cinnabarinus 25-xilidina 9 600 U L-1 pH 45 30 ordmC 60

rpm

(Eggert y col 1996)

aacutecido feruacutelico 29 000 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Herpoeumll y col

2000a)

etanol 266 600 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Lomascolo y col

2003)

Los valores con unidades en rpm hacen referencia a la velocidad de agitacioacuten en

el biorreactor

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P sanguineus Hojas de palma de

aceite urea

CaCO3

466 U gmiddot-1 Humedad 75-85

25 ordmC densidad

del inoculo 30

(Vikineswary y

col 2006)

Mazorca de maiacutez

CuSO4 NH4Cl

1386 U g-1 Humedad 41 mL

g-1 sustrato 26 ordmC

(Zimbardi y col

2016)

36

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P

cinnabarinus

Bagazo de cantildea

alcohol veratriacutelico

850 U middotgmiddot-1 Humedad 70

25 ordmC

(Meza Auria

Lomascolo

Sigoillot y

Casalot 2007)

Bagazo de cantildea

etanol gaseoso

900 U middotgmiddot-1 24 ordmC Flujo

suministro etanol

40 mL min-1

(Meza

Lomascolo

Casalot Sigoillot

y Auria 2005)

Duarte Tiba Santiago Garcia y Bara (2012) estudiaron el efecto de distintos

compuestos inductores en la produccioacuten de tirosinasa por P sanguineus en

condiciones de luminosidad como estrategia para disminuir la produccioacuten de lacasa

(la cual aumenta en la oscuridad) demostrando que sustancias como aacutecido de sodio

aacutecido salicilhidroxaacutemico y feniltiourea poseiacutean una actividad inhibitoria mientras

que L-tirosina fue el mejor inductor para la produccioacuten de esta enzima seguido de

L-dopa (L-dihidroxifenilalanina 34) aacutecido cafeico (aacutecido 34 dihidroxicinaacutemico)

aacutecido 2-(4-Hydroxyphenyl) propanoico y guayacol

25 Importancia industrial

En el anexo 4 se resumen los principales metabolitos producidos por Pycnoporus

spp y su uso

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos

Los hongos de pudricioacuten blanca pueden degradar compuestos de estructura

polifenoacutelica semejante a la lignina como los compuestos xenobioacuteticos gracias a la

accioacuten de enzimas extracelulares ligninoliacuteticas producidas por estas especies que

actuacutean despolimerizando unidades no repetitivas de fenilpropanoide ligadas por

varios enlaces carbono-carbono (S B Pointing 2001 Swamy y Ramsay 1999)

Compuestos xenobioacuteticos como los colorantes industriales constituyen

37

contaminantes persistentes debido a su origen sinteacutetico por lo que pueden daacutersele

a las lacasas de Pycnoporus spp aplicaciones en biorremediacioacuten (Bumpus y Aust

1987) Schliephake y colaboradores (1993) realizaron ensayos exitosos de

decoloracioacuten de efluentes textiles (con contenido de colorantes sinteacuteticos) dentro de

un biorreactor de lecho empaquetado inmovilizando el hongo P cinnabarinus en

una membrana de nylon para que produjera lacasas demostrando la capacidad del

hongo para tolerar residuos potencialmente toacutexicos y degradarlos

252 Control bioloacutegico

El uso de hongos antagonistas ha demostrado ser una eficiente opcioacuten para el

control bioloacutegico de fitopatoacutegenos causantes de diversas enfermedades en cultivos

vegetales (Fernaacutendez-Larrea 2001 Infante Martiacutenez Gonzaacutelez amp Reyes 2009)

Estudios realizados en P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a

Mycena citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de

cafeacute causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum

Jaramillo 2012) Viecelli y Stangarlin (2010) obtuvieron resultados similares

contra Pseudocercospora griseola causante de la enfermedad ldquomancha angularrdquo en

cultivos de friacutejol tras rociar la superficie de las hojas de la planta con el extracto

acuoso obtenido del micelio de P sanguineus

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico

Algunas especies de hongos de la familia Polyporaceae producen pigmentos

rojos o anaranjados derivados de aacutecidos polipoacutericos y terpenilquinones los cuales

son causales de la coloracioacuten naranja de los hongos Pycnoporus spp (Veliacutešek y

Cejpek 2011) Los principales compuestos producidos por P sanguineus son

poliporin cinnabarina aacutecido cinabariacutenico y tramesanguina (Henrique Rosa et al

2003) A Smacircnia y colaboradores (1995) demostraron que la cinnabarina tiene

propiedades antibacterianas (Gocenoglu amp Pazarlioglu 2014) capaces de inhibir el

crecimiento de bacterias como Escherichia coli Klebsiella pneumoniae

38

Pseudomonas aeruginosa Salmonella typhi Staphylococcus aureus y miembros

del geacutenero Streptococcus siendo maacutes efectiva para el control de cocos

grampositivos que de bacilos Gram-negativos (E de F A Smacircnia et al 1998)

Ensayos utilizando P sanguineus evidenciaron la efectividad del ergosterol-58-

endoperoacutexido producido contra amastigotes de Leishmania (Viannia) panamensis

(Correa et al 2005)

Es necesario saber que los metabolitos secundarios producidos por esta especie

presentan un gran potencial antioxidante y que su eficiencia de produccioacuten no

necesariamente estaacute relacionada con la velocidad de crecimiento micelial (Borderes

et al 2011a)

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios

El aacutecido feruacutelico es un producto de la degradacioacuten de la lignina por hongos de

podredumbre blanca (Kirk 1971) Falconnier y colaboradores (1994) demostraron

el aacutecido feruacutelico de P cinnabarinus se puede biotransformar en vainillina y alcohol

vainiacutellico a traveacutes de una viacutea reductora o formar metoxihidroquinona a traveacutes de la

descarboxilacioacuten oxidativa La vainillina es una moleacutecula de alto valor comercial

aislada comuacutenmente de vainas de vainilla responsable del aroma y sabor de la

vainilla (Cid-Perez 2011) La demanda actual de alimentos producidos de forma

natural ha estimulado la buacutesqueda de medios alternativos de produccioacuten de

vainillina convirtiendo a los hongos del geacutenero Pycnoporus spp en una excelente

opcioacuten para la obtencioacuten de este aditivo alimentario (Falconnier et al 1994)

26 Marco legal

Seguacuten la Organizacioacuten de los Estados Ibero-americanos (OEI) los cambios y la

destruccioacuten de sus haacutebitats la contaminacioacuten ambiental la inadecuada poliacutetica

forestal la recoleccioacuten de cuerpos fructiacuteferos y la fragmentacioacuten de los ecosistemas

son las pesadillas de los hongos En las uacuteltimas deacutecadas han sufrido un descenso

laquocualitativo y cuantitativoraquo Por su laquopapel crucial en el funcionamiento de los

ecosistemasraquo y consciente de que las setas se han omitido en los programas de

39

conservacioacuten un grupo de micoacutelogos decidioacute realizar en 2003 la primera laquoLista

Roja preliminar de hongos en la Peniacutensula Ibeacutericaraquo que comprende hasta 67

taxones (subdivisiones de una especie) de hongos amenazados Es necesario hacer

una ley que tenga en cuenta los intereses de todos de los recolectores

acostumbrados a tomar sus setas y de la administracioacuten y comunidades autoacutenomas

que deben velar por la conservacioacuten de su patrimonio natural

Legislacioacuten internacional los seres humanos han dependido de la biodiversidad

y especiacuteficamente de los recursos geneacuteticos para producir innovar mejorar y

adaptarla a sus necesidades particulares Antes de la vigencia del Convenio sobre

la Diversidad Bioloacutegica (CDB) el acceso a los recursos geneacuteticos era libre

Normalmente las uacutenicas barreras para el acceso a estos recursos eran las distancias

y las fronteras geograacuteficas el desconocimiento de su existencia su poca adaptacioacuten

a otros ecosistemas su limitada aceptacioacuten o la falta de la verificacioacuten de su utilidad

por parte de otras culturas (Estrella Manosalvas Mariaca Ribadeneira 2005)

En el Convenio sobre diversidad bioloacutegica se define a los recursos geneacuteticos

como ldquomaterial geneacutetico de valor real o potencialrdquo y el material geneacutetico como

ldquotodo material de origen vegetal animal microbiano o de otra iacutendole que contenga

unidades funcionales de la herenciardquo

El principal objetivo de la Federacioacuten Internacional de Colecciones de Cultivo

(WFCC) la cual es un conjunto de comiteacutes comisiones y federaciones (COMCOF)

de la Unioacuten Internacional de Sociedades Microbiologiacutea (IUMS) Unioacuten

Internacional de Ciencias Bioloacutegicas (IUBS) es la promocioacuten y desarrollo de

cultivos de microorganismos y liacuteneas celulares La coleccioacuten de cultivos se debe

realizar de forma segura y de conformidad con las diferentes legislaciones y

regulaciones que controlan este tema en el proceso de aislamiento manipulacioacuten

almacenamiento y distribucioacuten de microrganismo y cultivos celulares hay muchas

etapas en las que se requiere conformidad con la ley regulaciones o convenciones

internacionales una coleccioacuten de cultivos deberiacutea tener conformidad en

Requerimientos en salud y seguridad

40

Clasificacioacuten de los microorganismos en funcioacuten de su riesgo

Regulaciones de cuarentena

Derechos de propiedad intelectual

Convencioacuten sobre diversidad bioloacutegica Informacioacuten segura suministrada al receptor

de los microorganismos

Regulaciones gubernamentales sobre el enviacuteo de cultivos

Control en la distribucioacuten de organismos peligrosos

Tratado de Budapest (para los depoacutesitos de patentes) (WFCC 2010)

Legislacioacuten nacional

Que los artiacuteculos 14 74 275 276 387 388 de la Constitucioacuten de la Repuacuteblica

reconoce el derecho de la poblacioacuten a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente

equilibrado que garantice la sostenibilidad y el buen vivir Declara de intereacutes

puacuteblico la preservacioacuten del ambiente la conservacioacuten de los ecosistemas la

biodiversidad y la integridad del patrimonio geneacutetico del paiacutes la prevencioacuten del

dantildeo ambiental y la recuperacioacuten de los espacios naturales degradados

(Constitucioacuten poliacutetica de la repuacuteblica del Ecuador)

Que el Art 86 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declara de intereacutes

puacuteblico a la conservacioacuten de los ecosistemas la biodiversidad y el patrimonio

geneacutetico del paiacutes a la recuperacioacuten de espacios naturales degradados al

establecimiento de un Sistema Nacional de Aacutereas Naturales Protegidas que

garanticen la conservacioacuten de la biodiversidad y el mantenimiento de los servicios

ecoloacutegicos

Que los Arts 89 242 y 248 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declaran

respectivamente que el Estado tomaraacute medidas orientadas a regular bajo estrictas

normas de bioseguridad la propagacioacuten en el medio ambiente la experimentacioacuten

el uso la comercializacioacuten y la importacioacuten de organismos geneacuteticamente

modificados que la organizacioacuten y funcionamiento de la economiacutea responderaacute

41

entre otros principios al de sustentabilidad y ratifica el derecho soberano del

Estado sobre la biodiversidad promoviendo su conservacioacuten y utilizacioacuten

sustentable con la participacioacuten de las poblaciones involucradas y de conformidad

con los convenios y tratados internacionales Que el Ecuador suscribioacute y ratificoacute el

Convenio sobre la Diversidad Bioloacutegica seguacuten consta en los Registros Oficiales

No 109 del 18 de enero de 1993 y el 146 del 16 de marzo de 1993 El cual regula

la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de la biodiversidad y sus componentes y

establece la participacioacuten justa y equitativa en los beneficios que se deriven de la

utilizacioacuten de los recursos geneacuteticos asociados reconociendo el derecho soberano

que ejercen los Estados sobre sus recursos bioloacutegicos Que el Estado ha suscrito y

ratificado varios Convenios Internacionales relacionados con la conservacioacuten de la

biodiversidad tales como la Convencioacuten sobre Humedales de Importancia

Internacional especialmente como Haacutebitat de Aves Acuaacuteticas o Convencioacuten de

Ramsar la Convencioacuten para la Proteccioacuten del Patrimonio Mundial Cultural y

Natural la Convencioacuten sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas

de Flora y Fauna Silvestres (CITES) Convenio Marco de Cambio Climaacutetico el

Tratado de Cooperacioacuten Amazoacutenica entre los maacutes relevantes Que estaacuten vigentes

en el Ecuador normas de aplicacioacuten regional de la Comunidad Andina de manera

especial las Decisiones de la Comisioacuten del Acuerdo de Cartagena Nos 344 345

391 y 486 relativas a la Propiedad Industrial la proteccioacuten a los Derechos de los

Obtentores de Variedades Vegetales y al Acceso a los Recursos Geneacuteticos Que la

biodiversidad constituye la base del capital natural del paiacutes capaz de proporcionar

un flujo constante de bienes y servicios cuya conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable

permitan satisfacer las necesidades humanas de consumo y produccioacuten y

garanticen el sustento de la vida Que la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de

la biodiversidad son de intereacutes nacional por su importancia econoacutemica ecoloacutegica

geneacutetica social cultural cientiacutefica educativa recreativa y esteacutetica y por lo tanto

tiene un valor estrateacutegico para el desarrollo sustentable presente y futuro del

Ecuador Que siendo el Ecuador uno de los paiacuteses de mayor biodiversidad del

mundo catalogado como mega diverso constituye una prioridad para el paiacutes

proteger su riqueza bioloacutegica y cultural asociada para las generaciones presentes y

futuras ante la preocupante y considerable reduccioacuten y peacuterdida de la biodiversidad

42

como consecuencia de determinadas actividades humanas en el paiacutes Que es

indispensable expedir normas que rijan la conservacioacuten y uso sustentable de la

biodiversidad (Ley para la conservacioacuten y uso sustentable de la biodiversidad

1993)

CAPIacuteTULO VIII De la Investigacioacuten y Capacitacioacuten Forestales

Art 50- El Ministerio del Ambiente promoveraacute realizaraacute y coordinaraacute la

investigacioacuten relativa a la conservacioacuten administracioacuten uso y desarrollo de los

recursos forestales y de las aacutereas naturales del patrimonio forestal

Art 51- Para el cumplimiento de las actividades previstas en el artiacuteculo anterior

al Ministerio del Ambiente le corresponde

a) Crear centros de investigacioacuten sobre especies forestales nativas y exoacuteticas de

fauna y flora silvestres

b) Suscribir convenios relativos a la investigacioacuten capacitacioacuten y educacioacuten

forestales

c) Ejecutar programas de capacitacioacuten y adiestramiento en conservacioacuten

administracioacuten y desarrollo de recursos forestales y aacutereas naturales de patrimonio

del Estado

d) Establecer en coordinacioacuten con el Ministerio de Educacioacuten y Cultura y otras

entidades del sector puacuteblico programas de educacioacuten y divulgacioacuten relativas a los

aspectos mencionados en el literal anterior

e) Organizar cursos de capacitacioacuten forestal y de conservacioacuten conjuntamente

con el Servicio Ecuatoriano de Capacitacioacuten Profesional -SECAP- y otras entidades

y dependencias del sector puacuteblico o privado

f) Las demaacutes que le asignen esta Ley y los reglamentos (Ley forestal y

conservacioacuten de aacutereas 2004)

Toda esta riqueza biodiversa en el Ecuador corre gran peligro de que por falta

de una legislacioacuten que lo proteja sea amenazada por el intereacutes de convertir no en

43

elementos vitales para el Sumak Kawsay sino que apetecido por sus componentes

convertirlos en mercanciacuteas y llevarlos al mercado globalizado De hecho parte de

la destruccioacuten y desaparicioacuten de especies ha sido por falta de una legislacioacuten

responsable y soberana para la proteccioacuten de la biodiversidad asiacute como la

responsabilidad de los gobiernos de turno que no han visto a estos seres vivos como

titulares de derecho (Ley orgaacutenica de la biodiversidad 2011)

El Coacutedigo Orgaacutenico del Ambiente (COA) manifiesta en el Titulo III DE LOS

DERECHOS DEBERES Y PRINCIPIOS AMBIENTALES art5 derecho de la

poblacioacuten a vivir en un ambiente sano

El derecho a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente equilibrado

comprende

1- La conservacioacuten manejo sostenible y recuperacioacuten del patrimonio natural la

biodiversidad y todos sus componentes con respeto a los derechos de la naturaleza

y a los derechos colectivos de las comunas comunidades pueblos y nacionalidades

2- El manejo sostenible de los ecosistemas con especial atencioacuten a los

ecosistemas fraacutegiles y amenazados tales como paramos humedales bosques

nublados bosques tropicales secos y huacutemedos manglares y ecosistemas marinos y

marinos-costeros

3- La intangibilidad del Sistema Nacional de Aacutereas Protegidas en los teacuterminos

establecidos en la constitucioacuten y la Ley

4- La conservacioacuten preservacioacuten y recuperacioacuten de los recursos hiacutedricos

cuencas hidrograacuteficas y caudales ecoloacutegicos asociados al ciclo hidroloacutegico

5- La conservacioacuten y uso sostenible del suelo que prevenga la erosioacuten la

degradacioacuten la desertificacioacuten y permita su restauracioacuten

6- La prevencioacuten control y reparacioacuten integral de los dantildeos ambientales

7- La obligacioacuten de toda obra proyecto o actividad en todas sus fases de

sujetarse al procedimiento de evaluacioacuten de impacto ambiental

44

8- El desarrollo y uso de praacutecticas y tecnologiacuteas ambientalmente limpias y

sanas asiacute como de energiacuteas alternativas no contaminantes renovables

diversificadas y de bajo impacto ambiental

9- El uso experimentacioacuten y el desarrollo de la biotecnologiacutea y la

comercializacioacuten de sus productos bajo estrictas normas de bioseguridad con

sujecioacuten a las prohibiciones establecidas en la Constitucioacuten y demaacutes normativa

vigente

Los principios ambientales deberaacuten ser reconocidos e incorporados en toda

manifestacioacuten de la administracioacuten puacuteblica asiacute como en las providencias judiciales

estos principios son

Responsabilidad integral - Responsabilidad de quien promueve una

actividad que genere o pueda generar impacto sobre el ambiente

Mejor tecnologiacutea disponible y mejores praacutecticas ambientales - El estado

deberaacute promover a los sectores puacuteblicos y privados el desarrollo y uso de

tecnologiacuteas ambientalmente limpias y de energiacutea alternativa no

contaminantes y de bajo impacto que minimicen en todas las fases de una

actividad productiva

TIacuteTULO I DE LA CONSERVACIOacuteN DE LA BIODIVERSIDAD

Articulo 31- La conservacioacuten de la biodiversidad se realizaraacute in situ o ex situ

en funcioacuten de sus caracteriacutesticas ecoloacutegicas niveles de endemismo categoriacutea de

especies amenazadas de extincioacuten para salvaguardar el patrimonio bioloacutegico de la

erosioacuten geneacutetica

Articulo 32- Se promoveraacuten y regularaacuten las investigaciones cientiacuteficas in situ

y ex situ que comprendan actividades de extraccioacuten coleccioacuten recoleccioacuten

importacioacuten movilizacioacuten transportacioacuten exportacioacuten y disposicioacuten temporal o

final de especies de vida silvestre

Articulo 33- La biodiversidad terrestre insular marina y dulceacuiacutecola seraacute

conservada in situ Se procuraraacute el uso sostenible de sus componentes de forma tal

45

que no se ocasione su disminucioacuten a largo plazo para mantener su potencial de

satisfacer las necesidades de las generaciones presentes y futuras

Articulo 35- Para la proteccioacuten de la vida silvestre se establecen las siguientes

condiciones a las personas naturales y juriacutedicas

1 Conservar las especies de vida silvestre en su habitad natural prohibiendo

su extraccioacuten salvo las consideraciones para investigacioacuten repoblacioacuten de

especies con cualquier tipo de amenaza y las establecidas en este coacutedigo

2 Reconocer el uso tradicional y el aprovechamiento de las especies de vida

silvestre por motivos de subsistencia o por praacutecticas culturales medicinales

3 Promover investigaciones sobre vida silvestre para difundir el

bioconocimiento dentro del territorio nacional

Articulo 66- Son medios de conservacioacuten de especies de vida silvestre los que

se detallan a continuacioacuten

Viveros

Jardines botaacutenicos

Zooloacutegicos

Centros de criacutea y reproduccioacuten sostenible

Centros de rescate y rehabilitacioacuten

Bancos de germoplasma

Acuarios

TIacuteTULO IV RECURSOS GENEacuteTICOS Y SUS DERIVADOS

BIOSEGURIDAD BIOCOMERCIO

Artiacuteculo 72- Los derechos otorgados sobre los recursos bioloacutegicos no conceden

derecho alguno sobre los recursos geneacuteticos o sus derivados no sobre los

conocimientos colectivos asociados a estos Las investigaciones realizadas sobre

los recursos geneacuteticos deberaacuten ser sistematizadas y ser recopiladas por el Instituto

Nacional de Biodiversidad

Artiacuteculo 75- Las normas de bioseguridad regularaacuten los productos de la

biotecnologiacutea moderna con el objeto de contribuir a la conservacioacuten y el uso

46

sostenible de la biodiversidad y garantizar los derechos de la salud humana y el

ambiente

Articulo 80- La Autoridad Ambiental Nacional regularaacute el biocomercio para

lo cual deberaacute considerar los objetivos de la conservacioacuten de la biodiversidad la

sostenibilidad social econoacutemica y ambiental asiacute como la distribucioacuten justa de los

beneficios de conformidad con las disposiciones de este coacutedigo

En los uacuteltimos antildeos se ha observado la accioacuten paralela de numerosas

organizaciones gubernamentales y no gubernamentales universidades

comunidades e individuos que han desplegado acciones en favor de la

biodiversidad del rescate de los conocimientos praacutecticas e innovaciones

relacionados a eacutesta y de la documentacioacuten o desarrollo de meacutetodos para la

conservacioacuten y utilizacioacuten sostenible de estos recursos entre otras acciones

El lograr la conservacioacuten y uso sostenible de la biodiversidad implica lograr

beneficios para el ser humano sin agotar el recurso y asegurar las posibilidades de

aprovechamiento de la biodiversidad para las proacuteximas generaciones En este

sentido la biodiversidad puede conservarse mediante dos estrategias

bull La estrategia de conservacioacuten in situ

bull La estrategia de conservacioacuten ex situ (Estrella amp col 2005)

47

3 MARCO METODOLOacuteGICO

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa

Pycnoporus spp

El objetivo de este experimento es aislar identificar y caracterizar la cepa nativa

ecuatoriana del hongo Pycnoporus spp

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de Pycnoporus sanguineus

48

311 Materiales y meacutetodos

El trabajo experimental se realizoacute en el laboratorio de Biotecnologiacutea Fuacutengica del

Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente (CEBA) en convenio con el

Ingenio Azucarero del Norte (IANCEM) localizado en la Ciudad de Ibarra a 2241

msnm (UTM WGS84 17 N 816705 Este 36766 Norte) con una temperatura

promedio de 18 degC

3111 Aislamiento

La muestra de hongo Pycnoporus spp se recolectoacute de un bosque de la ciudad de

Tena a una altitud de 543 msnm UTM WGS84 18N 186566 Este 9891710 Norte

la misma se encontroacute creciendo naturalmente en troncos de la madera piguumle

(Pollalesta discolor) en proceso de descomposicioacuten

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus

49

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de Pollalesta discolor

Para la presente investigacioacuten la reproduccioacuten celular se realizoacute tanto por medio

de tejido como por esporas en un medio rico en Agar Papa Dextrosa (PDA) y Agar

extracto de Malta (MEA) siguiendo la teacutecnica descrita por Pineda (2014) se

preparoacute el medio con agua destilada y se esterilizoacute por 15 minutos en autoclave a

15 PSI y 121 degC El medio esteacuteril se sirvioacute en caja petri y se procedioacute a inocular

con tejido y espora de la especie seleccionada (Pineda 2014) Las muestras

inoculadas se incubaron a 22 degC y se observoacute el crecimiento del hongo durante seis

diacuteas

3112 Identificacioacuten

La identificacioacuten fue realizada por el laboratorio especializado IDgen-

Identificacioacuten Molecular localizado en la ciudad de Quito Para ello se usoacute dos

muestras de cepas puras de la especie Pycnoporus previamente aisladas con coacutedigo

CEBA-T-PS-010116 son cultivos axeacutenicos de hongos creciendo en agar

Se realizoacute la identificacioacuten molecular de microorganismos (Extraccioacuten de ADN

Amplificacioacuten de barcode secuenciacioacuten estaacutendar ensamblaje de productos de

50

PCR y buacutesqueda en base de datos) El meacutetodo de determinacioacuten se realizoacute por

identificacioacuten molecular por barcoding

Los procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR se

describen en el detalle de protocolos (anexo 1) Los productos de PCR fueron

depurados previo a su secuenciacioacuten El producto de amplificacioacuten limpio y los

primeros ITS1 ITS4 ITS5 EF1-983F EF1-2218R fueron utilizados para la

secuenciacioacuten con el meacutetodo SANGER Se limpiaron y ensamblaron las secuencias

obtenidas con el programa bioinformaacutetico GENEIOUS y se compararon las

secuencias ensambladas con la base de datos de nucleoacutetidos de GenBank

3113 Caracterizacioacuten

La caracterizacioacuten del Pycnoporus sanguineus estudiada se realizoacute a traveacutes del

anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico el cual se realizoacute en el laboratorio del INIAP

localizado en la ciudad de Quito Se realizoacute un anaacutelisis proximal macro y micro

elementos siguiendo las normas y meacutetodos de la institucioacuten

312 Resultados y discusioacuten

3121 Aislamiento

En la figura 34 se presenta los cuerpos fructiacuteferos de los hongos Pycnoporus

sanguineus que se recolectaron en la ciudad del Tena Ecuador los mismos que se

almacenaron en bolsa de polietileno y se llevaron al laboratorio

51

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno

En la figura 35 se presenta el proceso de preparacioacuten del medio de cultivo para la

especie nativa

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA

52

En la figura 36 y 37 se presenta el procedimiento para la obtencioacuten de esporas

tejido e inoculacioacuten de la especie nativa de Pycnoporus spp

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo

En la figura 38 se presenta el cultivo de Pycnoporus spp creciendo en un medio

rico luego de 6 diacuteas de incubacioacuten a 22 degC el mismo que se procedioacute a su

purificacioacuten por la teacutecnica de repique hasta lograr una cepa pura la cual fue

53

codificada como CEBA-T-PS-010116 y almacenada en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos del CEBA

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus sanguineus

(Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et al 2015a E de F A Smacircnia Smacircnia Juacutenior

amp Loguercio-Leite 1998 Vikineswary et al 2006) coinciden con la teacutecnica

utilizada en la presente investigacioacuten (Pineda 2014) realizar el aislamiento en un

medio de cultivo Agar Papa Dextrosa mientras (Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et

al 2015a) utilizaron como medio de cultivo Agar Harina Integral de Trigo asiacute como

(Acosta et al2010 Atteke y col 2013 Cruz Muntildeoz et al 2015a Machuca amp

Ferraz 2001 Schliephake et al 1993 Uzan et al 2010) manifiestan utilizar como

medio de cultivo Agar Extracto de Malta a esto antildeade (Cruz Muntildeoz et al 2015)

utilizar como medio de cultivo medios afines al material vegetal de donde se

recolectoacute y (Boumlse 1946) utiliza Medio Czapek-Dox con sulfato de manganeso

algunas veces adicionado con extracto de semillas de guisantes o salvado de trigo

Seguacuten (Cruz Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll et al2000b Schliephakeet al 1993)

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura

54

3122 Identificacioacuten

El ADN de cada una de las muestras fue extraiacutedo y con el fin de identificar la

calidad de la extraccioacuten se realizoacute una electroforesis Las extracciones de ADN

genoacutemico obtenidos evidencian una calidad alta y una concentracioacuten superior a 400

ng de ADN por cada 8 ul de extracto Se utilizoacute las extracciones de ADN

pertenecientes a las muestras para la amplificacioacuten del fragmento ITS Se puede

evidenciar que no existen productos de amplificacioacuten para las muestras por lo que

para estas se decidioacute amplificar un fragmento del factor de elongacioacuten 1 alfa (EF1a)

Adicionalmente se diluyeron las muestras hasta una concentracioacuten de 30nguL

para descartar procesos inhibitorios de la PCR debido a una elevada concentracioacuten

de ADN previo a su utilizacioacuten en el ensamblaje de la PCR

Se determina que la cepa nativa estudiada codificada como CEBA-T-PS-

010116 corresponde a la especie Trametes sanguinea en la longitud 652 949

de calidad y 99 de identidad en el fragmento ITS

En el meacutetodo utilizado para la identificacioacuten coincido con (Cruz Muntildeoz y col

2015) el cual manifiesta La identificacioacuten se realizoacute a nivel molecular para lo cual

se enviaron dos muestras de colonias puras (punta de hifa) al laboratorio de la

Estacioacuten Nacional de Epidemiologiacutea Cuarentena y Saneamiento Vegetal en

Quereacutetaro Quereacutetaro para la extraccioacuten del ADN ribosomal y su amplificacioacuten

secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes del Centro

Nacional para la Informacioacuten Biotecnoloacutegica (NCBI EEUU)

De acuerdo con la base de datos Catalogue of Life la especie estudiada se

clasifica

Filo Basidiomicota

Clase Agaricomicetes

Orden Polyporales

Familia Polyporaceae

Geacutenero Pycnoporus

Especie sanguineus

55

Los sinoacutenimos para Pycnoporus sanguineus (L) (Murrill 1904) (nombre

vaacutelido) son Trametes sanguinea (L) (Lloyd 1924) Trametes sanguinea var

intermedia (Corner 1989) Trametes sanguinea var major (Corner 1989)

Trametes sanguinea var sanguinea (L) (Lloyd 1924) determinaacutendose que la

especie nativa ecuatoriana pertenece a la especie Pycnoporus sanguineus(Roskov

Y 2016)

3123 Caracterizacioacuten

De los resultados obtenido para el anaacutelisis proximal por el laboratorio del INIAP

se determina que la cepa nativa de Pycnoporus sanguineus tiene una humedad

1112 cenizas 209 EE (Extracto eteacutereo) 089 proteiacutena 1372 fibra

3418 ELN (Extracto libre de nitroacutegenos) 4912 Para el anaacutelisis de minerales

macro elementos se determinoacute que contiene calcio 027 foacutesforo 035 magnesio

006 potasio 052 sodio 001 Para micro elementos cobre 3ppm hierro 136

ppm manganeso 54 ppm zinc 58 ppm En la literatura se encuentra los

metabolismos secundarios asiacute tenemos que (Atteke et al 2013) (Berrio et al 2007)

(Camarero et al 2004) (Camarero et al 2005 ME Eugenio et al 2010) (Lu et al

2007b Machuca amp Ferraz 2001) (Madhavi amp Lele 2009 Munusamy et al 2008

Ramiacuterez-Cavazos et al 2014) (Sigoillot et al 2002 2004) (Xu et al 2000)

manifiestan la produccioacuten de lacasa ademaacutes antildeade (Boumlse 1946 Henrique Rosa et

al 2003) la produccioacuten de poliporina (Achenbach amp Blumm 1991 Acosta et al

2010 Cruz Muntildeoz et al 2015ordf Dias amp Urban 2009 A Smacircnia et al 2003 E de

F A Smacircnia et al 1998) manifiestan la produccioacuten de Cinabarina fenoxacina otra

consideracioacuten la hace (Achenbach amp Blumm 1991) el cual manifiesta la

produccioacuten O-acetyl-cinabarina pero ninguno de los autores anteriormente

mencionados manifiesta la caracteriacutesticas quiacutemicas a nivel proximal y de minerales

de la especie

56

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es desarrollar un protocolo para la conservacioacuten

de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

321 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue aislada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego

se inocularon con la cepa nativa seleccionada y se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC

Los tubos colonizados fueron liofilizados en un equipo liofilizador de bandejas

marca VirTiswizard 20 a una temperatura de -40ordmC por 26 horas a una presioacuten de

57

vaciacuteo de 300 atm la cepa liofilizada fue depositada en el banco de recursos

geneacuteticos microbianos del CEBA (Pineda 2014) para su conservacioacuten

322 Resultados y discusioacuten

En la figura 310 se presenta el procedimiento para el cultivo de Pycnoporus

sanguineus en tubos se observa el crecimiento del micelio en los dos medios de

cultivo (MEA y PDA) a una temperatura de 22 ordmC durante 6 diacuteas

En la figura 311 y 312 se presenta el procedimiento para la liofilizacioacuten de las

muestras de Pycnoporus sanguineus como se observa se coloca los tubos de ensayo

con las cepas cultivadas en la bandeja y luego se carga el liofilizador el cual arranca

su operacioacuten con una temperatura de 15 ordmC disminuyendo la temperatura durante 8

horas hasta llegar -50 degC como se observa en la figura 311 disminuyendo 10 ordmC

cada hora durante 8 horas hasta llegar a ndash 50 ordmC luego empieza el proceso de secado

en el cual se aumenta la temperatura 10 ordmC durante 18 horas hasta llegar a 40 ordmC a

un presioacuten de vaciacuteo de menos 300 atm

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten

58

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus

En la figura 313 se presenta la muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

como se observa luego de 26 horas en el liofilizador las muestras estaacuten totalmente

deshidratadas y listas para el protocolo de conservacioacuten

59

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

Existen meacutetodos de conservacioacuten por liofilizacioacuten para otras especies en la cual

los autores solo recomiendan que es el mejor meacutetodo para conservacioacuten sin

embargo no se establece un procedimiento para realizar esta teacutecnica y mucho

menos se encontroacute informacioacuten sobre el proceso de liofilizacioacuten para la especie

Pycnoporus sanguineus en la presente investigacioacuten queda establecido el

procedimiento a seguir para conservar por esta teacutecnica la especie estudiada

Al conservar la especie a largo plazo se garantiza que por el deterioro o

destruccioacuten del ecosistema la especie no desaparezca aportando con la cepa nativa

en

Ambiental- el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de compuestos

recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su sistema

enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en aserraderos

(Kirk 1971) P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a Mycena

citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de cafeacute

causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum Jaramillo

2012)

60

Econoacutemico - La implementacioacuten de este proyecto a escala industrial generariacutea

ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa nativa

ecuatoriana Pycnoporus sanguineus

Social - Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial farmaceacuteutico

En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la sangre eliminar

verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas menopaacuteusicos y

del vientre

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es seleccionar el mejor medio de cultivo para la

produccioacuten de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus a partir de cepa

liofilizada

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de Pycnoporus sanguineus

331 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue liofilizada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

61

Disentildeo experimental la experimentacioacuten se planificoacute con un disentildeo

completamente al azar (DCA) con cinco reacuteplicas y completamente aleatorio El

factor de estudio fue el medio de cultivo con los niveles MEA y PDA como variable

de respuesta se establecioacute la velocidad de crecimiento lineal de la cepa del hongo

Los paraacutemetros de operacioacuten como la temperatura y la presioacuten se mantuvieron

contaste a 22degC y 101 325 Pa como factor de ruido se consideroacute el nivel de luz

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en cajas petri y luego se

inocularon con cepa nativa de Pycnoporus sanguineus y se incubaron por 7 diacuteas a

22 degC se tomoacute las medidas de crecimiento (Pineda 2014)

332 Resultados y discusioacuten

En la tabla 31 se presenta la matriz de resultados experimentales como se

observa el tratamiento 1 tiene la mayor velocidad de crecimiento lineal medida en

mmdiacutea

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada

Tratamientos Velocidad de crecimiento

MEA PDA

1 392 292

2 383 292

3 375 283

4 383 275

5 392 283

Valor promedio (Ẋ) 385 285

Varianza (Ợ2) 000515 000515

Desviacioacuten estaacutendar (Ợ) 00717635 00717635

Coeficiente de varianza (CV) 186399 251802

62

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

MEDIOS Media Error tiacutep Intervalo de confianza 95

Liacutemite inferior Liacutemite superior

MEA 3850 032 3776 3924

PDA 2850 032 2776 2924

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

385 a

285 b

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA

Vel

oci

dad

de

crec

iem

ien

to

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA MEA PDA PDA MEA PDA PDA MEA MEA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Velocidad Promedio Limete superior Limete inferior

63

Anaacutelisis de varianza

En la tabla 33 se presenta el anaacutelisis de varianza que descompone la varianza de

Velocidad en dos componentes un componente entre-grupos y un componente

dentro-de-grupos La razoacuten-F que en este caso es igual a 485437 es el cociente

entre el estimado entre-grupos y el estimado dentro-de-grupos Puesto que el valor-

P de la prueba-F es menor que 005 existe una diferencia estadiacutesticamente

significativa entre la media de Velocidad entre un nivel de Medio y otro con un

nivel del 950 de confianza

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio

Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razoacuten-F Valor-P

Entre grupos 25 1 25 48544 00000

Intra grupos 00412 8 000515

Total (Corr) 25412 9

Pruebas de Rangos Muacuteltiple para Velocidad por Medio (950 LSD)

Se aplica un procedimiento de comparacioacuten muacuteltiple para determinar cuaacuteles

medias son significativamente diferentes de otras La mitad inferior de la salida

muestra las diferencias estimadas entre cada par de medias En la parte superior de

la tabla 34 se han identificado 2 grupos homogeacuteneos seguacuten la alineacioacuten de las Xs

en columnas No existen diferencias estadiacutesticamente significativas entre aquellos

niveles que compartan una misma columna de Xs El meacutetodo empleado

actualmente para discriminar entre las medias es el procedimiento de diferencia

miacutenima significativa (LSD) de Fisher Con este meacutetodo hay un riesgo del 50 al

decir que cada par de medias es significativamente diferente cuando la diferencia

real es igual a 0

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher

Medio Casos Media Grupos Homogeacuteneos

PDA 5 285 X

MEA 5 385 X

64

Como se observa la mayor velocidad de crecimiento lineal se presenta cuando

se trabaja con MEA con una velocidad promedio de 385 mmdiacutea Identificando

que el mejor medio para la produccioacuten del hongo es el Agar Extracto de Malta

(MEA)

En la figura 317 se observar el crecimiento de la cepa y determinar la velocidad

de crecimiento lineal en los medios de cultivo estudiados

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa

(Acosta-Urdapilleta et al 2010) manifiesta de que las velocidades maacutes altas de

crecimiento fueron de 9 mm diacutea utilizando sustratos hervidos encino lirio trigo y

avena y la menor velocidad 2 mm diacutea se dio con el tratamiento bajo cedro con

PDA obtiene velocidades de crecimiento de 17 a 35 mmdiacutea (Cruz Muntildeoz et al

2015) manifiesta que obtuvo velocidades de crecimiento de 48 mmdiacutea con

extracto de casuarina y 61 mmdiacutea con extracto de mango coincido con Acosta

(2016) en la velocidad al utilizar extracto PDA ya que en la presente investigacioacuten

obtuvimos velocidad de crecimiento 285 mmdiacutea sin embargo el mejor medio de

cultivo utilizado es MEA con 385 mmdiacutea

65

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de

Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

El objetivo de este acaacutepite es realizar una ficha para la conservacioacuten de la cepa de

Pycnoporus sanguineus

341 Introduccioacuten

Al determinar en queacute medio de cultivo tuvo mayor velocidad de crecimiento la

cepa seleccionada se deberiacutea tener un registro en un banco de recursos geneacuteticos

microbianos que garanticen la conservacioacuten de la cepa para en un futuro aprovechar

de manea sustentable el recurso fuacutengico

Ecuador posee un vasto territorio con una riqueza microbioloacutegica muy amplia y

poco estudiada por lo que la conservacioacuten de los recursos geneacuteticos propios de

nuestros ecosistemas resulta esencial para evitar la peacuterdida de biodiversidad y el

acceso a genomas y oportunidades diferentes a las de otras regiones geograacuteficas

Sin embargo nuestro paiacutes no posee auacuten una ley de Acceso a sus recursos geneacuteticos

ni tiene sistematizados los bancos donde estos recursos se conservan

El objetivo de establecer el banco de recursos geneacuteticos microbianos potenciales

para el desarrollo de la Biorefineria ecuatoriana mediante la identificacioacuten

aislamiento cultivo y conservacioacuten de cepas puras que permitan el maacuteximo

aprovechamiento de las materias primas utilizando como insumo la biodiversidad

ecuatoriana en el marco del desarrollo sostenible (Pineda 2016) banco de

recursos geneacuteticos microbianos es el reguardo inalterable del patrimonio geneacutetico

nacional de microorganismos Para esto se debe contar con infraestructura y

equipos de laboratorio contar con profesionales especialistas en el manejo

conservacioacuten y preservacioacuten de cepas nativas fuacutengicas A traveacutes de procesos de

liofilizacioacuten se conservan las cepas por un periodo determinado Respaldos de las

muestras y efectivas medidas de seguridad aseguraran que la cepa se mantendraacute en

condiciones oacuteptimas De esta manera se permitiraacute potenciar la innovacioacuten cientiacutefica

local y posesionar a Ecuador como un centro tecnoloacutegico siendo su principal

objetivo la conservacioacuten a largo plazo de cepas propios de la geografiacutea ecuatoriana

66

ya que estaacuten bajo permanente amenaza de desaparecer ya sea por acciones humanas

o situaciones naturales

Con la creacioacuten del banco de recursos geneacuteticos microbianos se lograriacutea

Preservar y proteger los recursos geneacuteticos

Contribuir y propiciar su uso ordenado racional y sustentable

Coadyuvar las acciones de recoleccioacuten aislamiento identificacioacuten

caracterizacioacuten potenciacioacuten uso y preservacioacuten

Difundir la importancia estrateacutegica de conservacioacuten del medio ambiente

entre a comunidad cientiacutefica y la poblacioacuten en general

Preservar proteger mejorar y promover el uso sustentable de la riqueza

geneacutetica del paiacutes

El hongo Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial

farmaceacuteutico En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la

sangre eliminar verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas

menopaacuteusicos y del vientre (Acosta 2016) Los cientiacuteficos del banco brasilentildeo

estaacuten intentando domesticar o producir en laboratorios el hongo Pycnoporus

sanguineus ya que tiene fines terapeacuteuticos por ejemplo sentildeala que la

especie Pycnoporus sanguineus es usada por indiacutegenas amazoacutenicos para tratar

uacutelceras y caacutencer Y agrega que si se lograse su cultivo artificial con cepas

vigorosas podriacutea servir en otros laboratorios para investigaciones de caraacutecter

quiacutemico y biotecnoloacutegico por sus propiedades farmacoloacutegicas (BBC 2015) La

definicioacuten de la produccioacuten anual de hongo fresco se realiza teniendo en cuenta las

poliacuteticas y estrategias concebidas dentro del Plan Nacional de Desarrollo del

Ecuador Entre las estrategias se establece el fomento a la produccioacuten para el

consumo interno mediante el apoyo financiero y teacutecnico a pequentildeos y medianos

productores y a las comunidades campesinas (SEMPLADES 2009) El costo de

cepas de Pycnoporus sanguineus no se encontroacute sin embargo el costo para otras

especies es de 150 USD por lo que tener conservada las cepas no solo seriacutea rentable

sino tambieacuten se deja abierto para futuras investigaciones

67

342 Ficha Pycnoporus sanguineus

68

69

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus

Codigo

Bacteria Hongo x

Denominacion de la cepa utilizada por el depositante

Si x No

Si No x

Si No x

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3

Humanos Animales Plantas

CEBA-T-PS-010116TIPO DE MICROORGANISMO

Nombre cientiacutefico

iquestConoce el tipo de cepa

iquestEl microorganismo alberga un plagravesmido natural

iquestSe manipulo geneacuteticamente al microorganismo

DESIGNACIOacuteN DE LA CEPA

Pycnoporus sanguineus

INFORMACIOacuteN RELATIVA

William Goacutemez

Ecuador

Napo Tena UTM 18 S 186563 9891708

1472016

Fuente

Paiacutes de origen

Provincia Ciudad si es posible latitud y longitud

Fecha de recoleccioacuten

5102016

Datos de muestreo

Aislamiento de la cepa

Provincia Ciudad donde fue aislado

Si no aisloacute la cepa siacutervase indicar a los cientiacuteficos o

laboratorios que lo hicieron

Aislado por

Imbabura Ibarra

Dr Julio Pineda

William GoacutemezRecolectado por

Fecha del aislamiento

Evaluacioacuten del riesgo

Grupo de riesgo

Patoacutegeno para

Temperatura 23 ordmC Tiempo de encuvacioacuten

iquestEste microorganismo sobrevive a la congelacioacuten Si x No

Nombre

Institucioacuten

Direccioacuten

Email

Teleacutefono

Fecha

Firma

26 dias

CRECIMIENTO Y MANTENIMIENTO

Meacutetodo usado para la identificacioacuten de la cepa Secuenciacioacuten ADN

Motivo del deposito (Aplicaciones biotecnologicas control de calidad etc) Conservacioacuten

INFORMACIOacuteN ADICIONAL

Requerieintos especiales (Luz gas etc)

Medio de cultivo Agar malta

1522017

IFORMACIOacuteN DE LA PERSONA QUE DEPOacuteSITA

William Goacutemez

CEBA

Tena 8-20 y Tungurahua

williamedissnyahooes

983000610

70

4 CONCLUSIONES

Se establecioacute un protocolo para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten

del hongo nativo Pycnoporus spp aislado de la ciudad del Tena lo cual

representa un aporte al desarrollo cientiacutefico y tecnoloacutegico

Por primera vez se desarrolla un procedimiento para la conservacioacuten de la cepa

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus por liofilizacioacuten meacutetodo que

garantiza la conservacioacuten de la especie por maacutes de 23 antildeos y su manejo de forma

sostenible generando valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana

Se establecioacute que el mejor medio para la produccioacuten de la cepa pura de

Pycnoporus sanguineus es el Agar Extracto de Malta con una velocidad de

crecimiento lineal de 385 mmdiacutea lo cual representa un aporte al desarrollo de

las tecnologiacuteas de produccioacuten fuacutengica

Se presenta una ficha y registro de la cepa Pycnoporus sanguineus lo cual

permitiraacute generar valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana y

principalmente la conservacioacuten de la especie

5 RECOMENDACIONES

Se recomienda aislar identificar y caracterizar nuevas especies nativas del

geacutenero Pycnoporus spp que permita incrementar el patrimonio del banco de

recursos geneacuteticos microbianos (BRGM)

Desarrollar la tecnologiacutea de produccioacuten de cepas nativas en las escalas de banco

y piloto con la finalidad de consolidar el Know How con posibilidades de

patentar los procedimientos

Desarrollar la tecnologiacutea a escala de laboratorio para la produccioacuten de biomasa

de cuerpo fructiacutefero de Pycnoporus spp con fines a su aplicacioacuten en la industria

farmaceacuteutica y enzimaacutetica

71

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87

7 ANEXOS

Anexo 1 Procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR

88

89

90

91

92

93

Anexo 2 Resultados anaacutelisis bromatoloacutegico Pycnoporus sanguineus

94

Anexo 3 Metabolitos producidos por las especies de Pycnoporus

Metabolito Especie Referencia

Lacasas P cinnabarinus P coccineus

P sanguineus

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col 2010 Lu y col 2007b Machuca y

Ferraz 2001 Madhavi y Lele 2009

Munusamy y col 2008 Ramiacuterez-Cavazos y

col 2014 Sigoillot y col 2002 2004 Xu y

col 2000)

Peroxidasas extracelulares

(Lignin Versaacutetil y

Manganeso Peroxidasa)

P cinnabarinus P coccineus (Levasseur y col 2014 Machuca y Ferraz

2001)

Celulasas

(β-glucosidasas

Xilanasas)

P cinnabarinus P coccineus (Bey Berrin Poidevin y Sigoillot 2011

Machuca y Ferraz 2001 Sigoillot y col

2002)

Celobiosa deshidrogenasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col 2002)

Galactosidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara Hayashi y

Mitsutomi 1981)

DDMP P sanguineus (Teoh y col 2011)

Poliporina P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col 2003)

Cinabarina (3-fenoxacina) P sanguineus P cinnabarinus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Cruz Muntildeoz y col 2015a Dias

y Urban 2009 A Smacircnia y col 2003 E de

F A Smacircnia y col 1998)

O-acetyl-cinabarina P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Dias y Urban 2009 Gocenoglu

y Pazarlioglu 2014)

Tramesanguina P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez

Adame y col 2010)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Pycnoporina P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

95

Metabolito Especie Referencia

2-amino-fenoxazin-3-ona P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Pycnosanguina eacuteter

fenoxacina

P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Dias y Urban

2009)

5-6- dihidroergosterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol peroacutexido P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings Pilawa

Theobald y Berger 2001 Stentelaire y col

2000)

96

Anexo 4 Principales compuestos bioactivos obtenidos de Pycnoporus spp

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Lacasas Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Eggert y col 1996 Machuca y

Ferraz 2001 Sigoillot y col 2002

Xu y col 2000)

P sanguineus (Ramiacuterez-Cavazos y col 2014)

Antiinflamatoria P cinnabarinus (Madhavi y Lele 2009)

Biorremediacioacuten de aguas

residuales

P coccineus (Berrio y col 2007 Jaouani

Guilleacuten Penninckx Martiacutenez y

Martiacutenez 2005)

P cinnabarinus (Munusamy y col 2008)

Degradacioacuten de colorantes

sinteacuteticos

P cinnabarinus (Camarero y col 2005)

P sanguineus (Atteke y col 2013 Lu y col

2007b)

Blanqueo de pulpa para papel P cinnabarinus (Camarero y col 2004 Sigoillot y

col 2004)

P sanguineus (ME Eugenio y col 2010)

Peroxidasas

totales

Enzima ligninoliacutetica P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Lignin

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Manganeso

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Versaacutetil

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

β-glucosidasas Enzimas celulasas P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

P cinnabarinus (Bey y col 2011)

Xilanasas Enzimas celulasas P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col

2002)

P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Celobiosa

deshidrogenasa

Enzima oxidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoilloty col

2002)

Galactosidasa Enzima hidrolasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara y col

1981)

DDMP Antifuacutengico P sanguineus (Teoh y col 2011)

97

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Poliporina Anmicrobiano P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col

2003)

Cinabarina (3-

fenoxacina)

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010

Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Antimicrobiana P sanguineus (E de F A Smacircnia y col 1998)

Antiviral P sanguineus (A Smacircnia y col 2003)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

O-acetyl-

cinabarina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido

cinabariacutenico

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Antibacterial P cinnabarinus (Gocenoglu y Pazarlioglu 2014)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Tramesanguina Pigmento P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Pycnoporina Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina Pigmento P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

2-amino-

fenoxazin-3-ona

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

pycnosanguin

eacuteter fenoxazina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antimocrobiano P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antiviral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

5-6-

dihidroergostero

l

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol

peroacutexido

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina Saborizante aromatizante P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings y

col 2001 Stentelaire y col 2000)

98

Page 5: MAESTRIA EN GESTIÓN SUSTENTABLE DE RECURSOS NATURALES

4

AGRADECIMIENTO

A todas instituciones que aportaron para llevar a cabo esta investigacioacuten de manera

muy especial al Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente (CEBA) al

Ingenio Azucarero del Norte (IANCEM) y a la Universidad Teacutecnica del Norte

(UTN)

Aquellas personas que compartieron sus conocimientos para hacer posible la

culminacioacuten de esta investigacioacuten De manera especial al Ing Julio Pineda Insuasti

PhD tutor de este trabajo por su ayuda y seguimiento al mismo

5

UNIVERSIDAD TEacuteCNICA DEL NORTE

INSTITUTO DE POSTGRADO

BIBLIOTECA UNIVERSITARIA

AUTORIZACIOacuteN DE USO Y PUBLICACIOacuteN A FAVOR DE LA

UNIVERSIDAD TEacuteCNICA DEL NORTE

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LA OBRA

La Universidad Teacutecnica del Norte dentro del proyecto Repositorio Digital

Institucional determinoacute la necesidad de disponer de textos completos en formato

digital con la finalidad de apoyar los procesos de investigacioacuten docencia y

extensioacuten de la Universidad

Por medio del presente documento dejo sentada mi voluntad de participar en este

proyecto para lo cual pongo a disposicioacuten la siguiente informacioacuten

DATOS DE CONTACTO

CEacuteDULA DE

IDENTIDAD

1001977030

APELLIDOS Y

NOMBRES

Goacutemez Andrade William Edisson

DIRECCIOacuteN Tena 8-20 y Tungurahua

EMAIL williamedissonyahooes

TELEacuteFONO FIJO 062607022 TELEacuteFONO

MOacuteVIL

0983000610

6

DATOS DE LA OBRA

TIacuteTULO Desarrollo de un proceso para el aislamiento conservacioacuten

y produccioacuten del hongo medicinal oreja de palo (Pycnoporus

spp) a partir de la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana

AUTOR (ES) Goacutemez Andrade Willian Edisson

FECHA 09 de junio del 2017

SOLO PARA TRABAJOS DE GRADO

PROGRAMA PREGRADO POSGRADO

TITULO POR EL QUE

OPTA

Magiacutester en Gestiograven Sutentable de los Recursos Naturales

ASESOR DIRECTOR Ing Julio Amilcar Pineda Insuasti (PhD)

2 AUTORIZACIOacuteN DE USO A FAVOR DE LA UNIVERSIDAD

Yo William Edisson Goacutemez Andrade con ceacutedula de ciudadaniacutea Nro 1001977030

en calidad de autor y titular de los derechos patrimoniales de la obra o trabajo de

grado descrito anteriormente hago entrega del ejemplar respectivo en formato

digital y autorizo a la Universidad Teacutecnica del Norte la publicacioacuten de la obra en

el Repositorio Digital Institucional y uso del archivo digital en la Biblioteca de la

Universidad con fines acadeacutemicos para ampliar la disponibilidad del material y

como apoyo a la educacioacuten investigacioacuten y extensioacuten en concordancia con la Ley

de Educacioacuten Superior Artiacuteculo 144

x

x

x

x

x

x

7

8

9

RESUMEN

En Ecuador no se conoce el protocolo de aislamiento conservacioacuten y produccioacuten a

escala laboratorio de la cepa nativa Pycnoporus sanguineus El cuerpo fructiacutefero

se recolecto en la ciudad del Tena misma que se encontraba en troncos en

descomposicioacuten de Pollalesta discolor La reproduccioacuten celular se realizoacute tanto

por medio de tejido como por esporas en un medio rico en PDA se encubaron a 22

ordmC durante seis diacuteas se procedioacute a la purificacioacuten de la cepa por la teacutecnica de

repique hasta lograr una cepa pura La identificacioacuten fue realizada por laboratorios

IDgen en la cual se determinoacute 99 de identidad en el fragmento ITS es Pycnoporus

sanguineus En el anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico se determinoacute que la especie tiene

un ELN de 4912 para el anaacutelisis de macro elementes se encontroacute en mayor

cantidad potasio 052 micro elementos como hierro 136 ppm Para la

conservacioacuten de la cepa se aplicoacute la teacutecnica de la liofilizacioacuten se preparoacute dos

medios de cultivo MEA y PDA se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego se

inocularon con la cepa nativa seleccionada se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC Los

tubos colonizados fueron liofilizados Para determinar la velocidad de crecimiento

de la cepa nativa se utilizoacute como medio de cultivo PDA y MEA en donde fue

colocada la cepa anteriormente liofilizada en el centro de la caja petri con la ayuda

de cinta meacutetrica se determinoacute la velocidad de crecimiento diariamente se incuboacute

durante siete diacuteas la mayor velocidad de crecimiento se observa en el medio de

cultivo MEA de 385 mmdiacutea Puesto que el valor-P de la prueba-F es menor que

005 existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre la media de

velocidad entre un nivel de medio y otro con un nivel del 950 de confianza

10

SUMMARY

In Ecuador is not known isolation Protocol-scale production and conservation

laboratory or the native strain of Pycnoporus sanguineus The fruiting body is

collected in the city of Tena same that was in trunks in decomposition of Pollalesta

discolor Cellular reproduction was carried out both by means of tissue and spores

in an environment rich in PDA incubate to 22 degC six days was purification or the

strain by the technique of tolling to achieve a pure strain The identification was

performed by laboratories IDgen 99 identity in the fragment was determined in

which ITS is Pycnoporus sanguineus The bromatological chemical analysis

determined that the species has an ELN of 4912 for the analysis of macro

elements found in most potassium 052 micro elements as iron 136 ppm For the

conservation of the strain was applied the technique of lyophilization it was

prepared two culture media MEA PDA was sterilized and served in 5ml tubes and

they were then inoculated with the native strain selected they were incubated for 7

days at 22 degrees Colonized tubes were lyophilized To determine the rate of

growth of the native strain was used as a PDA culture medium and MEA where was

placed the above freeze-dried strain in the center of the box petri with the help of

tape measure determined the speed of growth daily incubated for seven days the

higher speed of growth is observed in the culture medium MEA 385 mmday Since

the disagreement of the test F is less than 005 there is a statistically significant

difference between the average speed between a middle level and another the

950 confidence level

Palabras clave

Aislamiento biodiversidad caracterizacioacuten conservacioacuten fuacutengica liofilizacioacuten

Pycnoporus

11

ABREVIATURAS

BRGM Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos

EE Extracto Eteacutereo o grasa bruta

ELN Elementos Libres de Nitroacutegeno

FEL Fermentacioacuten Estado Liacutequido

FES Fermentacioacuten Estado Solido

IANCEM Ingenio Azucarero del Norte Compantildeiacutea de Economiacutea Mixta

LSD Diferencia Miacutenima Significativa

MAE Ministerio del Ambiente Ecuador

MAISFCI Modelo de Atencioacuten Integral de Salud Familiar Comunitario

e Intercultural

MEA Agar Malta Dextrosa

ODM Objetivos de Desarrollo del Milenio

PDA Agar Papa Dextrosa

SEMPLADES Secretaria Nacional de Planificacioacuten y Desarrollo

WFP Proyecto Mundial de Alimentacioacuten

12

IacuteNDICE DE CONTENIDO

RESUMEN 9

SUMMARY 10

1 PROBLEMA 17

11 Introduccioacuten 17

12 Situacioacuten probleacutemica 18

13 Problema cientiacutefico 19

14 Objetivos de la investigacioacuten 19

15 Hipoacutetesis 20

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA 21

21 La salud un desafiacuteo global 21

211 Situacioacuten actual 21

212 Situacioacuten futura 21

213 Propuestas al desafiacuteo 21

22 Geacutenero Pycnoporus spp 22

221 Recoleccioacuten 22

222 Aislamiento 24

223 Identificacioacuten 26

224 Caracterizacioacuten 26

225 Conservacioacuten 27

23 Produccioacuten de Biomasa 30

231 Paraacutemetros de operacioacuten 30

232 Medios de cultivo 30

233 Incubacioacuten 31

24 Produccioacuten de metabolitos 32

241 Cinnabarina 32

242 Vainillina 33

13

243 Enzimas ligninoliacuteticas 33

244 Inductores 34

25 Importancia industrial 36

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos 36

252 Control bioloacutegico 37

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico 37

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios 38

26 Marco legal 38

3 MARCO METODOLOacuteGICO 47

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa Pycnoporus

spp helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47

311 Materiales y meacutetodos 48

3111 Aislamiento 48

3112 Identificacioacuten 49

3113 Caracterizacioacuten 50

312 Resultados y discusioacuten 50

3121 Aislamiento 50

3122 Identificacioacuten 54

3123 Caracterizacioacuten 55

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus 56

321 Materiales y meacutetodos 56

322 Resultados y discusioacuten 57

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus 60

331 Materiales y meacutetodos 60

332 Resultados y discusioacuten 61

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos (BRGM) 65

14

341 Introduccioacuten 65

342 Ficha Pycnoporus sanguineus 67

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus 69

4 CONCLUSIONES 70

5 RECOMENDACIONES 70

6 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 71

7 ANEXOS 87

15

IacuteNDICE DE FIGURAS

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten 23

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente 28

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de

Pycnoporus sanguineus 47

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus 48

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de

Pollalesta discolor 49

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno 51

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA 51

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo 52

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo 52

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus

sanguineus 53

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

56

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten 57

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten 58

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus 58

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada 59

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de

Pycnoporus sanguineus 60

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

62

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa 64

16

IacuteNDICE DE TABLAS

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp 24

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp 25

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL 35

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES 35

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada 61

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio 63

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher 63

17

1 PROBLEMA

11 Introduccioacuten

Los hongos son imprescindibles para el funcionamiento de la vida Sin ellos la

acumulacioacuten de residuos orgaacutenicos formariacutea enormes cementerios de cadaacuteveres

vegetales y animales produciendo grandes trastornos en la naturaleza (Zeikus

1981) La cadena troacutefica se modificariacutea de tal manera que provocariacutea la

desaparicioacuten de muchas especies (de Diego Calonge 2009)

Pycnoporus spp ha sido durante mucho tiempo utilizado en la medicina popular

de Aacutefrica y Ameacuterica para tratar numerosas enfermedades Los extractos de este

hongo son demostrados por poseer ingredientes bioactivos involucrados en

tratamiento antitumoral y actividades antioxidantes (Cao Zhang amp Xu 2014) Por

el potencial lignoceluliacutetico y los metabolitos secundarios de este hongo es

importante la buacutesqueda de sustancias antivirales antioxidantes antifuacutengicas y

antibacterianas (Smacircnia et al 2003) Se cuenta con el recurso natural pero no se

han realizado estudios de como producir y conservar la cepa nativa (Cruz Muntildeoz et

al 2015a)

Se pretende aportar con un banco de recursos geneacuteticos con la posibilidad de que

esta cepa sea utilizada en el sector farmaceacuteutico por su actividad bioloacutegica

antioxidante antifuacutengica y antibacterial (Smacircnia et al 1995) y en el sector textil

ya que produce un pigmento extraiacutedo llamado cinnabarin que se utiliza para la

decoloracioacuten parcial y completa de ciertos tintes (Schliephake Lonergan Jones amp

Mainwaring 1993) en el sector alimentario para la produccioacuten de vainilla (Zheng

et al 2007)

En teacuterminos econoacutemicos la implementacioacuten de este proyecto a escala industrial

generariacutea ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa

nativa ecuatoriana Pycnoporus spp Por ejemplo la vainilla natural producida por

el hongo tiene un costo en el mercado de 4000 USDKg ingresos que se quedariacutean

en manos de los productores nacionales Ademaacutes la creacioacuten de estas industrias

generariacutea fuentes de trabajo y ayudariacutea al aumento de la balanza comercial nacional

18

En teacuterminos ambientales el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de

compuestos recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su

sistema enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en

aserraderos (Kirk 1971) Adicionalmente el aislamiento y almacenamiento de la

cepa nativa de Pycnoporus spp en Bancos de Recursos Geneacuteticos con fines

industriales y acadeacutemicos promoveriacutea la preservacioacuten de la especie

En el aacutembito social se mejorariacutea el nivel educativo de la poblacioacuten en teacuterminos

de preservacioacuten y aprovechamiento de la biodiversidad fuacutengica de la cual no se

tiene maacutes conocimiento que los usos ancestrales (Hawksworth 1991) Ademaacutes

mejorariacutea la calidad de la salud de la poblacioacuten gracias a sus propiedades

medicinales ya comprobadas cientiacuteficamente por lo que su potencial en la

industria farmaceacuteutica es grande

La academia se veriacutea favorecida a su vez gracias a la recopilacioacuten de meacutetodos y

datos teacutecnicos necesarios para la conservacioacuten y almacenamiento de la cepa

facilitando el desarrollo de investigaciones de caraacutecter quiacutemico y biotecnoloacutegico

(Cruz 2004)

12 Situacioacuten probleacutemica

En el campo de la salud el no aprovechamiento de los metabolitos fuacutengicos

provocariacutea un caos en el tratamiento de ciertas enfermedades ya que muchos

medicamentos son producidos a partir de estos (Chang amp Miles 2004) Hay que

recordar el papel que desempentildea la penicilina descubierta por Fleming en 1928 a

partir del hongo Penicillium notatum para el tratamiento de las infecciones ( Valdeacutes

et al 1998) En la actualidad se conoce miles de sustancias medicinales producidos

por hongos y pronto saldraacuten maacutes incluso capaces de combatir el SIDA (Calonge

2009)

No obstante muchas especies de hongos estaacuten bajo amenaza de desaparecer

como consecuencia del deterioro o destruccioacuten de los ecosistemas (Hernaacutendez

Gonzaacutelez Hernaacutendez Herrera amp Camino 2014)

19

El Ecuador es un paiacutes pequentildeo pero uno de los maacutes biodiversos por su ubicacioacuten

espacial (Estrella Manosalvas Mariaca amp Ribadeneira 2005) El 18 de la

superficie nacional considerada como aacuterea protegida para la conservacioacuten de la

riqueza natural (MAE 2008) El aprovechamiento sostenible de la biodiversidad

nacional es promovido por el Plan Nacional para el Buen Vivir que enfatiza en el

bioconocimiento y su aplicacioacuten para la produccioacuten de nuevos bienes y servicios

ecoloacutegicamente sustentables suscitando al cambio de la matriz productiva

(Senplades 2009)

13 Problema cientiacutefico

Se evidencia limitado conocimiento en el manejo sustentable del geacutenero fuacutengico

Pycnoporus spp nativa ecuatoriana hacieacutendose necesario el establecimiento de

protocolos para aislamiento conservacioacuten purificacioacuten produccioacuten especiacutefica de

cepas nativas propagacioacuten o crecimiento celular en medios artificiales o naturales

y produccioacuten

Objeto

El proceso de produccioacuten y conservacioacuten de la especie nativa ecuatoriana de

Pycnoporus spp

Campo

Conservacioacuten de los recursos geneacuteticos microbianos

14 Objetivos de la investigacioacuten

Objetivo General

Desarrollar un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus mediante procesos que permitan la

conservacioacuten del recurso natural fuacutengico y su aprovechamiento de manera

sustentable

20

Objetivos especiacuteficos

Aislar identificar y caracterizar la especie fuacutengica de Pycnoporus

sanguineus

Desarrollar un protocolo para la conservacioacuten de la especie

Seleccionar el mejor medio de cultivo para la produccioacuten de Pycnoporus

spp a traveacutes de la velocidad de crecimiento lineal

Disentildear una ficha de cepas microbianas puras para su conservacioacuten en

el Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

15 Hipoacutetesis

Hipoacutetesis alternativa

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

Hipoacutetesis nula

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus no se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

21

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA

21 La salud un desafiacuteo global

Es una realidad compleja a traveacutes de un enfoque interdisciplinario que supera

los liacutemites del paradigma positivista de la ciencia claacutesica (Alcaacutentara-Moreno

2008) depende de la interaccioacuten de muacuteltiples factores sociales poliacuteticos

econoacutemicos culturales y cientiacuteficos (Roberto Bricentildeo-Leoacuten 2000) y responde a

una condicioacuten histoacuterica ya que la visioacuten particular de la sociedad va cambiando con

el tiempo (Ritzer 2001)

211 Situacioacuten actual

Dentro de los objetivos del desarrollo sostenible (2015) el objetivoacute 3 comprende

garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades La

participacioacuten mancomunada de los paiacuteses para cumplir los ODM ha desencadenado

en el movimiento contra la pobreza maacutes exitoso de la historia especialmente en

temas de salud y alimentacioacuten mundial

212 Situacioacuten futura

La Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS 2013) ha pedido a los paiacuteses que

sigan invirtiendo en investigaciones de aacutembito nacional con el objetivo de poner

en marcha un sistema de cobertura sanitaria universal adaptado a las necesidades

particulares de cada paiacutes

213 Propuestas al desafiacuteo

Estudios de casos realizados en muchos paiacuteses demuestran la importancia que

tienen las investigaciones nacionales y mundiales en la mejora de la salud

investigaciones que abarcan desde la prevencioacuten y el control de enfermedades

especiacuteficas hasta la mejora del funcionamiento de los sistemas de salud

22

22 Geacutenero Pycnoporus spp

Entre muchos hongos de pudricioacuten blanca el geacutenero Pycnoporus spp es un

geacutenero representativo de la familia Polyporaceae que se encuentra ampliamente

distribuido a nivel mundial en zonas templadas y tropicales donde tiene gran

importancia en la regulacioacuten del ciclo de carbono (Zeikus 1981) Forma un grupo

cosmopolita de cuatro especies Pycnoporus puniceus Pycnoporus cinnabarinus

Pycnoporus sanguineus Pycnoporus coccineus (Lesage-Meessen et al 2011) A

principios de 1990 el geacutenero Pycnoporus se perfiloacute como una alternativa para la

consecucioacuten de compuestos enzimaacuteticos viables en la degradacioacuten eficiente de

biomasa y la obtencioacuten de metabolitos secundarios de intereacutes como antioxidantes

(Borderes Costa Guedes amp Tavares 2011a) antibacterianos (A Smacircnia et al

1995) y antiparasitarios (Correa et al 2005)

Pese a que los hongos del geacutenero Pycnoporus spp no son especies comestibles

su importancia radica en la capacidad de degradar eficientemente compuestos

lignoceluloacutesicos (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) lo que les confiere un

gran potencial para ser usados en procesos biotecnoloacutegicos de degradacioacuten de

residuos agriacutecolas hasta azuacutecares fermentables uacutetiles en la produccioacuten de etanol y

otros productos biotecnoloacutegicos de alto valor comercial (Call 1994 Zeikus 1981)

Diversas investigaciones han estudiado las condiciones oacuteptimas para la obtencioacuten

de compuestos sintetizados por este geacutenero y la influencia de diversos factores

logrando un mejor control del bioproceso y una mejor comprensioacuten del

metabolismo de Pycnoporus spp (Falconnier et al 1994 Lesage-Meessen et al

2011 Levasseur et al 2014 Liu et al 2015 Piscitelli et al 2011 Rivera-Hoyos et

al 2013)

221 Recoleccioacuten

Para la recoleccioacuten es necesario conocer de antemano las caracteriacutesticas

macroscoacutepicas del cuerpo fructiacutefero del hongo (Ortiz et al 2016) Pycnoporus spp

posee un basidioma en forma de abanico (flabeliforme) maacutes o menos aplanado de

color naranja intenso y un margen redondeado de color similar al resto del

23

carpoacuteforo su tamantildeo puede variar entre 3 a 10 cm de ancho y su carne variacutea de

corchoso a duro Se encuentra adherido al sustrato por la base y ocasionalmente

los bordes son cofluentes es decir que se peguen con los de los basidiomas

contiguos En la zona de unioacuten con el sustrato el basidioma es maacutes grueso

pudiendo alcanzar los 3 cm de grosor mientras en los bordes es maacutes delgado

alcanzando menos de 1 cm de grosor (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016

Papinutti 2013) Se puede observar a simple vista que el himenio de este geacutenero

posee poros por donde libera las esporas (Alexopoulos amp Beneke 1962) los cuales

pueden alcanzar entre 2-3 cm de diaacutemetro y una forma de redondeada u oblonga

(Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) En la figura 21 se pueden apreciar las

caracteriacutesticas generales del geacutenero

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Macroscoacutepicamente las especies son diferenciables entre siacute por ejemplo P

sanguineus tiene un color maacutes rojizo que su homologo P cinnabarinus ademaacutes

tiene una base estrecha que le da la apariencia de subestipitado mientras P

cinnabarinus es seacutesil Este uacuteltimo tiene a su vez una superficie pileacuteica libre o escasa

de vellosidades a diferencia de P fulgens con el cual suele asemejarse por la

24

coloracioacuten del carpoacuteforo (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016 Papinutti

2013)

Pycnoporus spp suele encontrarse en sustratos lignoceluloacutesicos en

descomposicioacuten sobre los cuales crece naturalmente (Borderes Costa Guedes amp

Tavares 2011b) Una vez reconocido el hongo y recolectado su cuerpo fructiacutefero

se deben tomar apuntes acerca de los diferentes substratos en donde fue encontrado

(tierra madera en descomposicioacuten mantillo del bosquehellip) (Chanona-Goacutemez

Andrade-Gallegos Castellanos-Albores amp Saacutenchez 2007) las coordenadas y la

temperatura ambiental En la tabla 21 se listan algunos materiales lignoceluloacutesicos

de donde se han recolectado las cepas de Pycnoporus spp

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp

Especie Material vegetal en descomposicioacuten Referencia

P sanguineus Madera de casuarina y mango (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Madera contaminada con petroacuteleo (Acosta-Urdapilleta Alonso-

Paz Rodriacuteguez Adame y col

2010 Quiroz-Castantildeeda y col

2009)

Troncos de palma (Achenbach y Blumm 1991)

Encino (Chanona-Goacutemez y col 2007)

Madera de Parkia oppositifolia (Esposito Innocentini-Mei

Ferraz Canhos y Duraacuten 1993)

P cinnabarinus Madera de pino (Eggert Temp y Eriksson 1996)

Troncos quemados (Guzmaacuten 1979)

P coccineus Eucalipto (Machuca y Ferraz 2001)

222 Aislamiento

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura (Cruz

Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

25

2000b Schliephake et al 1993) Es necesario haber adicionado cloranfenicol

(200 g l) a los medios de cultivo para evitar contaminaciones bacterianas

(Henrique Rosa y col 2003) Seguacuten Correa y colaboradores (2005) el MEA es el

medio oacuteptimo para el crecimiento micelial posterior a la purificacioacuten mientras que

Acosta-Urdapilleta y colaboradores (2010) afirman que es el Agar Harina Integral

de Trigo (HTIA por sus siglas en ingleacutes) Por su parte Cruz-Muntildeoz y

colaboradores (2015) aseveran que los medios de cultivo oacuteptimos son los que

contienen extracto del material vegetal de donde se recolectoacute el hongo En la tabla

22 se mencionan los principales medios de cultivo empleados para el aislamiento

de Pycnoporus spp

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp

Especie Medio de cultivo Referencia

P sanguineus Agar Papa Dextrosa (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a E de F A

Smacircnia Smacircnia Juacutenior y Loguercio-

Leite 1998 Vikineswary y col 2006)

Agar Harina Integral de Trigo (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a)

Agar Extracto de Malta (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Atteke

y col 2013 Cruz Muntildeoz y col 2015a

Machuca y Ferraz 2001 Schliephake y

col 1993 Uzan y col 2010)

Medios afines al material vegetal de

donde se recolectoacute (Agar Extracto de

Casuarina Agar Extracto de Mango)

(Cruz Muntildeoz y col 2015)

Medio Czapek-Dox con sulfato de

manganeso algunas veces adicionado

con extracto de semillas de guisantes

o salvado de trigo

(Boumlse 1946)

P

cinnabarinus

Agar Extracto de malta (American Type Culture Collection

2016a)

26

Especie Medio de cultivo Referencia

Agar Extracto de levadura (American Type Culture Collection

2016b)

Agar Papa Dextrosa (FuQuan y QiJin 2008)

223 Identificacioacuten

Microscoacutepicamente se pueden identificar cuatro tipo de hifas 1) las de los tubos

o poros que son de pared delgada ramificadas y se tintildeen con fioxina 2) las del

margen y el piacuteleo que son un poco maacutes gruesas no ramificadas no se tintildeen con

fioxina y usualmente tienen graacutenulo anaranjados que se disuelven en KOH 3) las

de la zona de transicioacuten y tubos que tienen grosor variable y se disponen en capas

y 4) las que se encuentran uacutenicamente en la zona de transicioacuten que son delgadas

con ramificaciones cortas y recurvadas (Papinutti 2013) Para la diferenciacioacuten

entre P sanguineus y P cinnabarinus es necesario saber que el primero tiene un

sistema de hifas dimiacutetico mientras el del segundo es trimiacutetico (Asociacioacuten

Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) Para evitar vacilaciones lo maacutes preciso es realizar

pruebas a nivel molecular mediante extraccioacuten del ADN ribosomal y su

amplificacioacuten secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes

(Cruz Muntildeoz et al 2015a)

224 Caracterizacioacuten

Para la determinacioacuten de las condiciones oacuteptimas de crecimiento y la produccioacuten

de metabolitos secundarios se toman discos (5 mm de diaacutemetro) de PDA con

micelio del borde radial de cultivos de 30 diacuteas de edad y se depositan en nuevas

cajas de petri con medio de cultivo acorde con lo que se quiera medir o producir se

incuba por 30 diacuteas maacutes a 23 degC con luz blanca continua (Curz et al 2015a) El

crecimiento micelial no de manera obligatoria estaacute relacionado con la produccioacuten

de metabolitos secundarios (Baumer Mas Diego Pacheco Morgado amp Furigo

2008) Los metabolitos primarios y secundarios producidos por el geacutenero

Pycnoporus spp variacutean dependiendo de la especie y condiciones de cultivo (Acosta

Paz Rodriacuteguez Adame amp col 2010) una vez extraiacutedos en alguacuten tipo de solvente

27

seguacuten el experimento ejecutado se identifican por cromatografiacutea de capa fina

mediante comparacioacuten de los frentes de retencioacuten (Cruz et al 2015a) cromatografiacutea

de gases o espectrometriacutea de masas (Teoh Don y Ujang 2011) En el anexo 3 se

nombran los principales metabolitos producidos por Pycnoporus spp

Es necesario realizarle a la cepa purificada ensayos de actividad enzimaacutetica para

identificar algunos usos potenciales a nivel industrial Como eacuteste geacutenero pertenece

a los hongos de pudricioacuten blanca se deben realizar ensayos de actividad

ligninoliacutetica celuloliacutetica hemiceluloliacutetica de acuerdo con el Manual de Micologiacutea

Experimental de la Universidad de Buenos Aires (Forchiassin et al 2014) Las

enzimas ligninoliacuteticas maacutes abundantes en eacuteste hongo son las lacasas (Eggert et al

1996) lo que facilita su proceso de purificacioacuten Se habiacutea llegado a pensar que la

produccioacuten de peroxidasas extracelulares era nula (Machuca amp Ferraz 2001)

225 Conservacioacuten

La cepa debe ser almacenada en refrigeracioacuten a 4 ordmC para que no pierda su

viabilidad (Borderes et al 2011b Schliephake et al 1993) Aunque existen otros

meacutetodos que tambieacuten pueden emplearse Inmersioacuten en agua destilada inmersioacuten en

aceite mineral liofilizacioacuten congelacioacuten repique (Ortiz et al 2016) La

temperatura de congelacioacuten es de -80 degC en hielo seco o nitroacutegeno liacutequido y la de

liofilizacioacuten de 2 a 8 degC Cada vez que se vaya a usar la cepa limpie su envase con

etanol al 70 y transfiera aseacutepticamente (American Type Culture Collection

2016a 2016b Uzan amp col 2010) El periacuteodo de viabilidad para algunos hongos

conservados bajo este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith amp Onions 1994) En la figura

22 se observa un laboratorio apto para la obtencioacuten de recursos geneacuteticos fuacutengicos

28

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Meacutetodos a corto plazo que ayudan a la conservacioacuten de la cepa se aplica cuando

su uso es generalmente frecuente (Garciacutea amp Uruburuacute 1991) dentro de estos

meacutetodos se tendriacutea

El cultivo seriado consiste en resembrar al microorganismo cada cierto tiempo

en un medio adecuado este meacutetodo es vaacutelido para periacuteodos de 15 diacuteas se incrementa

la posibilidad de contaminacioacuten de la cepa (Mateos 2002)

La conservacioacuten por suspensioacuten en agua destilada es un meacutetodo sencillo

econoacutemico y seguro capaz de garantizar la supervivencia de cultivos fuacutengicos por

periacuteodos prolongados de dos hasta siete antildeos (Jong amp Birmingham 2001) Consiste

en suspender en agua esteacuteril ceacutelulas de cultivo como conidias esporas picnidios

esclerocidos (Bueno 1998)

La conservacioacuten con aceite mineral consiste en recubrir con aceite mineral

esteacuteril un cultivo que se encuentre en condiciones oacuteptimas de crecimiento micelial

y esporulacioacuten generalmente (Jong amp Atkins 1986) esta teacutecnica disminuye la

deshidratacioacuten del medio es utilizado en pequentildeas colecciones cuando la

liofilizacioacuten no resulta econoacutemica (Jong ampBirmingham 2001) Un amplio rango

de hongos a sobrevivido por este meacutetodo por un periacuteodo de 12 a 30 meses (Smith

et al 1994)

La desecacioacuten es un meacutetodo de conservacioacuten que reduce draacutesticamente el

metabolismo Sin embargo no todos los microorganismos sobreviven a estos

29

meacutetodos de secado por lo que se hace necesario antildeadir agentes protectores (leche

descremada glumato soacutedico al 10) La conservacioacuten en suelo es una teacutecnica que

ha sido usada ampliamente en laboratorios industriales para el mantenimiento de

cultivos de importancia comercial (Jong et al 1985) Este meacutetodo es usado para

cultivos que producen esporas y estructura de resistencia las cepas pueden

almacenarse en diferentes sustratos como arena papel filtro El meacutetodo consiste en

esterilizar y secar el suelo el cual es utilizado como medio absorbente con una

pequentildea cantidad de inoacuteculo preserva la viabilidad en un periacuteodo de tres a ocho

antildeos (Jong et al 2001)

Meacutetodos a largo plazo son los mejores porque en ellos se paraliza el crecimiento

de las ceacutelulas microbianas pero estas no han muerto Asiacute se garantiza el maacuteximo

de estabilidad geneacutetica (Garciacutea et al 1991) dentro de estos meacutetodos se tendriacutea

La liofilizacioacuten Es un proceso en el cual se congela el producto y posteriormente

se introduce en una caacutemara al vaciacuteo para realizar la separacioacuten del agua por

sublimacioacuten es otro de los meacutetodos de conservacioacuten de hongos por tiempo

prolongado Si bien es muy recomendado requiere contar con un liofilizador lo

que no siempre estaacute al alcance de todos los investigadores La liofilizacioacuten es un

proceso de conservacioacuten que tambieacuten involucra la deshidratacioacuten de las conidias o

cualquier otra estructura propagativa (Ames nd) El periacuteodo de viabilidad para

algunos hongos conservados por este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith et al 1994)

La criocongelacioacuten se basa en la utilizacioacuten de una temperatura

extremadamente friacutea para poder disminuir de forma controlada las funciones vitales

del organismo que se pretende conservar y que eacuteste se conserve vivo pero

ldquodormidordquo durante un periacuteodo de tiempo muy elevado sin que pierda sus

propiedades su principio radica en que toda ceacutelula tejido u organismo sometido a

bajas temperaturas disminuye sus funciones vitales permaneciendo en estado de

dormancia por periacuteodos prolongados es decir sus actividades metaboacutelicas estaacuten

suprimidas (Pasarellt amp McGinnis 1992 Rico et al 2004)

30

23 Produccioacuten de Biomasa

La obtencioacuten de compuestos derivados de la produccioacuten de Pycnoporus spp se

realiza mediante procesos fermentativos que pueden llevarse a cabo en medios de

crecimiento liacutequidos (Fermentacioacuten en Estado Liacutequido FEL) o soacutelidos

(Fermentacioacuten en Estado Soacutelido FES) Investigaciones efectuadas por Acosta-

Urdapilleta y colaboradores (2010) indican que los metabolitos primarios y

secundarios producidos por el geacutenero Pycnoporus dependen de la especie y las

condiciones de cultivo del mismo

231 Paraacutemetros de operacioacuten

El nivel de humedad del sustrato ejerce un efecto significativo en el proceso de

FES recomendaacutendose una humedad del 70 (Annuar Sammantha Murthy amp

Sabanatham 2010) Asiacute mismo el aumento del oxiacutegeno en el ambiente favorece

la tasa y la extensioacuten de la degradacioacuten de la biomasa por parte de Pycnoporus spp

(Hatakka amp Uusi-Rauva 1983) lo que se traduce en un aumento de la

bioconversioacuten Por otro lado el pH del medio de cultivo estaacute directamente

relacionado con el crecimiento del micelio daacutendose un mayor descenso de pH en

medios que presentan mayor crecimiento micelial (Holler amp Brooks 1980) No

obstante la mayoriacutea de estos estudios han sido realizados en condiciones in vitro

no contemplando la influencia de factores que pueden modificar los resultados en

procesos a mayor escala (Behrentz amp Giraldo 1993)

232 Medios de cultivo

Las fuentes de carbono comuacutenmente usadas en los procesos de FEL son lactosa

maltosa glucosa fructuosa extracto de levadura harinas de algunos cereales entre

otros (Chegwin A amp Nieto R 2013 Suaacuterez Arango amp Nieto 2013) La glucosa y

la fructosa permiten obtener una alta densidad de biomasa pues son maacutes faacuteciles de

asimilar que la maltosa no obstante pueden ser inhibidores de reacciones

metaboacutelicas secundarias del hongo (Ander Eriksson y Yu 1983) Los

suplementos de medios de cultivo maacutes utilizados son tartrato de diamonio tartrato

31

disoacutedico KH2PO4 CaCl2H2H2O MgSO4middot7H2O FeSO4middot7H2O ZnSO4middot7H2O

MnSO4middotH2O CuSO4middot5H2O y extracto de levadura (Eggert et al 1996 Gocenoglu

yPazarlioglu 2014 Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

2000a Levasseur e al 2014)

Pycnoporus spp puede cultivarse faacutecilmente a escala de laboratorio y en planta

piloto obteniendo altos rendimientos de produccioacuten a partir del uso de substratos

como almidoacuten extracto de malta maltosa metilcelulosa sacarosa dextrosa

caldos suplementados con extracto de levadura yo fosfoliacutepidos (Holler amp Brooks

1980 Oddou Stentelaire Lesage-Meessen Asther amp Colonna Ceccaldi 1999)

salvado de maiacutez salvado de trigo y salvado de arroz (FuQuan amp QiJin 2008

Levasseur et al 2014 Zimbardiet al 2016) tambieacuten se reporta el uso de residuos

agroindustriales como el bagazo de la cantildea de azuacutecar residuos de cultivo de

plaacutetano virutas de madera caacutentildeamo caacutescaras de algodoacuten hojas de palma de aceite

y residuos de frutas (Annuar et al 2010 Leŝtan Ŝtrancar amp Perdih 1990)

Existe una estrecha relacioacuten entre el aumento del crecimiento micelial del hongo

con el carbono total disponible en el medio de cultivo (Holler amp Brooks 1980) El

raacutepido crecimiento del hongo en medios pobres sobre todo cuando no se antildeade

ninguna fuente de carbono puede ser causado por la expansioacuten de su micelio como

estrategia para evitar la inanicioacuten (Levasseur et al 2014) Levasseur y

colaboradores (2014) sugieren que un alto contenido de lignina en el medio de

cultivo inhibe el crecimiento de P cinnabarinus en condiciones de cultivo en donde

la lignina es la uacutenica fuente de carbono disponible

233 Incubacioacuten

La mayoriacutea de estudios de estimacioacuten de la velocidad de crecimiento micelial

se realizan midiendo el diaacutemetro del micelio del hongo en las placas de petri sin

embargo el crecimiento tambieacuten se relaciona con la densidad de micelio en el

medio (Royse 1997)

FuQuan y QiJin (2008) estudiaron el crecimiento de Pcinnabarinus por FES en

bolsas con 075 kg de salvado de trigo y aserriacuten suplementado con sacarosa y

CaCO3 a una temperatura de crecimiento de 25 a 30 ordmC un pH 70 y una humedad

32

del sustrato del 60 al 65 logroacute una colonizacioacuten completa del micelio despueacutes

de los 26 a los 30 diacuteas y la obtencioacuten de carpoacuteforos transcurridos 32 diacuteas despueacutes

de la aparicioacuten de los primordios

Holler y Brooks (1980) estudiaron el crecimiento del micelio de P cinnabarinus

por FEL utilizando extracto de malta suplementado con NaNO3 K2HPO4

MgSO47H2O KCL y FeSO47H2O y sacarosa a partir de una suspensioacuten de

esporas y tacos de agar con micelio se cultivoacute a 28 ordmC por un intervalo de 4 diacuteas

El medio de levadura-extracto de almidoacuten mostroacute el mayor aumento de peso seco

del micelio (10638 mg) en comparacioacuten con el medio extracto de madera (0336

mg)

24 Produccioacuten de metabolitos

241 Cinnabarina

La produccioacuten de cinnabarina puede realizarse in vitro en medios soacutelidos y

liacutequidos o in vivo a partir de los basidiocarpos cuya obtencioacuten es maacutes faacutecil Las

mayores concentraciones de este pigmento se obtienen en Agar Papa Dextrosa

(PDA por sus siglas en ingleacutes) y Agar Extracto de Malta (MEA por sus siglas en

ingleacutes) mientras el mayor crecimiento micelial se obtiene en medios conformados

por los extractos de los materiales lignoceluloacutesicos de donde las cepas fueron

aisladas (Cruz Muntildeoz et al 2015b) Baumer y colaboradores (2008) indican que la

velocidad de crecimiento del hongo no implica necesariamente una mayor

produccioacuten de cinnabarina Investigaciones efectuadas por Acosta-Urdapilleta y

colaboradores (2010) sugieren que el mejor sustrato para producir cinnabarina en

primordios de P sanguineus es el aserriacuten de pino seguido por el de encino y el de

cedro sin importar la cepa utilizada En dichos experimentos el contenido promedio

del cinnabarina en cajas de petri fue de 6-9 mg g de micelio mientras en primordios

del hongo fue de 56 mgg de micelio y en cuerpos fructiacuteferos bien desarrollados de

68 mgg de carpoacuteforo La ventaja de usar basidiocarpos en vez de primordios para

la extraccioacuten de cinnabarina es la posibilidad de realizar hasta dos o maacutes cosechas

del hongo lo que requiere de 242 a 356 diacuteas Sin embargo el cultivo en caja de

petri permite obtener cinnabarina mucho maacutes raacutepido entre 7 a 15 diacuteas con una

33

mayor actividad antioxidante (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez M

Adame amp col 2010) Hay que evaluar la situacioacuten si la cinnabarina es requerida

para investigaciones conviene producir el hongo en cajas de petri pero si es

requerida para uso industrial conviene maacutes producir primordios o cuerpos

fructiacuteferos

242 Vainillina

El hongo P cinnabarinus fue cultivado por Falconnier y colaboradores (1994)

utilizando un medio que conteniacutea maltosa como fuente de carbono tartrato de

diamonio como fuente de nitroacutegeno y suplementos como KH2PO4 CaCl2 MgSO4

y extracto de levadura obteniendo una concentracioacuten en el medio de cultivo de 64

mgL de vainillina En comparacioacuten Oddou y colaboradores (1999) demostraron

que este hongo basidiomiceto presenta una mayor produccioacuten de vainillina (760

mgL) usando una mezcla compuesta por fosfoliacutepidos y glucosa obteniendo

ademaacutes una gran densidad de biomasa fuacutengica El proceso fermentativo se llevoacute a

cabo en un biorreactor agitado a una velocidad de 120 rpm con un flujo de aire de

093 vvm (voluacutemenes de aire unidad de volumen de medio por minuto) al principio

del proceso fermentativo y 028 vvm posterior a los tres diacuteas manteniendo una

temperatura constante de 30 ordmC Lo anterior respalda lo dicho por Leŝtan y

colaboradores (1990) quienes demostraron que la combinacioacuten de liacutepidos y glucosa

induce el crecimiento del micelio de algunos basidiomicetos (Ander et al 1983)

243 Enzimas ligninoliacuteticas

Zimbardi y colaboradores(2016) indicaron que las fuentes de nitroacutegeno maacutes

efectivas para la produccioacuten de lacasas de P sanguineus por FES son en orden

descendente NH4Cl peptona extracto de malta caseiacutena urea extracto de

levadura asparagina KNO3 NH4NO3 (NH4)2SO4 NaNO3 Siendo la mejor fuente

de carbono para la produccioacuten de lacasa el salvado de trigo Mariacutea Eugenia Eugenio

Carbajo Martiacuten Gonzaacutelez y Villar (2009) concluyeron que la produccioacuten de lacasa

34

por hongos no soacutelo depende de las fuentes de carbono y nitroacutegeno sino tambieacuten de

la concentracioacuten de nitroacutegeno del medio de cultivo

La obtencioacuten de celulasa a partir de este hongo fue estudiada por Onofre Santos

Kagimura y Mattiello (2015) quienes reportaron que P sanguineus fue cultivado

en bagazo de cantildea enriquecido con carboximetilcelulosa glucosa NaNO3

KH2PO4 MgSO4 KCl FeSO47H2O ZnSO4 y urea a una temperatura de 30 degC y

pH 55 presentando una actividad enzimaacutetica de la celulasa de 1632 plusmn 265 Umiddotgmiddot-

La tabla 13 y 14 especifican las condiciones de cultivo para la produccioacuten de lacasa

por Pycnoporus spp y sus respectivos rendimientos

244 Inductores

La adicioacuten de inductores enzimaacuteticos constituye una estrategia para aumentar la

produccioacuten de compuestos metaboacutelicos mediante la optimizacioacuten de las

condiciones de cultivo (Schliephake et al 1993)

Seguacuten Lomascolo y colaboradores (2003) la produccioacuten de lacasa fuacutengica es

influenciada por la presencia de inductores que regulan la siacutentesis de la enzima a

nivel transcripcional empero el efecto de cada compuesto y la concentracioacuten

oacuteptima para la produccioacuten de lacasa variacutea seguacuten las diferentes cepas fuacutengicas

Compuestos fenoacutelicos como como 25-xilidina se adicionan al medio de cultivo

para incrementar la produccioacuten de lacasa (Schliephake y col 1993) tambieacuten se

reporta el uso de aacutecido feruacutelico (Levasseur et al 2014 Lomascolo y col 2003)

etanol (Eggert et al 1996) alcohol veratriacutelico e iones Cu2+ Estos dos uacuteltimos son

los inductores maacutes comunes de actividad lacasa su efecto en la produccioacuten

enzimaacutetica por FEL ha sido maacutes estudiada que por FES (Piscitelli et al 2011

Rivera-Hoyos et al 2013) Por su parte el etanol a pesar de tener un efecto

inhibidor inicial en el crecimiento del micelio es un fuerte inductor de la expresioacuten

de lacasa en P cinnabarinus permitiendo obtener altos rendimientos Meza y

colaboradores (2003) estudiaron el efecto del etanol en la produccioacuten de lacasas de

P cinnabarinus en bagazo de cantildea de azuacutecar y encontraron que la adicioacuten de etanol

al inicio de la fermentacioacuten incrementa raacutepidamente la actividad enzimaacutetica 215

veces maacutes que el sustrato que no conteniacutea etanol alcanzando niveles maacuteximos de

35

129 UmiddotL-1 despueacutes de 15 diacuteas los cuales se mantienen constantes hasta la final de

la fermentacioacuten Por otro lado el alcohol veratriacutelico estimula la produccioacuten de

peroxidasas totales (Piscitelli et al 2011) mientras los compuestos que aportan

iones de manganeso como MnSO4 son especiacuteficos para manganeso peroxidasa

(MnP) (Pezzella Guarino amp Piscitelli 2015)Las tablas 23 y 24 muestran la

influencia de algunas sustancias inductoras en la produccioacuten de lacasa fuacutengica a

traveacutes de procesos FEL y FES respectivamente

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL

EspecieCepa Inductor Actividad

enzimaacutetica

Condiciones

fermentacioacuten Referencia

P sanguineus Sin inductor 5 117 U L-1 pH 50 28 ordmC

150 rpm

(Lu y col 2007a)

25-xilidina 1 368 U L-1 pH 45 25 ordmC

125 rpm

(S Pointing Jones y

Vrijmoed 2000)

sacarosa-

asparagina

820 000 U L-1 28ordmC 200 rpm (Mariacutea Eugenia

Eugenio y col 2009)

P cinnabarinus 25-xilidina 9 600 U L-1 pH 45 30 ordmC 60

rpm

(Eggert y col 1996)

aacutecido feruacutelico 29 000 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Herpoeumll y col

2000a)

etanol 266 600 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Lomascolo y col

2003)

Los valores con unidades en rpm hacen referencia a la velocidad de agitacioacuten en

el biorreactor

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P sanguineus Hojas de palma de

aceite urea

CaCO3

466 U gmiddot-1 Humedad 75-85

25 ordmC densidad

del inoculo 30

(Vikineswary y

col 2006)

Mazorca de maiacutez

CuSO4 NH4Cl

1386 U g-1 Humedad 41 mL

g-1 sustrato 26 ordmC

(Zimbardi y col

2016)

36

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P

cinnabarinus

Bagazo de cantildea

alcohol veratriacutelico

850 U middotgmiddot-1 Humedad 70

25 ordmC

(Meza Auria

Lomascolo

Sigoillot y

Casalot 2007)

Bagazo de cantildea

etanol gaseoso

900 U middotgmiddot-1 24 ordmC Flujo

suministro etanol

40 mL min-1

(Meza

Lomascolo

Casalot Sigoillot

y Auria 2005)

Duarte Tiba Santiago Garcia y Bara (2012) estudiaron el efecto de distintos

compuestos inductores en la produccioacuten de tirosinasa por P sanguineus en

condiciones de luminosidad como estrategia para disminuir la produccioacuten de lacasa

(la cual aumenta en la oscuridad) demostrando que sustancias como aacutecido de sodio

aacutecido salicilhidroxaacutemico y feniltiourea poseiacutean una actividad inhibitoria mientras

que L-tirosina fue el mejor inductor para la produccioacuten de esta enzima seguido de

L-dopa (L-dihidroxifenilalanina 34) aacutecido cafeico (aacutecido 34 dihidroxicinaacutemico)

aacutecido 2-(4-Hydroxyphenyl) propanoico y guayacol

25 Importancia industrial

En el anexo 4 se resumen los principales metabolitos producidos por Pycnoporus

spp y su uso

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos

Los hongos de pudricioacuten blanca pueden degradar compuestos de estructura

polifenoacutelica semejante a la lignina como los compuestos xenobioacuteticos gracias a la

accioacuten de enzimas extracelulares ligninoliacuteticas producidas por estas especies que

actuacutean despolimerizando unidades no repetitivas de fenilpropanoide ligadas por

varios enlaces carbono-carbono (S B Pointing 2001 Swamy y Ramsay 1999)

Compuestos xenobioacuteticos como los colorantes industriales constituyen

37

contaminantes persistentes debido a su origen sinteacutetico por lo que pueden daacutersele

a las lacasas de Pycnoporus spp aplicaciones en biorremediacioacuten (Bumpus y Aust

1987) Schliephake y colaboradores (1993) realizaron ensayos exitosos de

decoloracioacuten de efluentes textiles (con contenido de colorantes sinteacuteticos) dentro de

un biorreactor de lecho empaquetado inmovilizando el hongo P cinnabarinus en

una membrana de nylon para que produjera lacasas demostrando la capacidad del

hongo para tolerar residuos potencialmente toacutexicos y degradarlos

252 Control bioloacutegico

El uso de hongos antagonistas ha demostrado ser una eficiente opcioacuten para el

control bioloacutegico de fitopatoacutegenos causantes de diversas enfermedades en cultivos

vegetales (Fernaacutendez-Larrea 2001 Infante Martiacutenez Gonzaacutelez amp Reyes 2009)

Estudios realizados en P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a

Mycena citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de

cafeacute causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum

Jaramillo 2012) Viecelli y Stangarlin (2010) obtuvieron resultados similares

contra Pseudocercospora griseola causante de la enfermedad ldquomancha angularrdquo en

cultivos de friacutejol tras rociar la superficie de las hojas de la planta con el extracto

acuoso obtenido del micelio de P sanguineus

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico

Algunas especies de hongos de la familia Polyporaceae producen pigmentos

rojos o anaranjados derivados de aacutecidos polipoacutericos y terpenilquinones los cuales

son causales de la coloracioacuten naranja de los hongos Pycnoporus spp (Veliacutešek y

Cejpek 2011) Los principales compuestos producidos por P sanguineus son

poliporin cinnabarina aacutecido cinabariacutenico y tramesanguina (Henrique Rosa et al

2003) A Smacircnia y colaboradores (1995) demostraron que la cinnabarina tiene

propiedades antibacterianas (Gocenoglu amp Pazarlioglu 2014) capaces de inhibir el

crecimiento de bacterias como Escherichia coli Klebsiella pneumoniae

38

Pseudomonas aeruginosa Salmonella typhi Staphylococcus aureus y miembros

del geacutenero Streptococcus siendo maacutes efectiva para el control de cocos

grampositivos que de bacilos Gram-negativos (E de F A Smacircnia et al 1998)

Ensayos utilizando P sanguineus evidenciaron la efectividad del ergosterol-58-

endoperoacutexido producido contra amastigotes de Leishmania (Viannia) panamensis

(Correa et al 2005)

Es necesario saber que los metabolitos secundarios producidos por esta especie

presentan un gran potencial antioxidante y que su eficiencia de produccioacuten no

necesariamente estaacute relacionada con la velocidad de crecimiento micelial (Borderes

et al 2011a)

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios

El aacutecido feruacutelico es un producto de la degradacioacuten de la lignina por hongos de

podredumbre blanca (Kirk 1971) Falconnier y colaboradores (1994) demostraron

el aacutecido feruacutelico de P cinnabarinus se puede biotransformar en vainillina y alcohol

vainiacutellico a traveacutes de una viacutea reductora o formar metoxihidroquinona a traveacutes de la

descarboxilacioacuten oxidativa La vainillina es una moleacutecula de alto valor comercial

aislada comuacutenmente de vainas de vainilla responsable del aroma y sabor de la

vainilla (Cid-Perez 2011) La demanda actual de alimentos producidos de forma

natural ha estimulado la buacutesqueda de medios alternativos de produccioacuten de

vainillina convirtiendo a los hongos del geacutenero Pycnoporus spp en una excelente

opcioacuten para la obtencioacuten de este aditivo alimentario (Falconnier et al 1994)

26 Marco legal

Seguacuten la Organizacioacuten de los Estados Ibero-americanos (OEI) los cambios y la

destruccioacuten de sus haacutebitats la contaminacioacuten ambiental la inadecuada poliacutetica

forestal la recoleccioacuten de cuerpos fructiacuteferos y la fragmentacioacuten de los ecosistemas

son las pesadillas de los hongos En las uacuteltimas deacutecadas han sufrido un descenso

laquocualitativo y cuantitativoraquo Por su laquopapel crucial en el funcionamiento de los

ecosistemasraquo y consciente de que las setas se han omitido en los programas de

39

conservacioacuten un grupo de micoacutelogos decidioacute realizar en 2003 la primera laquoLista

Roja preliminar de hongos en la Peniacutensula Ibeacutericaraquo que comprende hasta 67

taxones (subdivisiones de una especie) de hongos amenazados Es necesario hacer

una ley que tenga en cuenta los intereses de todos de los recolectores

acostumbrados a tomar sus setas y de la administracioacuten y comunidades autoacutenomas

que deben velar por la conservacioacuten de su patrimonio natural

Legislacioacuten internacional los seres humanos han dependido de la biodiversidad

y especiacuteficamente de los recursos geneacuteticos para producir innovar mejorar y

adaptarla a sus necesidades particulares Antes de la vigencia del Convenio sobre

la Diversidad Bioloacutegica (CDB) el acceso a los recursos geneacuteticos era libre

Normalmente las uacutenicas barreras para el acceso a estos recursos eran las distancias

y las fronteras geograacuteficas el desconocimiento de su existencia su poca adaptacioacuten

a otros ecosistemas su limitada aceptacioacuten o la falta de la verificacioacuten de su utilidad

por parte de otras culturas (Estrella Manosalvas Mariaca Ribadeneira 2005)

En el Convenio sobre diversidad bioloacutegica se define a los recursos geneacuteticos

como ldquomaterial geneacutetico de valor real o potencialrdquo y el material geneacutetico como

ldquotodo material de origen vegetal animal microbiano o de otra iacutendole que contenga

unidades funcionales de la herenciardquo

El principal objetivo de la Federacioacuten Internacional de Colecciones de Cultivo

(WFCC) la cual es un conjunto de comiteacutes comisiones y federaciones (COMCOF)

de la Unioacuten Internacional de Sociedades Microbiologiacutea (IUMS) Unioacuten

Internacional de Ciencias Bioloacutegicas (IUBS) es la promocioacuten y desarrollo de

cultivos de microorganismos y liacuteneas celulares La coleccioacuten de cultivos se debe

realizar de forma segura y de conformidad con las diferentes legislaciones y

regulaciones que controlan este tema en el proceso de aislamiento manipulacioacuten

almacenamiento y distribucioacuten de microrganismo y cultivos celulares hay muchas

etapas en las que se requiere conformidad con la ley regulaciones o convenciones

internacionales una coleccioacuten de cultivos deberiacutea tener conformidad en

Requerimientos en salud y seguridad

40

Clasificacioacuten de los microorganismos en funcioacuten de su riesgo

Regulaciones de cuarentena

Derechos de propiedad intelectual

Convencioacuten sobre diversidad bioloacutegica Informacioacuten segura suministrada al receptor

de los microorganismos

Regulaciones gubernamentales sobre el enviacuteo de cultivos

Control en la distribucioacuten de organismos peligrosos

Tratado de Budapest (para los depoacutesitos de patentes) (WFCC 2010)

Legislacioacuten nacional

Que los artiacuteculos 14 74 275 276 387 388 de la Constitucioacuten de la Repuacuteblica

reconoce el derecho de la poblacioacuten a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente

equilibrado que garantice la sostenibilidad y el buen vivir Declara de intereacutes

puacuteblico la preservacioacuten del ambiente la conservacioacuten de los ecosistemas la

biodiversidad y la integridad del patrimonio geneacutetico del paiacutes la prevencioacuten del

dantildeo ambiental y la recuperacioacuten de los espacios naturales degradados

(Constitucioacuten poliacutetica de la repuacuteblica del Ecuador)

Que el Art 86 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declara de intereacutes

puacuteblico a la conservacioacuten de los ecosistemas la biodiversidad y el patrimonio

geneacutetico del paiacutes a la recuperacioacuten de espacios naturales degradados al

establecimiento de un Sistema Nacional de Aacutereas Naturales Protegidas que

garanticen la conservacioacuten de la biodiversidad y el mantenimiento de los servicios

ecoloacutegicos

Que los Arts 89 242 y 248 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declaran

respectivamente que el Estado tomaraacute medidas orientadas a regular bajo estrictas

normas de bioseguridad la propagacioacuten en el medio ambiente la experimentacioacuten

el uso la comercializacioacuten y la importacioacuten de organismos geneacuteticamente

modificados que la organizacioacuten y funcionamiento de la economiacutea responderaacute

41

entre otros principios al de sustentabilidad y ratifica el derecho soberano del

Estado sobre la biodiversidad promoviendo su conservacioacuten y utilizacioacuten

sustentable con la participacioacuten de las poblaciones involucradas y de conformidad

con los convenios y tratados internacionales Que el Ecuador suscribioacute y ratificoacute el

Convenio sobre la Diversidad Bioloacutegica seguacuten consta en los Registros Oficiales

No 109 del 18 de enero de 1993 y el 146 del 16 de marzo de 1993 El cual regula

la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de la biodiversidad y sus componentes y

establece la participacioacuten justa y equitativa en los beneficios que se deriven de la

utilizacioacuten de los recursos geneacuteticos asociados reconociendo el derecho soberano

que ejercen los Estados sobre sus recursos bioloacutegicos Que el Estado ha suscrito y

ratificado varios Convenios Internacionales relacionados con la conservacioacuten de la

biodiversidad tales como la Convencioacuten sobre Humedales de Importancia

Internacional especialmente como Haacutebitat de Aves Acuaacuteticas o Convencioacuten de

Ramsar la Convencioacuten para la Proteccioacuten del Patrimonio Mundial Cultural y

Natural la Convencioacuten sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas

de Flora y Fauna Silvestres (CITES) Convenio Marco de Cambio Climaacutetico el

Tratado de Cooperacioacuten Amazoacutenica entre los maacutes relevantes Que estaacuten vigentes

en el Ecuador normas de aplicacioacuten regional de la Comunidad Andina de manera

especial las Decisiones de la Comisioacuten del Acuerdo de Cartagena Nos 344 345

391 y 486 relativas a la Propiedad Industrial la proteccioacuten a los Derechos de los

Obtentores de Variedades Vegetales y al Acceso a los Recursos Geneacuteticos Que la

biodiversidad constituye la base del capital natural del paiacutes capaz de proporcionar

un flujo constante de bienes y servicios cuya conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable

permitan satisfacer las necesidades humanas de consumo y produccioacuten y

garanticen el sustento de la vida Que la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de

la biodiversidad son de intereacutes nacional por su importancia econoacutemica ecoloacutegica

geneacutetica social cultural cientiacutefica educativa recreativa y esteacutetica y por lo tanto

tiene un valor estrateacutegico para el desarrollo sustentable presente y futuro del

Ecuador Que siendo el Ecuador uno de los paiacuteses de mayor biodiversidad del

mundo catalogado como mega diverso constituye una prioridad para el paiacutes

proteger su riqueza bioloacutegica y cultural asociada para las generaciones presentes y

futuras ante la preocupante y considerable reduccioacuten y peacuterdida de la biodiversidad

42

como consecuencia de determinadas actividades humanas en el paiacutes Que es

indispensable expedir normas que rijan la conservacioacuten y uso sustentable de la

biodiversidad (Ley para la conservacioacuten y uso sustentable de la biodiversidad

1993)

CAPIacuteTULO VIII De la Investigacioacuten y Capacitacioacuten Forestales

Art 50- El Ministerio del Ambiente promoveraacute realizaraacute y coordinaraacute la

investigacioacuten relativa a la conservacioacuten administracioacuten uso y desarrollo de los

recursos forestales y de las aacutereas naturales del patrimonio forestal

Art 51- Para el cumplimiento de las actividades previstas en el artiacuteculo anterior

al Ministerio del Ambiente le corresponde

a) Crear centros de investigacioacuten sobre especies forestales nativas y exoacuteticas de

fauna y flora silvestres

b) Suscribir convenios relativos a la investigacioacuten capacitacioacuten y educacioacuten

forestales

c) Ejecutar programas de capacitacioacuten y adiestramiento en conservacioacuten

administracioacuten y desarrollo de recursos forestales y aacutereas naturales de patrimonio

del Estado

d) Establecer en coordinacioacuten con el Ministerio de Educacioacuten y Cultura y otras

entidades del sector puacuteblico programas de educacioacuten y divulgacioacuten relativas a los

aspectos mencionados en el literal anterior

e) Organizar cursos de capacitacioacuten forestal y de conservacioacuten conjuntamente

con el Servicio Ecuatoriano de Capacitacioacuten Profesional -SECAP- y otras entidades

y dependencias del sector puacuteblico o privado

f) Las demaacutes que le asignen esta Ley y los reglamentos (Ley forestal y

conservacioacuten de aacutereas 2004)

Toda esta riqueza biodiversa en el Ecuador corre gran peligro de que por falta

de una legislacioacuten que lo proteja sea amenazada por el intereacutes de convertir no en

43

elementos vitales para el Sumak Kawsay sino que apetecido por sus componentes

convertirlos en mercanciacuteas y llevarlos al mercado globalizado De hecho parte de

la destruccioacuten y desaparicioacuten de especies ha sido por falta de una legislacioacuten

responsable y soberana para la proteccioacuten de la biodiversidad asiacute como la

responsabilidad de los gobiernos de turno que no han visto a estos seres vivos como

titulares de derecho (Ley orgaacutenica de la biodiversidad 2011)

El Coacutedigo Orgaacutenico del Ambiente (COA) manifiesta en el Titulo III DE LOS

DERECHOS DEBERES Y PRINCIPIOS AMBIENTALES art5 derecho de la

poblacioacuten a vivir en un ambiente sano

El derecho a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente equilibrado

comprende

1- La conservacioacuten manejo sostenible y recuperacioacuten del patrimonio natural la

biodiversidad y todos sus componentes con respeto a los derechos de la naturaleza

y a los derechos colectivos de las comunas comunidades pueblos y nacionalidades

2- El manejo sostenible de los ecosistemas con especial atencioacuten a los

ecosistemas fraacutegiles y amenazados tales como paramos humedales bosques

nublados bosques tropicales secos y huacutemedos manglares y ecosistemas marinos y

marinos-costeros

3- La intangibilidad del Sistema Nacional de Aacutereas Protegidas en los teacuterminos

establecidos en la constitucioacuten y la Ley

4- La conservacioacuten preservacioacuten y recuperacioacuten de los recursos hiacutedricos

cuencas hidrograacuteficas y caudales ecoloacutegicos asociados al ciclo hidroloacutegico

5- La conservacioacuten y uso sostenible del suelo que prevenga la erosioacuten la

degradacioacuten la desertificacioacuten y permita su restauracioacuten

6- La prevencioacuten control y reparacioacuten integral de los dantildeos ambientales

7- La obligacioacuten de toda obra proyecto o actividad en todas sus fases de

sujetarse al procedimiento de evaluacioacuten de impacto ambiental

44

8- El desarrollo y uso de praacutecticas y tecnologiacuteas ambientalmente limpias y

sanas asiacute como de energiacuteas alternativas no contaminantes renovables

diversificadas y de bajo impacto ambiental

9- El uso experimentacioacuten y el desarrollo de la biotecnologiacutea y la

comercializacioacuten de sus productos bajo estrictas normas de bioseguridad con

sujecioacuten a las prohibiciones establecidas en la Constitucioacuten y demaacutes normativa

vigente

Los principios ambientales deberaacuten ser reconocidos e incorporados en toda

manifestacioacuten de la administracioacuten puacuteblica asiacute como en las providencias judiciales

estos principios son

Responsabilidad integral - Responsabilidad de quien promueve una

actividad que genere o pueda generar impacto sobre el ambiente

Mejor tecnologiacutea disponible y mejores praacutecticas ambientales - El estado

deberaacute promover a los sectores puacuteblicos y privados el desarrollo y uso de

tecnologiacuteas ambientalmente limpias y de energiacutea alternativa no

contaminantes y de bajo impacto que minimicen en todas las fases de una

actividad productiva

TIacuteTULO I DE LA CONSERVACIOacuteN DE LA BIODIVERSIDAD

Articulo 31- La conservacioacuten de la biodiversidad se realizaraacute in situ o ex situ

en funcioacuten de sus caracteriacutesticas ecoloacutegicas niveles de endemismo categoriacutea de

especies amenazadas de extincioacuten para salvaguardar el patrimonio bioloacutegico de la

erosioacuten geneacutetica

Articulo 32- Se promoveraacuten y regularaacuten las investigaciones cientiacuteficas in situ

y ex situ que comprendan actividades de extraccioacuten coleccioacuten recoleccioacuten

importacioacuten movilizacioacuten transportacioacuten exportacioacuten y disposicioacuten temporal o

final de especies de vida silvestre

Articulo 33- La biodiversidad terrestre insular marina y dulceacuiacutecola seraacute

conservada in situ Se procuraraacute el uso sostenible de sus componentes de forma tal

45

que no se ocasione su disminucioacuten a largo plazo para mantener su potencial de

satisfacer las necesidades de las generaciones presentes y futuras

Articulo 35- Para la proteccioacuten de la vida silvestre se establecen las siguientes

condiciones a las personas naturales y juriacutedicas

1 Conservar las especies de vida silvestre en su habitad natural prohibiendo

su extraccioacuten salvo las consideraciones para investigacioacuten repoblacioacuten de

especies con cualquier tipo de amenaza y las establecidas en este coacutedigo

2 Reconocer el uso tradicional y el aprovechamiento de las especies de vida

silvestre por motivos de subsistencia o por praacutecticas culturales medicinales

3 Promover investigaciones sobre vida silvestre para difundir el

bioconocimiento dentro del territorio nacional

Articulo 66- Son medios de conservacioacuten de especies de vida silvestre los que

se detallan a continuacioacuten

Viveros

Jardines botaacutenicos

Zooloacutegicos

Centros de criacutea y reproduccioacuten sostenible

Centros de rescate y rehabilitacioacuten

Bancos de germoplasma

Acuarios

TIacuteTULO IV RECURSOS GENEacuteTICOS Y SUS DERIVADOS

BIOSEGURIDAD BIOCOMERCIO

Artiacuteculo 72- Los derechos otorgados sobre los recursos bioloacutegicos no conceden

derecho alguno sobre los recursos geneacuteticos o sus derivados no sobre los

conocimientos colectivos asociados a estos Las investigaciones realizadas sobre

los recursos geneacuteticos deberaacuten ser sistematizadas y ser recopiladas por el Instituto

Nacional de Biodiversidad

Artiacuteculo 75- Las normas de bioseguridad regularaacuten los productos de la

biotecnologiacutea moderna con el objeto de contribuir a la conservacioacuten y el uso

46

sostenible de la biodiversidad y garantizar los derechos de la salud humana y el

ambiente

Articulo 80- La Autoridad Ambiental Nacional regularaacute el biocomercio para

lo cual deberaacute considerar los objetivos de la conservacioacuten de la biodiversidad la

sostenibilidad social econoacutemica y ambiental asiacute como la distribucioacuten justa de los

beneficios de conformidad con las disposiciones de este coacutedigo

En los uacuteltimos antildeos se ha observado la accioacuten paralela de numerosas

organizaciones gubernamentales y no gubernamentales universidades

comunidades e individuos que han desplegado acciones en favor de la

biodiversidad del rescate de los conocimientos praacutecticas e innovaciones

relacionados a eacutesta y de la documentacioacuten o desarrollo de meacutetodos para la

conservacioacuten y utilizacioacuten sostenible de estos recursos entre otras acciones

El lograr la conservacioacuten y uso sostenible de la biodiversidad implica lograr

beneficios para el ser humano sin agotar el recurso y asegurar las posibilidades de

aprovechamiento de la biodiversidad para las proacuteximas generaciones En este

sentido la biodiversidad puede conservarse mediante dos estrategias

bull La estrategia de conservacioacuten in situ

bull La estrategia de conservacioacuten ex situ (Estrella amp col 2005)

47

3 MARCO METODOLOacuteGICO

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa

Pycnoporus spp

El objetivo de este experimento es aislar identificar y caracterizar la cepa nativa

ecuatoriana del hongo Pycnoporus spp

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de Pycnoporus sanguineus

48

311 Materiales y meacutetodos

El trabajo experimental se realizoacute en el laboratorio de Biotecnologiacutea Fuacutengica del

Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente (CEBA) en convenio con el

Ingenio Azucarero del Norte (IANCEM) localizado en la Ciudad de Ibarra a 2241

msnm (UTM WGS84 17 N 816705 Este 36766 Norte) con una temperatura

promedio de 18 degC

3111 Aislamiento

La muestra de hongo Pycnoporus spp se recolectoacute de un bosque de la ciudad de

Tena a una altitud de 543 msnm UTM WGS84 18N 186566 Este 9891710 Norte

la misma se encontroacute creciendo naturalmente en troncos de la madera piguumle

(Pollalesta discolor) en proceso de descomposicioacuten

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus

49

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de Pollalesta discolor

Para la presente investigacioacuten la reproduccioacuten celular se realizoacute tanto por medio

de tejido como por esporas en un medio rico en Agar Papa Dextrosa (PDA) y Agar

extracto de Malta (MEA) siguiendo la teacutecnica descrita por Pineda (2014) se

preparoacute el medio con agua destilada y se esterilizoacute por 15 minutos en autoclave a

15 PSI y 121 degC El medio esteacuteril se sirvioacute en caja petri y se procedioacute a inocular

con tejido y espora de la especie seleccionada (Pineda 2014) Las muestras

inoculadas se incubaron a 22 degC y se observoacute el crecimiento del hongo durante seis

diacuteas

3112 Identificacioacuten

La identificacioacuten fue realizada por el laboratorio especializado IDgen-

Identificacioacuten Molecular localizado en la ciudad de Quito Para ello se usoacute dos

muestras de cepas puras de la especie Pycnoporus previamente aisladas con coacutedigo

CEBA-T-PS-010116 son cultivos axeacutenicos de hongos creciendo en agar

Se realizoacute la identificacioacuten molecular de microorganismos (Extraccioacuten de ADN

Amplificacioacuten de barcode secuenciacioacuten estaacutendar ensamblaje de productos de

50

PCR y buacutesqueda en base de datos) El meacutetodo de determinacioacuten se realizoacute por

identificacioacuten molecular por barcoding

Los procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR se

describen en el detalle de protocolos (anexo 1) Los productos de PCR fueron

depurados previo a su secuenciacioacuten El producto de amplificacioacuten limpio y los

primeros ITS1 ITS4 ITS5 EF1-983F EF1-2218R fueron utilizados para la

secuenciacioacuten con el meacutetodo SANGER Se limpiaron y ensamblaron las secuencias

obtenidas con el programa bioinformaacutetico GENEIOUS y se compararon las

secuencias ensambladas con la base de datos de nucleoacutetidos de GenBank

3113 Caracterizacioacuten

La caracterizacioacuten del Pycnoporus sanguineus estudiada se realizoacute a traveacutes del

anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico el cual se realizoacute en el laboratorio del INIAP

localizado en la ciudad de Quito Se realizoacute un anaacutelisis proximal macro y micro

elementos siguiendo las normas y meacutetodos de la institucioacuten

312 Resultados y discusioacuten

3121 Aislamiento

En la figura 34 se presenta los cuerpos fructiacuteferos de los hongos Pycnoporus

sanguineus que se recolectaron en la ciudad del Tena Ecuador los mismos que se

almacenaron en bolsa de polietileno y se llevaron al laboratorio

51

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno

En la figura 35 se presenta el proceso de preparacioacuten del medio de cultivo para la

especie nativa

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA

52

En la figura 36 y 37 se presenta el procedimiento para la obtencioacuten de esporas

tejido e inoculacioacuten de la especie nativa de Pycnoporus spp

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo

En la figura 38 se presenta el cultivo de Pycnoporus spp creciendo en un medio

rico luego de 6 diacuteas de incubacioacuten a 22 degC el mismo que se procedioacute a su

purificacioacuten por la teacutecnica de repique hasta lograr una cepa pura la cual fue

53

codificada como CEBA-T-PS-010116 y almacenada en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos del CEBA

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus sanguineus

(Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et al 2015a E de F A Smacircnia Smacircnia Juacutenior

amp Loguercio-Leite 1998 Vikineswary et al 2006) coinciden con la teacutecnica

utilizada en la presente investigacioacuten (Pineda 2014) realizar el aislamiento en un

medio de cultivo Agar Papa Dextrosa mientras (Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et

al 2015a) utilizaron como medio de cultivo Agar Harina Integral de Trigo asiacute como

(Acosta et al2010 Atteke y col 2013 Cruz Muntildeoz et al 2015a Machuca amp

Ferraz 2001 Schliephake et al 1993 Uzan et al 2010) manifiestan utilizar como

medio de cultivo Agar Extracto de Malta a esto antildeade (Cruz Muntildeoz et al 2015)

utilizar como medio de cultivo medios afines al material vegetal de donde se

recolectoacute y (Boumlse 1946) utiliza Medio Czapek-Dox con sulfato de manganeso

algunas veces adicionado con extracto de semillas de guisantes o salvado de trigo

Seguacuten (Cruz Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll et al2000b Schliephakeet al 1993)

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura

54

3122 Identificacioacuten

El ADN de cada una de las muestras fue extraiacutedo y con el fin de identificar la

calidad de la extraccioacuten se realizoacute una electroforesis Las extracciones de ADN

genoacutemico obtenidos evidencian una calidad alta y una concentracioacuten superior a 400

ng de ADN por cada 8 ul de extracto Se utilizoacute las extracciones de ADN

pertenecientes a las muestras para la amplificacioacuten del fragmento ITS Se puede

evidenciar que no existen productos de amplificacioacuten para las muestras por lo que

para estas se decidioacute amplificar un fragmento del factor de elongacioacuten 1 alfa (EF1a)

Adicionalmente se diluyeron las muestras hasta una concentracioacuten de 30nguL

para descartar procesos inhibitorios de la PCR debido a una elevada concentracioacuten

de ADN previo a su utilizacioacuten en el ensamblaje de la PCR

Se determina que la cepa nativa estudiada codificada como CEBA-T-PS-

010116 corresponde a la especie Trametes sanguinea en la longitud 652 949

de calidad y 99 de identidad en el fragmento ITS

En el meacutetodo utilizado para la identificacioacuten coincido con (Cruz Muntildeoz y col

2015) el cual manifiesta La identificacioacuten se realizoacute a nivel molecular para lo cual

se enviaron dos muestras de colonias puras (punta de hifa) al laboratorio de la

Estacioacuten Nacional de Epidemiologiacutea Cuarentena y Saneamiento Vegetal en

Quereacutetaro Quereacutetaro para la extraccioacuten del ADN ribosomal y su amplificacioacuten

secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes del Centro

Nacional para la Informacioacuten Biotecnoloacutegica (NCBI EEUU)

De acuerdo con la base de datos Catalogue of Life la especie estudiada se

clasifica

Filo Basidiomicota

Clase Agaricomicetes

Orden Polyporales

Familia Polyporaceae

Geacutenero Pycnoporus

Especie sanguineus

55

Los sinoacutenimos para Pycnoporus sanguineus (L) (Murrill 1904) (nombre

vaacutelido) son Trametes sanguinea (L) (Lloyd 1924) Trametes sanguinea var

intermedia (Corner 1989) Trametes sanguinea var major (Corner 1989)

Trametes sanguinea var sanguinea (L) (Lloyd 1924) determinaacutendose que la

especie nativa ecuatoriana pertenece a la especie Pycnoporus sanguineus(Roskov

Y 2016)

3123 Caracterizacioacuten

De los resultados obtenido para el anaacutelisis proximal por el laboratorio del INIAP

se determina que la cepa nativa de Pycnoporus sanguineus tiene una humedad

1112 cenizas 209 EE (Extracto eteacutereo) 089 proteiacutena 1372 fibra

3418 ELN (Extracto libre de nitroacutegenos) 4912 Para el anaacutelisis de minerales

macro elementos se determinoacute que contiene calcio 027 foacutesforo 035 magnesio

006 potasio 052 sodio 001 Para micro elementos cobre 3ppm hierro 136

ppm manganeso 54 ppm zinc 58 ppm En la literatura se encuentra los

metabolismos secundarios asiacute tenemos que (Atteke et al 2013) (Berrio et al 2007)

(Camarero et al 2004) (Camarero et al 2005 ME Eugenio et al 2010) (Lu et al

2007b Machuca amp Ferraz 2001) (Madhavi amp Lele 2009 Munusamy et al 2008

Ramiacuterez-Cavazos et al 2014) (Sigoillot et al 2002 2004) (Xu et al 2000)

manifiestan la produccioacuten de lacasa ademaacutes antildeade (Boumlse 1946 Henrique Rosa et

al 2003) la produccioacuten de poliporina (Achenbach amp Blumm 1991 Acosta et al

2010 Cruz Muntildeoz et al 2015ordf Dias amp Urban 2009 A Smacircnia et al 2003 E de

F A Smacircnia et al 1998) manifiestan la produccioacuten de Cinabarina fenoxacina otra

consideracioacuten la hace (Achenbach amp Blumm 1991) el cual manifiesta la

produccioacuten O-acetyl-cinabarina pero ninguno de los autores anteriormente

mencionados manifiesta la caracteriacutesticas quiacutemicas a nivel proximal y de minerales

de la especie

56

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es desarrollar un protocolo para la conservacioacuten

de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

321 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue aislada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego

se inocularon con la cepa nativa seleccionada y se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC

Los tubos colonizados fueron liofilizados en un equipo liofilizador de bandejas

marca VirTiswizard 20 a una temperatura de -40ordmC por 26 horas a una presioacuten de

57

vaciacuteo de 300 atm la cepa liofilizada fue depositada en el banco de recursos

geneacuteticos microbianos del CEBA (Pineda 2014) para su conservacioacuten

322 Resultados y discusioacuten

En la figura 310 se presenta el procedimiento para el cultivo de Pycnoporus

sanguineus en tubos se observa el crecimiento del micelio en los dos medios de

cultivo (MEA y PDA) a una temperatura de 22 ordmC durante 6 diacuteas

En la figura 311 y 312 se presenta el procedimiento para la liofilizacioacuten de las

muestras de Pycnoporus sanguineus como se observa se coloca los tubos de ensayo

con las cepas cultivadas en la bandeja y luego se carga el liofilizador el cual arranca

su operacioacuten con una temperatura de 15 ordmC disminuyendo la temperatura durante 8

horas hasta llegar -50 degC como se observa en la figura 311 disminuyendo 10 ordmC

cada hora durante 8 horas hasta llegar a ndash 50 ordmC luego empieza el proceso de secado

en el cual se aumenta la temperatura 10 ordmC durante 18 horas hasta llegar a 40 ordmC a

un presioacuten de vaciacuteo de menos 300 atm

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten

58

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus

En la figura 313 se presenta la muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

como se observa luego de 26 horas en el liofilizador las muestras estaacuten totalmente

deshidratadas y listas para el protocolo de conservacioacuten

59

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

Existen meacutetodos de conservacioacuten por liofilizacioacuten para otras especies en la cual

los autores solo recomiendan que es el mejor meacutetodo para conservacioacuten sin

embargo no se establece un procedimiento para realizar esta teacutecnica y mucho

menos se encontroacute informacioacuten sobre el proceso de liofilizacioacuten para la especie

Pycnoporus sanguineus en la presente investigacioacuten queda establecido el

procedimiento a seguir para conservar por esta teacutecnica la especie estudiada

Al conservar la especie a largo plazo se garantiza que por el deterioro o

destruccioacuten del ecosistema la especie no desaparezca aportando con la cepa nativa

en

Ambiental- el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de compuestos

recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su sistema

enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en aserraderos

(Kirk 1971) P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a Mycena

citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de cafeacute

causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum Jaramillo

2012)

60

Econoacutemico - La implementacioacuten de este proyecto a escala industrial generariacutea

ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa nativa

ecuatoriana Pycnoporus sanguineus

Social - Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial farmaceacuteutico

En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la sangre eliminar

verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas menopaacuteusicos y

del vientre

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es seleccionar el mejor medio de cultivo para la

produccioacuten de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus a partir de cepa

liofilizada

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de Pycnoporus sanguineus

331 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue liofilizada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

61

Disentildeo experimental la experimentacioacuten se planificoacute con un disentildeo

completamente al azar (DCA) con cinco reacuteplicas y completamente aleatorio El

factor de estudio fue el medio de cultivo con los niveles MEA y PDA como variable

de respuesta se establecioacute la velocidad de crecimiento lineal de la cepa del hongo

Los paraacutemetros de operacioacuten como la temperatura y la presioacuten se mantuvieron

contaste a 22degC y 101 325 Pa como factor de ruido se consideroacute el nivel de luz

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en cajas petri y luego se

inocularon con cepa nativa de Pycnoporus sanguineus y se incubaron por 7 diacuteas a

22 degC se tomoacute las medidas de crecimiento (Pineda 2014)

332 Resultados y discusioacuten

En la tabla 31 se presenta la matriz de resultados experimentales como se

observa el tratamiento 1 tiene la mayor velocidad de crecimiento lineal medida en

mmdiacutea

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada

Tratamientos Velocidad de crecimiento

MEA PDA

1 392 292

2 383 292

3 375 283

4 383 275

5 392 283

Valor promedio (Ẋ) 385 285

Varianza (Ợ2) 000515 000515

Desviacioacuten estaacutendar (Ợ) 00717635 00717635

Coeficiente de varianza (CV) 186399 251802

62

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

MEDIOS Media Error tiacutep Intervalo de confianza 95

Liacutemite inferior Liacutemite superior

MEA 3850 032 3776 3924

PDA 2850 032 2776 2924

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

385 a

285 b

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA

Vel

oci

dad

de

crec

iem

ien

to

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA MEA PDA PDA MEA PDA PDA MEA MEA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Velocidad Promedio Limete superior Limete inferior

63

Anaacutelisis de varianza

En la tabla 33 se presenta el anaacutelisis de varianza que descompone la varianza de

Velocidad en dos componentes un componente entre-grupos y un componente

dentro-de-grupos La razoacuten-F que en este caso es igual a 485437 es el cociente

entre el estimado entre-grupos y el estimado dentro-de-grupos Puesto que el valor-

P de la prueba-F es menor que 005 existe una diferencia estadiacutesticamente

significativa entre la media de Velocidad entre un nivel de Medio y otro con un

nivel del 950 de confianza

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio

Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razoacuten-F Valor-P

Entre grupos 25 1 25 48544 00000

Intra grupos 00412 8 000515

Total (Corr) 25412 9

Pruebas de Rangos Muacuteltiple para Velocidad por Medio (950 LSD)

Se aplica un procedimiento de comparacioacuten muacuteltiple para determinar cuaacuteles

medias son significativamente diferentes de otras La mitad inferior de la salida

muestra las diferencias estimadas entre cada par de medias En la parte superior de

la tabla 34 se han identificado 2 grupos homogeacuteneos seguacuten la alineacioacuten de las Xs

en columnas No existen diferencias estadiacutesticamente significativas entre aquellos

niveles que compartan una misma columna de Xs El meacutetodo empleado

actualmente para discriminar entre las medias es el procedimiento de diferencia

miacutenima significativa (LSD) de Fisher Con este meacutetodo hay un riesgo del 50 al

decir que cada par de medias es significativamente diferente cuando la diferencia

real es igual a 0

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher

Medio Casos Media Grupos Homogeacuteneos

PDA 5 285 X

MEA 5 385 X

64

Como se observa la mayor velocidad de crecimiento lineal se presenta cuando

se trabaja con MEA con una velocidad promedio de 385 mmdiacutea Identificando

que el mejor medio para la produccioacuten del hongo es el Agar Extracto de Malta

(MEA)

En la figura 317 se observar el crecimiento de la cepa y determinar la velocidad

de crecimiento lineal en los medios de cultivo estudiados

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa

(Acosta-Urdapilleta et al 2010) manifiesta de que las velocidades maacutes altas de

crecimiento fueron de 9 mm diacutea utilizando sustratos hervidos encino lirio trigo y

avena y la menor velocidad 2 mm diacutea se dio con el tratamiento bajo cedro con

PDA obtiene velocidades de crecimiento de 17 a 35 mmdiacutea (Cruz Muntildeoz et al

2015) manifiesta que obtuvo velocidades de crecimiento de 48 mmdiacutea con

extracto de casuarina y 61 mmdiacutea con extracto de mango coincido con Acosta

(2016) en la velocidad al utilizar extracto PDA ya que en la presente investigacioacuten

obtuvimos velocidad de crecimiento 285 mmdiacutea sin embargo el mejor medio de

cultivo utilizado es MEA con 385 mmdiacutea

65

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de

Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

El objetivo de este acaacutepite es realizar una ficha para la conservacioacuten de la cepa de

Pycnoporus sanguineus

341 Introduccioacuten

Al determinar en queacute medio de cultivo tuvo mayor velocidad de crecimiento la

cepa seleccionada se deberiacutea tener un registro en un banco de recursos geneacuteticos

microbianos que garanticen la conservacioacuten de la cepa para en un futuro aprovechar

de manea sustentable el recurso fuacutengico

Ecuador posee un vasto territorio con una riqueza microbioloacutegica muy amplia y

poco estudiada por lo que la conservacioacuten de los recursos geneacuteticos propios de

nuestros ecosistemas resulta esencial para evitar la peacuterdida de biodiversidad y el

acceso a genomas y oportunidades diferentes a las de otras regiones geograacuteficas

Sin embargo nuestro paiacutes no posee auacuten una ley de Acceso a sus recursos geneacuteticos

ni tiene sistematizados los bancos donde estos recursos se conservan

El objetivo de establecer el banco de recursos geneacuteticos microbianos potenciales

para el desarrollo de la Biorefineria ecuatoriana mediante la identificacioacuten

aislamiento cultivo y conservacioacuten de cepas puras que permitan el maacuteximo

aprovechamiento de las materias primas utilizando como insumo la biodiversidad

ecuatoriana en el marco del desarrollo sostenible (Pineda 2016) banco de

recursos geneacuteticos microbianos es el reguardo inalterable del patrimonio geneacutetico

nacional de microorganismos Para esto se debe contar con infraestructura y

equipos de laboratorio contar con profesionales especialistas en el manejo

conservacioacuten y preservacioacuten de cepas nativas fuacutengicas A traveacutes de procesos de

liofilizacioacuten se conservan las cepas por un periodo determinado Respaldos de las

muestras y efectivas medidas de seguridad aseguraran que la cepa se mantendraacute en

condiciones oacuteptimas De esta manera se permitiraacute potenciar la innovacioacuten cientiacutefica

local y posesionar a Ecuador como un centro tecnoloacutegico siendo su principal

objetivo la conservacioacuten a largo plazo de cepas propios de la geografiacutea ecuatoriana

66

ya que estaacuten bajo permanente amenaza de desaparecer ya sea por acciones humanas

o situaciones naturales

Con la creacioacuten del banco de recursos geneacuteticos microbianos se lograriacutea

Preservar y proteger los recursos geneacuteticos

Contribuir y propiciar su uso ordenado racional y sustentable

Coadyuvar las acciones de recoleccioacuten aislamiento identificacioacuten

caracterizacioacuten potenciacioacuten uso y preservacioacuten

Difundir la importancia estrateacutegica de conservacioacuten del medio ambiente

entre a comunidad cientiacutefica y la poblacioacuten en general

Preservar proteger mejorar y promover el uso sustentable de la riqueza

geneacutetica del paiacutes

El hongo Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial

farmaceacuteutico En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la

sangre eliminar verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas

menopaacuteusicos y del vientre (Acosta 2016) Los cientiacuteficos del banco brasilentildeo

estaacuten intentando domesticar o producir en laboratorios el hongo Pycnoporus

sanguineus ya que tiene fines terapeacuteuticos por ejemplo sentildeala que la

especie Pycnoporus sanguineus es usada por indiacutegenas amazoacutenicos para tratar

uacutelceras y caacutencer Y agrega que si se lograse su cultivo artificial con cepas

vigorosas podriacutea servir en otros laboratorios para investigaciones de caraacutecter

quiacutemico y biotecnoloacutegico por sus propiedades farmacoloacutegicas (BBC 2015) La

definicioacuten de la produccioacuten anual de hongo fresco se realiza teniendo en cuenta las

poliacuteticas y estrategias concebidas dentro del Plan Nacional de Desarrollo del

Ecuador Entre las estrategias se establece el fomento a la produccioacuten para el

consumo interno mediante el apoyo financiero y teacutecnico a pequentildeos y medianos

productores y a las comunidades campesinas (SEMPLADES 2009) El costo de

cepas de Pycnoporus sanguineus no se encontroacute sin embargo el costo para otras

especies es de 150 USD por lo que tener conservada las cepas no solo seriacutea rentable

sino tambieacuten se deja abierto para futuras investigaciones

67

342 Ficha Pycnoporus sanguineus

68

69

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus

Codigo

Bacteria Hongo x

Denominacion de la cepa utilizada por el depositante

Si x No

Si No x

Si No x

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3

Humanos Animales Plantas

CEBA-T-PS-010116TIPO DE MICROORGANISMO

Nombre cientiacutefico

iquestConoce el tipo de cepa

iquestEl microorganismo alberga un plagravesmido natural

iquestSe manipulo geneacuteticamente al microorganismo

DESIGNACIOacuteN DE LA CEPA

Pycnoporus sanguineus

INFORMACIOacuteN RELATIVA

William Goacutemez

Ecuador

Napo Tena UTM 18 S 186563 9891708

1472016

Fuente

Paiacutes de origen

Provincia Ciudad si es posible latitud y longitud

Fecha de recoleccioacuten

5102016

Datos de muestreo

Aislamiento de la cepa

Provincia Ciudad donde fue aislado

Si no aisloacute la cepa siacutervase indicar a los cientiacuteficos o

laboratorios que lo hicieron

Aislado por

Imbabura Ibarra

Dr Julio Pineda

William GoacutemezRecolectado por

Fecha del aislamiento

Evaluacioacuten del riesgo

Grupo de riesgo

Patoacutegeno para

Temperatura 23 ordmC Tiempo de encuvacioacuten

iquestEste microorganismo sobrevive a la congelacioacuten Si x No

Nombre

Institucioacuten

Direccioacuten

Email

Teleacutefono

Fecha

Firma

26 dias

CRECIMIENTO Y MANTENIMIENTO

Meacutetodo usado para la identificacioacuten de la cepa Secuenciacioacuten ADN

Motivo del deposito (Aplicaciones biotecnologicas control de calidad etc) Conservacioacuten

INFORMACIOacuteN ADICIONAL

Requerieintos especiales (Luz gas etc)

Medio de cultivo Agar malta

1522017

IFORMACIOacuteN DE LA PERSONA QUE DEPOacuteSITA

William Goacutemez

CEBA

Tena 8-20 y Tungurahua

williamedissnyahooes

983000610

70

4 CONCLUSIONES

Se establecioacute un protocolo para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten

del hongo nativo Pycnoporus spp aislado de la ciudad del Tena lo cual

representa un aporte al desarrollo cientiacutefico y tecnoloacutegico

Por primera vez se desarrolla un procedimiento para la conservacioacuten de la cepa

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus por liofilizacioacuten meacutetodo que

garantiza la conservacioacuten de la especie por maacutes de 23 antildeos y su manejo de forma

sostenible generando valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana

Se establecioacute que el mejor medio para la produccioacuten de la cepa pura de

Pycnoporus sanguineus es el Agar Extracto de Malta con una velocidad de

crecimiento lineal de 385 mmdiacutea lo cual representa un aporte al desarrollo de

las tecnologiacuteas de produccioacuten fuacutengica

Se presenta una ficha y registro de la cepa Pycnoporus sanguineus lo cual

permitiraacute generar valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana y

principalmente la conservacioacuten de la especie

5 RECOMENDACIONES

Se recomienda aislar identificar y caracterizar nuevas especies nativas del

geacutenero Pycnoporus spp que permita incrementar el patrimonio del banco de

recursos geneacuteticos microbianos (BRGM)

Desarrollar la tecnologiacutea de produccioacuten de cepas nativas en las escalas de banco

y piloto con la finalidad de consolidar el Know How con posibilidades de

patentar los procedimientos

Desarrollar la tecnologiacutea a escala de laboratorio para la produccioacuten de biomasa

de cuerpo fructiacutefero de Pycnoporus spp con fines a su aplicacioacuten en la industria

farmaceacuteutica y enzimaacutetica

71

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vanillin from waste residue of rice bran oil by Aspergillus niger and

Pycnoporus cinnabarinus Bioresource Technology 98(5) 1115ndash1119

httpdoiorg101016jbiortech200603028

Zimbardi A Camargo P Carli S Aquino Neto S Meleiro L Rosa J hellip

Furriel R (2016) A High Redox Potential Laccase from Pycnoporus

sanguineus RP15 Potential Application for Dye Decolorization International

Journal of Molecular Sciences 17(5) 672

httpdoiorg103390ijms17050672

87

7 ANEXOS

Anexo 1 Procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR

88

89

90

91

92

93

Anexo 2 Resultados anaacutelisis bromatoloacutegico Pycnoporus sanguineus

94

Anexo 3 Metabolitos producidos por las especies de Pycnoporus

Metabolito Especie Referencia

Lacasas P cinnabarinus P coccineus

P sanguineus

(Atteke y col 2013 Berrio Plou

Ballesteros Martiacutenez y Martiacutenez 2007

Camarero y col 2004 Camarero Ibarra

Martiacutenez y Martiacutenez 2005 ME Eugenio y

col 2010 Lu y col 2007b Machuca y

Ferraz 2001 Madhavi y Lele 2009

Munusamy y col 2008 Ramiacuterez-Cavazos y

col 2014 Sigoillot y col 2002 2004 Xu y

col 2000)

Peroxidasas extracelulares

(Lignin Versaacutetil y

Manganeso Peroxidasa)

P cinnabarinus P coccineus (Levasseur y col 2014 Machuca y Ferraz

2001)

Celulasas

(β-glucosidasas

Xilanasas)

P cinnabarinus P coccineus (Bey Berrin Poidevin y Sigoillot 2011

Machuca y Ferraz 2001 Sigoillot y col

2002)

Celobiosa deshidrogenasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col 2002)

Galactosidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara Hayashi y

Mitsutomi 1981)

DDMP P sanguineus (Teoh y col 2011)

Poliporina P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col 2003)

Cinabarina (3-fenoxacina) P sanguineus P cinnabarinus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Cruz Muntildeoz y col 2015a Dias

y Urban 2009 A Smacircnia y col 2003 E de

F A Smacircnia y col 1998)

O-acetyl-cinabarina P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Dias y Urban 2009 Gocenoglu

y Pazarlioglu 2014)

Tramesanguina P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez

Adame y col 2010)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Pycnoporina P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

95

Metabolito Especie Referencia

2-amino-fenoxazin-3-ona P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Pycnosanguina eacuteter

fenoxacina

P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Dias y Urban

2009)

5-6- dihidroergosterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol peroacutexido P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings Pilawa

Theobald y Berger 2001 Stentelaire y col

2000)

96

Anexo 4 Principales compuestos bioactivos obtenidos de Pycnoporus spp

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Lacasas Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Eggert y col 1996 Machuca y

Ferraz 2001 Sigoillot y col 2002

Xu y col 2000)

P sanguineus (Ramiacuterez-Cavazos y col 2014)

Antiinflamatoria P cinnabarinus (Madhavi y Lele 2009)

Biorremediacioacuten de aguas

residuales

P coccineus (Berrio y col 2007 Jaouani

Guilleacuten Penninckx Martiacutenez y

Martiacutenez 2005)

P cinnabarinus (Munusamy y col 2008)

Degradacioacuten de colorantes

sinteacuteticos

P cinnabarinus (Camarero y col 2005)

P sanguineus (Atteke y col 2013 Lu y col

2007b)

Blanqueo de pulpa para papel P cinnabarinus (Camarero y col 2004 Sigoillot y

col 2004)

P sanguineus (ME Eugenio y col 2010)

Peroxidasas

totales

Enzima ligninoliacutetica P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Lignin

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Manganeso

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Versaacutetil

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

β-glucosidasas Enzimas celulasas P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

P cinnabarinus (Bey y col 2011)

Xilanasas Enzimas celulasas P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col

2002)

P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Celobiosa

deshidrogenasa

Enzima oxidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoilloty col

2002)

Galactosidasa Enzima hidrolasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara y col

1981)

DDMP Antifuacutengico P sanguineus (Teoh y col 2011)

97

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Poliporina Anmicrobiano P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col

2003)

Cinabarina (3-

fenoxacina)

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010

Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Antimicrobiana P sanguineus (E de F A Smacircnia y col 1998)

Antiviral P sanguineus (A Smacircnia y col 2003)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

O-acetyl-

cinabarina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido

cinabariacutenico

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Antibacterial P cinnabarinus (Gocenoglu y Pazarlioglu 2014)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Tramesanguina Pigmento P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Pycnoporina Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina Pigmento P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

2-amino-

fenoxazin-3-ona

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

pycnosanguin

eacuteter fenoxazina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antimocrobiano P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antiviral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

5-6-

dihidroergostero

l

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol

peroacutexido

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina Saborizante aromatizante P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings y

col 2001 Stentelaire y col 2000)

98

Page 6: MAESTRIA EN GESTIÓN SUSTENTABLE DE RECURSOS NATURALES

5

UNIVERSIDAD TEacuteCNICA DEL NORTE

INSTITUTO DE POSTGRADO

BIBLIOTECA UNIVERSITARIA

AUTORIZACIOacuteN DE USO Y PUBLICACIOacuteN A FAVOR DE LA

UNIVERSIDAD TEacuteCNICA DEL NORTE

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LA OBRA

La Universidad Teacutecnica del Norte dentro del proyecto Repositorio Digital

Institucional determinoacute la necesidad de disponer de textos completos en formato

digital con la finalidad de apoyar los procesos de investigacioacuten docencia y

extensioacuten de la Universidad

Por medio del presente documento dejo sentada mi voluntad de participar en este

proyecto para lo cual pongo a disposicioacuten la siguiente informacioacuten

DATOS DE CONTACTO

CEacuteDULA DE

IDENTIDAD

1001977030

APELLIDOS Y

NOMBRES

Goacutemez Andrade William Edisson

DIRECCIOacuteN Tena 8-20 y Tungurahua

EMAIL williamedissonyahooes

TELEacuteFONO FIJO 062607022 TELEacuteFONO

MOacuteVIL

0983000610

6

DATOS DE LA OBRA

TIacuteTULO Desarrollo de un proceso para el aislamiento conservacioacuten

y produccioacuten del hongo medicinal oreja de palo (Pycnoporus

spp) a partir de la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana

AUTOR (ES) Goacutemez Andrade Willian Edisson

FECHA 09 de junio del 2017

SOLO PARA TRABAJOS DE GRADO

PROGRAMA PREGRADO POSGRADO

TITULO POR EL QUE

OPTA

Magiacutester en Gestiograven Sutentable de los Recursos Naturales

ASESOR DIRECTOR Ing Julio Amilcar Pineda Insuasti (PhD)

2 AUTORIZACIOacuteN DE USO A FAVOR DE LA UNIVERSIDAD

Yo William Edisson Goacutemez Andrade con ceacutedula de ciudadaniacutea Nro 1001977030

en calidad de autor y titular de los derechos patrimoniales de la obra o trabajo de

grado descrito anteriormente hago entrega del ejemplar respectivo en formato

digital y autorizo a la Universidad Teacutecnica del Norte la publicacioacuten de la obra en

el Repositorio Digital Institucional y uso del archivo digital en la Biblioteca de la

Universidad con fines acadeacutemicos para ampliar la disponibilidad del material y

como apoyo a la educacioacuten investigacioacuten y extensioacuten en concordancia con la Ley

de Educacioacuten Superior Artiacuteculo 144

x

x

x

x

x

x

7

8

9

RESUMEN

En Ecuador no se conoce el protocolo de aislamiento conservacioacuten y produccioacuten a

escala laboratorio de la cepa nativa Pycnoporus sanguineus El cuerpo fructiacutefero

se recolecto en la ciudad del Tena misma que se encontraba en troncos en

descomposicioacuten de Pollalesta discolor La reproduccioacuten celular se realizoacute tanto

por medio de tejido como por esporas en un medio rico en PDA se encubaron a 22

ordmC durante seis diacuteas se procedioacute a la purificacioacuten de la cepa por la teacutecnica de

repique hasta lograr una cepa pura La identificacioacuten fue realizada por laboratorios

IDgen en la cual se determinoacute 99 de identidad en el fragmento ITS es Pycnoporus

sanguineus En el anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico se determinoacute que la especie tiene

un ELN de 4912 para el anaacutelisis de macro elementes se encontroacute en mayor

cantidad potasio 052 micro elementos como hierro 136 ppm Para la

conservacioacuten de la cepa se aplicoacute la teacutecnica de la liofilizacioacuten se preparoacute dos

medios de cultivo MEA y PDA se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego se

inocularon con la cepa nativa seleccionada se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC Los

tubos colonizados fueron liofilizados Para determinar la velocidad de crecimiento

de la cepa nativa se utilizoacute como medio de cultivo PDA y MEA en donde fue

colocada la cepa anteriormente liofilizada en el centro de la caja petri con la ayuda

de cinta meacutetrica se determinoacute la velocidad de crecimiento diariamente se incuboacute

durante siete diacuteas la mayor velocidad de crecimiento se observa en el medio de

cultivo MEA de 385 mmdiacutea Puesto que el valor-P de la prueba-F es menor que

005 existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre la media de

velocidad entre un nivel de medio y otro con un nivel del 950 de confianza

10

SUMMARY

In Ecuador is not known isolation Protocol-scale production and conservation

laboratory or the native strain of Pycnoporus sanguineus The fruiting body is

collected in the city of Tena same that was in trunks in decomposition of Pollalesta

discolor Cellular reproduction was carried out both by means of tissue and spores

in an environment rich in PDA incubate to 22 degC six days was purification or the

strain by the technique of tolling to achieve a pure strain The identification was

performed by laboratories IDgen 99 identity in the fragment was determined in

which ITS is Pycnoporus sanguineus The bromatological chemical analysis

determined that the species has an ELN of 4912 for the analysis of macro

elements found in most potassium 052 micro elements as iron 136 ppm For the

conservation of the strain was applied the technique of lyophilization it was

prepared two culture media MEA PDA was sterilized and served in 5ml tubes and

they were then inoculated with the native strain selected they were incubated for 7

days at 22 degrees Colonized tubes were lyophilized To determine the rate of

growth of the native strain was used as a PDA culture medium and MEA where was

placed the above freeze-dried strain in the center of the box petri with the help of

tape measure determined the speed of growth daily incubated for seven days the

higher speed of growth is observed in the culture medium MEA 385 mmday Since

the disagreement of the test F is less than 005 there is a statistically significant

difference between the average speed between a middle level and another the

950 confidence level

Palabras clave

Aislamiento biodiversidad caracterizacioacuten conservacioacuten fuacutengica liofilizacioacuten

Pycnoporus

11

ABREVIATURAS

BRGM Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos

EE Extracto Eteacutereo o grasa bruta

ELN Elementos Libres de Nitroacutegeno

FEL Fermentacioacuten Estado Liacutequido

FES Fermentacioacuten Estado Solido

IANCEM Ingenio Azucarero del Norte Compantildeiacutea de Economiacutea Mixta

LSD Diferencia Miacutenima Significativa

MAE Ministerio del Ambiente Ecuador

MAISFCI Modelo de Atencioacuten Integral de Salud Familiar Comunitario

e Intercultural

MEA Agar Malta Dextrosa

ODM Objetivos de Desarrollo del Milenio

PDA Agar Papa Dextrosa

SEMPLADES Secretaria Nacional de Planificacioacuten y Desarrollo

WFP Proyecto Mundial de Alimentacioacuten

12

IacuteNDICE DE CONTENIDO

RESUMEN 9

SUMMARY 10

1 PROBLEMA 17

11 Introduccioacuten 17

12 Situacioacuten probleacutemica 18

13 Problema cientiacutefico 19

14 Objetivos de la investigacioacuten 19

15 Hipoacutetesis 20

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA 21

21 La salud un desafiacuteo global 21

211 Situacioacuten actual 21

212 Situacioacuten futura 21

213 Propuestas al desafiacuteo 21

22 Geacutenero Pycnoporus spp 22

221 Recoleccioacuten 22

222 Aislamiento 24

223 Identificacioacuten 26

224 Caracterizacioacuten 26

225 Conservacioacuten 27

23 Produccioacuten de Biomasa 30

231 Paraacutemetros de operacioacuten 30

232 Medios de cultivo 30

233 Incubacioacuten 31

24 Produccioacuten de metabolitos 32

241 Cinnabarina 32

242 Vainillina 33

13

243 Enzimas ligninoliacuteticas 33

244 Inductores 34

25 Importancia industrial 36

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos 36

252 Control bioloacutegico 37

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico 37

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios 38

26 Marco legal 38

3 MARCO METODOLOacuteGICO 47

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa Pycnoporus

spp helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47

311 Materiales y meacutetodos 48

3111 Aislamiento 48

3112 Identificacioacuten 49

3113 Caracterizacioacuten 50

312 Resultados y discusioacuten 50

3121 Aislamiento 50

3122 Identificacioacuten 54

3123 Caracterizacioacuten 55

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus 56

321 Materiales y meacutetodos 56

322 Resultados y discusioacuten 57

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus 60

331 Materiales y meacutetodos 60

332 Resultados y discusioacuten 61

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos (BRGM) 65

14

341 Introduccioacuten 65

342 Ficha Pycnoporus sanguineus 67

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus 69

4 CONCLUSIONES 70

5 RECOMENDACIONES 70

6 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 71

7 ANEXOS 87

15

IacuteNDICE DE FIGURAS

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten 23

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente 28

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de

Pycnoporus sanguineus 47

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus 48

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de

Pollalesta discolor 49

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno 51

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA 51

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo 52

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo 52

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus

sanguineus 53

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

56

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten 57

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten 58

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus 58

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada 59

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de

Pycnoporus sanguineus 60

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

62

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa 64

16

IacuteNDICE DE TABLAS

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp 24

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp 25

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL 35

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES 35

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada 61

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio 63

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher 63

17

1 PROBLEMA

11 Introduccioacuten

Los hongos son imprescindibles para el funcionamiento de la vida Sin ellos la

acumulacioacuten de residuos orgaacutenicos formariacutea enormes cementerios de cadaacuteveres

vegetales y animales produciendo grandes trastornos en la naturaleza (Zeikus

1981) La cadena troacutefica se modificariacutea de tal manera que provocariacutea la

desaparicioacuten de muchas especies (de Diego Calonge 2009)

Pycnoporus spp ha sido durante mucho tiempo utilizado en la medicina popular

de Aacutefrica y Ameacuterica para tratar numerosas enfermedades Los extractos de este

hongo son demostrados por poseer ingredientes bioactivos involucrados en

tratamiento antitumoral y actividades antioxidantes (Cao Zhang amp Xu 2014) Por

el potencial lignoceluliacutetico y los metabolitos secundarios de este hongo es

importante la buacutesqueda de sustancias antivirales antioxidantes antifuacutengicas y

antibacterianas (Smacircnia et al 2003) Se cuenta con el recurso natural pero no se

han realizado estudios de como producir y conservar la cepa nativa (Cruz Muntildeoz et

al 2015a)

Se pretende aportar con un banco de recursos geneacuteticos con la posibilidad de que

esta cepa sea utilizada en el sector farmaceacuteutico por su actividad bioloacutegica

antioxidante antifuacutengica y antibacterial (Smacircnia et al 1995) y en el sector textil

ya que produce un pigmento extraiacutedo llamado cinnabarin que se utiliza para la

decoloracioacuten parcial y completa de ciertos tintes (Schliephake Lonergan Jones amp

Mainwaring 1993) en el sector alimentario para la produccioacuten de vainilla (Zheng

et al 2007)

En teacuterminos econoacutemicos la implementacioacuten de este proyecto a escala industrial

generariacutea ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa

nativa ecuatoriana Pycnoporus spp Por ejemplo la vainilla natural producida por

el hongo tiene un costo en el mercado de 4000 USDKg ingresos que se quedariacutean

en manos de los productores nacionales Ademaacutes la creacioacuten de estas industrias

generariacutea fuentes de trabajo y ayudariacutea al aumento de la balanza comercial nacional

18

En teacuterminos ambientales el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de

compuestos recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su

sistema enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en

aserraderos (Kirk 1971) Adicionalmente el aislamiento y almacenamiento de la

cepa nativa de Pycnoporus spp en Bancos de Recursos Geneacuteticos con fines

industriales y acadeacutemicos promoveriacutea la preservacioacuten de la especie

En el aacutembito social se mejorariacutea el nivel educativo de la poblacioacuten en teacuterminos

de preservacioacuten y aprovechamiento de la biodiversidad fuacutengica de la cual no se

tiene maacutes conocimiento que los usos ancestrales (Hawksworth 1991) Ademaacutes

mejorariacutea la calidad de la salud de la poblacioacuten gracias a sus propiedades

medicinales ya comprobadas cientiacuteficamente por lo que su potencial en la

industria farmaceacuteutica es grande

La academia se veriacutea favorecida a su vez gracias a la recopilacioacuten de meacutetodos y

datos teacutecnicos necesarios para la conservacioacuten y almacenamiento de la cepa

facilitando el desarrollo de investigaciones de caraacutecter quiacutemico y biotecnoloacutegico

(Cruz 2004)

12 Situacioacuten probleacutemica

En el campo de la salud el no aprovechamiento de los metabolitos fuacutengicos

provocariacutea un caos en el tratamiento de ciertas enfermedades ya que muchos

medicamentos son producidos a partir de estos (Chang amp Miles 2004) Hay que

recordar el papel que desempentildea la penicilina descubierta por Fleming en 1928 a

partir del hongo Penicillium notatum para el tratamiento de las infecciones ( Valdeacutes

et al 1998) En la actualidad se conoce miles de sustancias medicinales producidos

por hongos y pronto saldraacuten maacutes incluso capaces de combatir el SIDA (Calonge

2009)

No obstante muchas especies de hongos estaacuten bajo amenaza de desaparecer

como consecuencia del deterioro o destruccioacuten de los ecosistemas (Hernaacutendez

Gonzaacutelez Hernaacutendez Herrera amp Camino 2014)

19

El Ecuador es un paiacutes pequentildeo pero uno de los maacutes biodiversos por su ubicacioacuten

espacial (Estrella Manosalvas Mariaca amp Ribadeneira 2005) El 18 de la

superficie nacional considerada como aacuterea protegida para la conservacioacuten de la

riqueza natural (MAE 2008) El aprovechamiento sostenible de la biodiversidad

nacional es promovido por el Plan Nacional para el Buen Vivir que enfatiza en el

bioconocimiento y su aplicacioacuten para la produccioacuten de nuevos bienes y servicios

ecoloacutegicamente sustentables suscitando al cambio de la matriz productiva

(Senplades 2009)

13 Problema cientiacutefico

Se evidencia limitado conocimiento en el manejo sustentable del geacutenero fuacutengico

Pycnoporus spp nativa ecuatoriana hacieacutendose necesario el establecimiento de

protocolos para aislamiento conservacioacuten purificacioacuten produccioacuten especiacutefica de

cepas nativas propagacioacuten o crecimiento celular en medios artificiales o naturales

y produccioacuten

Objeto

El proceso de produccioacuten y conservacioacuten de la especie nativa ecuatoriana de

Pycnoporus spp

Campo

Conservacioacuten de los recursos geneacuteticos microbianos

14 Objetivos de la investigacioacuten

Objetivo General

Desarrollar un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus mediante procesos que permitan la

conservacioacuten del recurso natural fuacutengico y su aprovechamiento de manera

sustentable

20

Objetivos especiacuteficos

Aislar identificar y caracterizar la especie fuacutengica de Pycnoporus

sanguineus

Desarrollar un protocolo para la conservacioacuten de la especie

Seleccionar el mejor medio de cultivo para la produccioacuten de Pycnoporus

spp a traveacutes de la velocidad de crecimiento lineal

Disentildear una ficha de cepas microbianas puras para su conservacioacuten en

el Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

15 Hipoacutetesis

Hipoacutetesis alternativa

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

Hipoacutetesis nula

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus no se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

21

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA

21 La salud un desafiacuteo global

Es una realidad compleja a traveacutes de un enfoque interdisciplinario que supera

los liacutemites del paradigma positivista de la ciencia claacutesica (Alcaacutentara-Moreno

2008) depende de la interaccioacuten de muacuteltiples factores sociales poliacuteticos

econoacutemicos culturales y cientiacuteficos (Roberto Bricentildeo-Leoacuten 2000) y responde a

una condicioacuten histoacuterica ya que la visioacuten particular de la sociedad va cambiando con

el tiempo (Ritzer 2001)

211 Situacioacuten actual

Dentro de los objetivos del desarrollo sostenible (2015) el objetivoacute 3 comprende

garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades La

participacioacuten mancomunada de los paiacuteses para cumplir los ODM ha desencadenado

en el movimiento contra la pobreza maacutes exitoso de la historia especialmente en

temas de salud y alimentacioacuten mundial

212 Situacioacuten futura

La Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS 2013) ha pedido a los paiacuteses que

sigan invirtiendo en investigaciones de aacutembito nacional con el objetivo de poner

en marcha un sistema de cobertura sanitaria universal adaptado a las necesidades

particulares de cada paiacutes

213 Propuestas al desafiacuteo

Estudios de casos realizados en muchos paiacuteses demuestran la importancia que

tienen las investigaciones nacionales y mundiales en la mejora de la salud

investigaciones que abarcan desde la prevencioacuten y el control de enfermedades

especiacuteficas hasta la mejora del funcionamiento de los sistemas de salud

22

22 Geacutenero Pycnoporus spp

Entre muchos hongos de pudricioacuten blanca el geacutenero Pycnoporus spp es un

geacutenero representativo de la familia Polyporaceae que se encuentra ampliamente

distribuido a nivel mundial en zonas templadas y tropicales donde tiene gran

importancia en la regulacioacuten del ciclo de carbono (Zeikus 1981) Forma un grupo

cosmopolita de cuatro especies Pycnoporus puniceus Pycnoporus cinnabarinus

Pycnoporus sanguineus Pycnoporus coccineus (Lesage-Meessen et al 2011) A

principios de 1990 el geacutenero Pycnoporus se perfiloacute como una alternativa para la

consecucioacuten de compuestos enzimaacuteticos viables en la degradacioacuten eficiente de

biomasa y la obtencioacuten de metabolitos secundarios de intereacutes como antioxidantes

(Borderes Costa Guedes amp Tavares 2011a) antibacterianos (A Smacircnia et al

1995) y antiparasitarios (Correa et al 2005)

Pese a que los hongos del geacutenero Pycnoporus spp no son especies comestibles

su importancia radica en la capacidad de degradar eficientemente compuestos

lignoceluloacutesicos (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) lo que les confiere un

gran potencial para ser usados en procesos biotecnoloacutegicos de degradacioacuten de

residuos agriacutecolas hasta azuacutecares fermentables uacutetiles en la produccioacuten de etanol y

otros productos biotecnoloacutegicos de alto valor comercial (Call 1994 Zeikus 1981)

Diversas investigaciones han estudiado las condiciones oacuteptimas para la obtencioacuten

de compuestos sintetizados por este geacutenero y la influencia de diversos factores

logrando un mejor control del bioproceso y una mejor comprensioacuten del

metabolismo de Pycnoporus spp (Falconnier et al 1994 Lesage-Meessen et al

2011 Levasseur et al 2014 Liu et al 2015 Piscitelli et al 2011 Rivera-Hoyos et

al 2013)

221 Recoleccioacuten

Para la recoleccioacuten es necesario conocer de antemano las caracteriacutesticas

macroscoacutepicas del cuerpo fructiacutefero del hongo (Ortiz et al 2016) Pycnoporus spp

posee un basidioma en forma de abanico (flabeliforme) maacutes o menos aplanado de

color naranja intenso y un margen redondeado de color similar al resto del

23

carpoacuteforo su tamantildeo puede variar entre 3 a 10 cm de ancho y su carne variacutea de

corchoso a duro Se encuentra adherido al sustrato por la base y ocasionalmente

los bordes son cofluentes es decir que se peguen con los de los basidiomas

contiguos En la zona de unioacuten con el sustrato el basidioma es maacutes grueso

pudiendo alcanzar los 3 cm de grosor mientras en los bordes es maacutes delgado

alcanzando menos de 1 cm de grosor (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016

Papinutti 2013) Se puede observar a simple vista que el himenio de este geacutenero

posee poros por donde libera las esporas (Alexopoulos amp Beneke 1962) los cuales

pueden alcanzar entre 2-3 cm de diaacutemetro y una forma de redondeada u oblonga

(Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) En la figura 21 se pueden apreciar las

caracteriacutesticas generales del geacutenero

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Macroscoacutepicamente las especies son diferenciables entre siacute por ejemplo P

sanguineus tiene un color maacutes rojizo que su homologo P cinnabarinus ademaacutes

tiene una base estrecha que le da la apariencia de subestipitado mientras P

cinnabarinus es seacutesil Este uacuteltimo tiene a su vez una superficie pileacuteica libre o escasa

de vellosidades a diferencia de P fulgens con el cual suele asemejarse por la

24

coloracioacuten del carpoacuteforo (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016 Papinutti

2013)

Pycnoporus spp suele encontrarse en sustratos lignoceluloacutesicos en

descomposicioacuten sobre los cuales crece naturalmente (Borderes Costa Guedes amp

Tavares 2011b) Una vez reconocido el hongo y recolectado su cuerpo fructiacutefero

se deben tomar apuntes acerca de los diferentes substratos en donde fue encontrado

(tierra madera en descomposicioacuten mantillo del bosquehellip) (Chanona-Goacutemez

Andrade-Gallegos Castellanos-Albores amp Saacutenchez 2007) las coordenadas y la

temperatura ambiental En la tabla 21 se listan algunos materiales lignoceluloacutesicos

de donde se han recolectado las cepas de Pycnoporus spp

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp

Especie Material vegetal en descomposicioacuten Referencia

P sanguineus Madera de casuarina y mango (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Madera contaminada con petroacuteleo (Acosta-Urdapilleta Alonso-

Paz Rodriacuteguez Adame y col

2010 Quiroz-Castantildeeda y col

2009)

Troncos de palma (Achenbach y Blumm 1991)

Encino (Chanona-Goacutemez y col 2007)

Madera de Parkia oppositifolia (Esposito Innocentini-Mei

Ferraz Canhos y Duraacuten 1993)

P cinnabarinus Madera de pino (Eggert Temp y Eriksson 1996)

Troncos quemados (Guzmaacuten 1979)

P coccineus Eucalipto (Machuca y Ferraz 2001)

222 Aislamiento

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura (Cruz

Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

25

2000b Schliephake et al 1993) Es necesario haber adicionado cloranfenicol

(200 g l) a los medios de cultivo para evitar contaminaciones bacterianas

(Henrique Rosa y col 2003) Seguacuten Correa y colaboradores (2005) el MEA es el

medio oacuteptimo para el crecimiento micelial posterior a la purificacioacuten mientras que

Acosta-Urdapilleta y colaboradores (2010) afirman que es el Agar Harina Integral

de Trigo (HTIA por sus siglas en ingleacutes) Por su parte Cruz-Muntildeoz y

colaboradores (2015) aseveran que los medios de cultivo oacuteptimos son los que

contienen extracto del material vegetal de donde se recolectoacute el hongo En la tabla

22 se mencionan los principales medios de cultivo empleados para el aislamiento

de Pycnoporus spp

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp

Especie Medio de cultivo Referencia

P sanguineus Agar Papa Dextrosa (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a E de F A

Smacircnia Smacircnia Juacutenior y Loguercio-

Leite 1998 Vikineswary y col 2006)

Agar Harina Integral de Trigo (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a)

Agar Extracto de Malta (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Atteke

y col 2013 Cruz Muntildeoz y col 2015a

Machuca y Ferraz 2001 Schliephake y

col 1993 Uzan y col 2010)

Medios afines al material vegetal de

donde se recolectoacute (Agar Extracto de

Casuarina Agar Extracto de Mango)

(Cruz Muntildeoz y col 2015)

Medio Czapek-Dox con sulfato de

manganeso algunas veces adicionado

con extracto de semillas de guisantes

o salvado de trigo

(Boumlse 1946)

P

cinnabarinus

Agar Extracto de malta (American Type Culture Collection

2016a)

26

Especie Medio de cultivo Referencia

Agar Extracto de levadura (American Type Culture Collection

2016b)

Agar Papa Dextrosa (FuQuan y QiJin 2008)

223 Identificacioacuten

Microscoacutepicamente se pueden identificar cuatro tipo de hifas 1) las de los tubos

o poros que son de pared delgada ramificadas y se tintildeen con fioxina 2) las del

margen y el piacuteleo que son un poco maacutes gruesas no ramificadas no se tintildeen con

fioxina y usualmente tienen graacutenulo anaranjados que se disuelven en KOH 3) las

de la zona de transicioacuten y tubos que tienen grosor variable y se disponen en capas

y 4) las que se encuentran uacutenicamente en la zona de transicioacuten que son delgadas

con ramificaciones cortas y recurvadas (Papinutti 2013) Para la diferenciacioacuten

entre P sanguineus y P cinnabarinus es necesario saber que el primero tiene un

sistema de hifas dimiacutetico mientras el del segundo es trimiacutetico (Asociacioacuten

Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) Para evitar vacilaciones lo maacutes preciso es realizar

pruebas a nivel molecular mediante extraccioacuten del ADN ribosomal y su

amplificacioacuten secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes

(Cruz Muntildeoz et al 2015a)

224 Caracterizacioacuten

Para la determinacioacuten de las condiciones oacuteptimas de crecimiento y la produccioacuten

de metabolitos secundarios se toman discos (5 mm de diaacutemetro) de PDA con

micelio del borde radial de cultivos de 30 diacuteas de edad y se depositan en nuevas

cajas de petri con medio de cultivo acorde con lo que se quiera medir o producir se

incuba por 30 diacuteas maacutes a 23 degC con luz blanca continua (Curz et al 2015a) El

crecimiento micelial no de manera obligatoria estaacute relacionado con la produccioacuten

de metabolitos secundarios (Baumer Mas Diego Pacheco Morgado amp Furigo

2008) Los metabolitos primarios y secundarios producidos por el geacutenero

Pycnoporus spp variacutean dependiendo de la especie y condiciones de cultivo (Acosta

Paz Rodriacuteguez Adame amp col 2010) una vez extraiacutedos en alguacuten tipo de solvente

27

seguacuten el experimento ejecutado se identifican por cromatografiacutea de capa fina

mediante comparacioacuten de los frentes de retencioacuten (Cruz et al 2015a) cromatografiacutea

de gases o espectrometriacutea de masas (Teoh Don y Ujang 2011) En el anexo 3 se

nombran los principales metabolitos producidos por Pycnoporus spp

Es necesario realizarle a la cepa purificada ensayos de actividad enzimaacutetica para

identificar algunos usos potenciales a nivel industrial Como eacuteste geacutenero pertenece

a los hongos de pudricioacuten blanca se deben realizar ensayos de actividad

ligninoliacutetica celuloliacutetica hemiceluloliacutetica de acuerdo con el Manual de Micologiacutea

Experimental de la Universidad de Buenos Aires (Forchiassin et al 2014) Las

enzimas ligninoliacuteticas maacutes abundantes en eacuteste hongo son las lacasas (Eggert et al

1996) lo que facilita su proceso de purificacioacuten Se habiacutea llegado a pensar que la

produccioacuten de peroxidasas extracelulares era nula (Machuca amp Ferraz 2001)

225 Conservacioacuten

La cepa debe ser almacenada en refrigeracioacuten a 4 ordmC para que no pierda su

viabilidad (Borderes et al 2011b Schliephake et al 1993) Aunque existen otros

meacutetodos que tambieacuten pueden emplearse Inmersioacuten en agua destilada inmersioacuten en

aceite mineral liofilizacioacuten congelacioacuten repique (Ortiz et al 2016) La

temperatura de congelacioacuten es de -80 degC en hielo seco o nitroacutegeno liacutequido y la de

liofilizacioacuten de 2 a 8 degC Cada vez que se vaya a usar la cepa limpie su envase con

etanol al 70 y transfiera aseacutepticamente (American Type Culture Collection

2016a 2016b Uzan amp col 2010) El periacuteodo de viabilidad para algunos hongos

conservados bajo este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith amp Onions 1994) En la figura

22 se observa un laboratorio apto para la obtencioacuten de recursos geneacuteticos fuacutengicos

28

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Meacutetodos a corto plazo que ayudan a la conservacioacuten de la cepa se aplica cuando

su uso es generalmente frecuente (Garciacutea amp Uruburuacute 1991) dentro de estos

meacutetodos se tendriacutea

El cultivo seriado consiste en resembrar al microorganismo cada cierto tiempo

en un medio adecuado este meacutetodo es vaacutelido para periacuteodos de 15 diacuteas se incrementa

la posibilidad de contaminacioacuten de la cepa (Mateos 2002)

La conservacioacuten por suspensioacuten en agua destilada es un meacutetodo sencillo

econoacutemico y seguro capaz de garantizar la supervivencia de cultivos fuacutengicos por

periacuteodos prolongados de dos hasta siete antildeos (Jong amp Birmingham 2001) Consiste

en suspender en agua esteacuteril ceacutelulas de cultivo como conidias esporas picnidios

esclerocidos (Bueno 1998)

La conservacioacuten con aceite mineral consiste en recubrir con aceite mineral

esteacuteril un cultivo que se encuentre en condiciones oacuteptimas de crecimiento micelial

y esporulacioacuten generalmente (Jong amp Atkins 1986) esta teacutecnica disminuye la

deshidratacioacuten del medio es utilizado en pequentildeas colecciones cuando la

liofilizacioacuten no resulta econoacutemica (Jong ampBirmingham 2001) Un amplio rango

de hongos a sobrevivido por este meacutetodo por un periacuteodo de 12 a 30 meses (Smith

et al 1994)

La desecacioacuten es un meacutetodo de conservacioacuten que reduce draacutesticamente el

metabolismo Sin embargo no todos los microorganismos sobreviven a estos

29

meacutetodos de secado por lo que se hace necesario antildeadir agentes protectores (leche

descremada glumato soacutedico al 10) La conservacioacuten en suelo es una teacutecnica que

ha sido usada ampliamente en laboratorios industriales para el mantenimiento de

cultivos de importancia comercial (Jong et al 1985) Este meacutetodo es usado para

cultivos que producen esporas y estructura de resistencia las cepas pueden

almacenarse en diferentes sustratos como arena papel filtro El meacutetodo consiste en

esterilizar y secar el suelo el cual es utilizado como medio absorbente con una

pequentildea cantidad de inoacuteculo preserva la viabilidad en un periacuteodo de tres a ocho

antildeos (Jong et al 2001)

Meacutetodos a largo plazo son los mejores porque en ellos se paraliza el crecimiento

de las ceacutelulas microbianas pero estas no han muerto Asiacute se garantiza el maacuteximo

de estabilidad geneacutetica (Garciacutea et al 1991) dentro de estos meacutetodos se tendriacutea

La liofilizacioacuten Es un proceso en el cual se congela el producto y posteriormente

se introduce en una caacutemara al vaciacuteo para realizar la separacioacuten del agua por

sublimacioacuten es otro de los meacutetodos de conservacioacuten de hongos por tiempo

prolongado Si bien es muy recomendado requiere contar con un liofilizador lo

que no siempre estaacute al alcance de todos los investigadores La liofilizacioacuten es un

proceso de conservacioacuten que tambieacuten involucra la deshidratacioacuten de las conidias o

cualquier otra estructura propagativa (Ames nd) El periacuteodo de viabilidad para

algunos hongos conservados por este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith et al 1994)

La criocongelacioacuten se basa en la utilizacioacuten de una temperatura

extremadamente friacutea para poder disminuir de forma controlada las funciones vitales

del organismo que se pretende conservar y que eacuteste se conserve vivo pero

ldquodormidordquo durante un periacuteodo de tiempo muy elevado sin que pierda sus

propiedades su principio radica en que toda ceacutelula tejido u organismo sometido a

bajas temperaturas disminuye sus funciones vitales permaneciendo en estado de

dormancia por periacuteodos prolongados es decir sus actividades metaboacutelicas estaacuten

suprimidas (Pasarellt amp McGinnis 1992 Rico et al 2004)

30

23 Produccioacuten de Biomasa

La obtencioacuten de compuestos derivados de la produccioacuten de Pycnoporus spp se

realiza mediante procesos fermentativos que pueden llevarse a cabo en medios de

crecimiento liacutequidos (Fermentacioacuten en Estado Liacutequido FEL) o soacutelidos

(Fermentacioacuten en Estado Soacutelido FES) Investigaciones efectuadas por Acosta-

Urdapilleta y colaboradores (2010) indican que los metabolitos primarios y

secundarios producidos por el geacutenero Pycnoporus dependen de la especie y las

condiciones de cultivo del mismo

231 Paraacutemetros de operacioacuten

El nivel de humedad del sustrato ejerce un efecto significativo en el proceso de

FES recomendaacutendose una humedad del 70 (Annuar Sammantha Murthy amp

Sabanatham 2010) Asiacute mismo el aumento del oxiacutegeno en el ambiente favorece

la tasa y la extensioacuten de la degradacioacuten de la biomasa por parte de Pycnoporus spp

(Hatakka amp Uusi-Rauva 1983) lo que se traduce en un aumento de la

bioconversioacuten Por otro lado el pH del medio de cultivo estaacute directamente

relacionado con el crecimiento del micelio daacutendose un mayor descenso de pH en

medios que presentan mayor crecimiento micelial (Holler amp Brooks 1980) No

obstante la mayoriacutea de estos estudios han sido realizados en condiciones in vitro

no contemplando la influencia de factores que pueden modificar los resultados en

procesos a mayor escala (Behrentz amp Giraldo 1993)

232 Medios de cultivo

Las fuentes de carbono comuacutenmente usadas en los procesos de FEL son lactosa

maltosa glucosa fructuosa extracto de levadura harinas de algunos cereales entre

otros (Chegwin A amp Nieto R 2013 Suaacuterez Arango amp Nieto 2013) La glucosa y

la fructosa permiten obtener una alta densidad de biomasa pues son maacutes faacuteciles de

asimilar que la maltosa no obstante pueden ser inhibidores de reacciones

metaboacutelicas secundarias del hongo (Ander Eriksson y Yu 1983) Los

suplementos de medios de cultivo maacutes utilizados son tartrato de diamonio tartrato

31

disoacutedico KH2PO4 CaCl2H2H2O MgSO4middot7H2O FeSO4middot7H2O ZnSO4middot7H2O

MnSO4middotH2O CuSO4middot5H2O y extracto de levadura (Eggert et al 1996 Gocenoglu

yPazarlioglu 2014 Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

2000a Levasseur e al 2014)

Pycnoporus spp puede cultivarse faacutecilmente a escala de laboratorio y en planta

piloto obteniendo altos rendimientos de produccioacuten a partir del uso de substratos

como almidoacuten extracto de malta maltosa metilcelulosa sacarosa dextrosa

caldos suplementados con extracto de levadura yo fosfoliacutepidos (Holler amp Brooks

1980 Oddou Stentelaire Lesage-Meessen Asther amp Colonna Ceccaldi 1999)

salvado de maiacutez salvado de trigo y salvado de arroz (FuQuan amp QiJin 2008

Levasseur et al 2014 Zimbardiet al 2016) tambieacuten se reporta el uso de residuos

agroindustriales como el bagazo de la cantildea de azuacutecar residuos de cultivo de

plaacutetano virutas de madera caacutentildeamo caacutescaras de algodoacuten hojas de palma de aceite

y residuos de frutas (Annuar et al 2010 Leŝtan Ŝtrancar amp Perdih 1990)

Existe una estrecha relacioacuten entre el aumento del crecimiento micelial del hongo

con el carbono total disponible en el medio de cultivo (Holler amp Brooks 1980) El

raacutepido crecimiento del hongo en medios pobres sobre todo cuando no se antildeade

ninguna fuente de carbono puede ser causado por la expansioacuten de su micelio como

estrategia para evitar la inanicioacuten (Levasseur et al 2014) Levasseur y

colaboradores (2014) sugieren que un alto contenido de lignina en el medio de

cultivo inhibe el crecimiento de P cinnabarinus en condiciones de cultivo en donde

la lignina es la uacutenica fuente de carbono disponible

233 Incubacioacuten

La mayoriacutea de estudios de estimacioacuten de la velocidad de crecimiento micelial

se realizan midiendo el diaacutemetro del micelio del hongo en las placas de petri sin

embargo el crecimiento tambieacuten se relaciona con la densidad de micelio en el

medio (Royse 1997)

FuQuan y QiJin (2008) estudiaron el crecimiento de Pcinnabarinus por FES en

bolsas con 075 kg de salvado de trigo y aserriacuten suplementado con sacarosa y

CaCO3 a una temperatura de crecimiento de 25 a 30 ordmC un pH 70 y una humedad

32

del sustrato del 60 al 65 logroacute una colonizacioacuten completa del micelio despueacutes

de los 26 a los 30 diacuteas y la obtencioacuten de carpoacuteforos transcurridos 32 diacuteas despueacutes

de la aparicioacuten de los primordios

Holler y Brooks (1980) estudiaron el crecimiento del micelio de P cinnabarinus

por FEL utilizando extracto de malta suplementado con NaNO3 K2HPO4

MgSO47H2O KCL y FeSO47H2O y sacarosa a partir de una suspensioacuten de

esporas y tacos de agar con micelio se cultivoacute a 28 ordmC por un intervalo de 4 diacuteas

El medio de levadura-extracto de almidoacuten mostroacute el mayor aumento de peso seco

del micelio (10638 mg) en comparacioacuten con el medio extracto de madera (0336

mg)

24 Produccioacuten de metabolitos

241 Cinnabarina

La produccioacuten de cinnabarina puede realizarse in vitro en medios soacutelidos y

liacutequidos o in vivo a partir de los basidiocarpos cuya obtencioacuten es maacutes faacutecil Las

mayores concentraciones de este pigmento se obtienen en Agar Papa Dextrosa

(PDA por sus siglas en ingleacutes) y Agar Extracto de Malta (MEA por sus siglas en

ingleacutes) mientras el mayor crecimiento micelial se obtiene en medios conformados

por los extractos de los materiales lignoceluloacutesicos de donde las cepas fueron

aisladas (Cruz Muntildeoz et al 2015b) Baumer y colaboradores (2008) indican que la

velocidad de crecimiento del hongo no implica necesariamente una mayor

produccioacuten de cinnabarina Investigaciones efectuadas por Acosta-Urdapilleta y

colaboradores (2010) sugieren que el mejor sustrato para producir cinnabarina en

primordios de P sanguineus es el aserriacuten de pino seguido por el de encino y el de

cedro sin importar la cepa utilizada En dichos experimentos el contenido promedio

del cinnabarina en cajas de petri fue de 6-9 mg g de micelio mientras en primordios

del hongo fue de 56 mgg de micelio y en cuerpos fructiacuteferos bien desarrollados de

68 mgg de carpoacuteforo La ventaja de usar basidiocarpos en vez de primordios para

la extraccioacuten de cinnabarina es la posibilidad de realizar hasta dos o maacutes cosechas

del hongo lo que requiere de 242 a 356 diacuteas Sin embargo el cultivo en caja de

petri permite obtener cinnabarina mucho maacutes raacutepido entre 7 a 15 diacuteas con una

33

mayor actividad antioxidante (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez M

Adame amp col 2010) Hay que evaluar la situacioacuten si la cinnabarina es requerida

para investigaciones conviene producir el hongo en cajas de petri pero si es

requerida para uso industrial conviene maacutes producir primordios o cuerpos

fructiacuteferos

242 Vainillina

El hongo P cinnabarinus fue cultivado por Falconnier y colaboradores (1994)

utilizando un medio que conteniacutea maltosa como fuente de carbono tartrato de

diamonio como fuente de nitroacutegeno y suplementos como KH2PO4 CaCl2 MgSO4

y extracto de levadura obteniendo una concentracioacuten en el medio de cultivo de 64

mgL de vainillina En comparacioacuten Oddou y colaboradores (1999) demostraron

que este hongo basidiomiceto presenta una mayor produccioacuten de vainillina (760

mgL) usando una mezcla compuesta por fosfoliacutepidos y glucosa obteniendo

ademaacutes una gran densidad de biomasa fuacutengica El proceso fermentativo se llevoacute a

cabo en un biorreactor agitado a una velocidad de 120 rpm con un flujo de aire de

093 vvm (voluacutemenes de aire unidad de volumen de medio por minuto) al principio

del proceso fermentativo y 028 vvm posterior a los tres diacuteas manteniendo una

temperatura constante de 30 ordmC Lo anterior respalda lo dicho por Leŝtan y

colaboradores (1990) quienes demostraron que la combinacioacuten de liacutepidos y glucosa

induce el crecimiento del micelio de algunos basidiomicetos (Ander et al 1983)

243 Enzimas ligninoliacuteticas

Zimbardi y colaboradores(2016) indicaron que las fuentes de nitroacutegeno maacutes

efectivas para la produccioacuten de lacasas de P sanguineus por FES son en orden

descendente NH4Cl peptona extracto de malta caseiacutena urea extracto de

levadura asparagina KNO3 NH4NO3 (NH4)2SO4 NaNO3 Siendo la mejor fuente

de carbono para la produccioacuten de lacasa el salvado de trigo Mariacutea Eugenia Eugenio

Carbajo Martiacuten Gonzaacutelez y Villar (2009) concluyeron que la produccioacuten de lacasa

34

por hongos no soacutelo depende de las fuentes de carbono y nitroacutegeno sino tambieacuten de

la concentracioacuten de nitroacutegeno del medio de cultivo

La obtencioacuten de celulasa a partir de este hongo fue estudiada por Onofre Santos

Kagimura y Mattiello (2015) quienes reportaron que P sanguineus fue cultivado

en bagazo de cantildea enriquecido con carboximetilcelulosa glucosa NaNO3

KH2PO4 MgSO4 KCl FeSO47H2O ZnSO4 y urea a una temperatura de 30 degC y

pH 55 presentando una actividad enzimaacutetica de la celulasa de 1632 plusmn 265 Umiddotgmiddot-

La tabla 13 y 14 especifican las condiciones de cultivo para la produccioacuten de lacasa

por Pycnoporus spp y sus respectivos rendimientos

244 Inductores

La adicioacuten de inductores enzimaacuteticos constituye una estrategia para aumentar la

produccioacuten de compuestos metaboacutelicos mediante la optimizacioacuten de las

condiciones de cultivo (Schliephake et al 1993)

Seguacuten Lomascolo y colaboradores (2003) la produccioacuten de lacasa fuacutengica es

influenciada por la presencia de inductores que regulan la siacutentesis de la enzima a

nivel transcripcional empero el efecto de cada compuesto y la concentracioacuten

oacuteptima para la produccioacuten de lacasa variacutea seguacuten las diferentes cepas fuacutengicas

Compuestos fenoacutelicos como como 25-xilidina se adicionan al medio de cultivo

para incrementar la produccioacuten de lacasa (Schliephake y col 1993) tambieacuten se

reporta el uso de aacutecido feruacutelico (Levasseur et al 2014 Lomascolo y col 2003)

etanol (Eggert et al 1996) alcohol veratriacutelico e iones Cu2+ Estos dos uacuteltimos son

los inductores maacutes comunes de actividad lacasa su efecto en la produccioacuten

enzimaacutetica por FEL ha sido maacutes estudiada que por FES (Piscitelli et al 2011

Rivera-Hoyos et al 2013) Por su parte el etanol a pesar de tener un efecto

inhibidor inicial en el crecimiento del micelio es un fuerte inductor de la expresioacuten

de lacasa en P cinnabarinus permitiendo obtener altos rendimientos Meza y

colaboradores (2003) estudiaron el efecto del etanol en la produccioacuten de lacasas de

P cinnabarinus en bagazo de cantildea de azuacutecar y encontraron que la adicioacuten de etanol

al inicio de la fermentacioacuten incrementa raacutepidamente la actividad enzimaacutetica 215

veces maacutes que el sustrato que no conteniacutea etanol alcanzando niveles maacuteximos de

35

129 UmiddotL-1 despueacutes de 15 diacuteas los cuales se mantienen constantes hasta la final de

la fermentacioacuten Por otro lado el alcohol veratriacutelico estimula la produccioacuten de

peroxidasas totales (Piscitelli et al 2011) mientras los compuestos que aportan

iones de manganeso como MnSO4 son especiacuteficos para manganeso peroxidasa

(MnP) (Pezzella Guarino amp Piscitelli 2015)Las tablas 23 y 24 muestran la

influencia de algunas sustancias inductoras en la produccioacuten de lacasa fuacutengica a

traveacutes de procesos FEL y FES respectivamente

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL

EspecieCepa Inductor Actividad

enzimaacutetica

Condiciones

fermentacioacuten Referencia

P sanguineus Sin inductor 5 117 U L-1 pH 50 28 ordmC

150 rpm

(Lu y col 2007a)

25-xilidina 1 368 U L-1 pH 45 25 ordmC

125 rpm

(S Pointing Jones y

Vrijmoed 2000)

sacarosa-

asparagina

820 000 U L-1 28ordmC 200 rpm (Mariacutea Eugenia

Eugenio y col 2009)

P cinnabarinus 25-xilidina 9 600 U L-1 pH 45 30 ordmC 60

rpm

(Eggert y col 1996)

aacutecido feruacutelico 29 000 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Herpoeumll y col

2000a)

etanol 266 600 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Lomascolo y col

2003)

Los valores con unidades en rpm hacen referencia a la velocidad de agitacioacuten en

el biorreactor

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P sanguineus Hojas de palma de

aceite urea

CaCO3

466 U gmiddot-1 Humedad 75-85

25 ordmC densidad

del inoculo 30

(Vikineswary y

col 2006)

Mazorca de maiacutez

CuSO4 NH4Cl

1386 U g-1 Humedad 41 mL

g-1 sustrato 26 ordmC

(Zimbardi y col

2016)

36

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P

cinnabarinus

Bagazo de cantildea

alcohol veratriacutelico

850 U middotgmiddot-1 Humedad 70

25 ordmC

(Meza Auria

Lomascolo

Sigoillot y

Casalot 2007)

Bagazo de cantildea

etanol gaseoso

900 U middotgmiddot-1 24 ordmC Flujo

suministro etanol

40 mL min-1

(Meza

Lomascolo

Casalot Sigoillot

y Auria 2005)

Duarte Tiba Santiago Garcia y Bara (2012) estudiaron el efecto de distintos

compuestos inductores en la produccioacuten de tirosinasa por P sanguineus en

condiciones de luminosidad como estrategia para disminuir la produccioacuten de lacasa

(la cual aumenta en la oscuridad) demostrando que sustancias como aacutecido de sodio

aacutecido salicilhidroxaacutemico y feniltiourea poseiacutean una actividad inhibitoria mientras

que L-tirosina fue el mejor inductor para la produccioacuten de esta enzima seguido de

L-dopa (L-dihidroxifenilalanina 34) aacutecido cafeico (aacutecido 34 dihidroxicinaacutemico)

aacutecido 2-(4-Hydroxyphenyl) propanoico y guayacol

25 Importancia industrial

En el anexo 4 se resumen los principales metabolitos producidos por Pycnoporus

spp y su uso

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos

Los hongos de pudricioacuten blanca pueden degradar compuestos de estructura

polifenoacutelica semejante a la lignina como los compuestos xenobioacuteticos gracias a la

accioacuten de enzimas extracelulares ligninoliacuteticas producidas por estas especies que

actuacutean despolimerizando unidades no repetitivas de fenilpropanoide ligadas por

varios enlaces carbono-carbono (S B Pointing 2001 Swamy y Ramsay 1999)

Compuestos xenobioacuteticos como los colorantes industriales constituyen

37

contaminantes persistentes debido a su origen sinteacutetico por lo que pueden daacutersele

a las lacasas de Pycnoporus spp aplicaciones en biorremediacioacuten (Bumpus y Aust

1987) Schliephake y colaboradores (1993) realizaron ensayos exitosos de

decoloracioacuten de efluentes textiles (con contenido de colorantes sinteacuteticos) dentro de

un biorreactor de lecho empaquetado inmovilizando el hongo P cinnabarinus en

una membrana de nylon para que produjera lacasas demostrando la capacidad del

hongo para tolerar residuos potencialmente toacutexicos y degradarlos

252 Control bioloacutegico

El uso de hongos antagonistas ha demostrado ser una eficiente opcioacuten para el

control bioloacutegico de fitopatoacutegenos causantes de diversas enfermedades en cultivos

vegetales (Fernaacutendez-Larrea 2001 Infante Martiacutenez Gonzaacutelez amp Reyes 2009)

Estudios realizados en P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a

Mycena citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de

cafeacute causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum

Jaramillo 2012) Viecelli y Stangarlin (2010) obtuvieron resultados similares

contra Pseudocercospora griseola causante de la enfermedad ldquomancha angularrdquo en

cultivos de friacutejol tras rociar la superficie de las hojas de la planta con el extracto

acuoso obtenido del micelio de P sanguineus

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico

Algunas especies de hongos de la familia Polyporaceae producen pigmentos

rojos o anaranjados derivados de aacutecidos polipoacutericos y terpenilquinones los cuales

son causales de la coloracioacuten naranja de los hongos Pycnoporus spp (Veliacutešek y

Cejpek 2011) Los principales compuestos producidos por P sanguineus son

poliporin cinnabarina aacutecido cinabariacutenico y tramesanguina (Henrique Rosa et al

2003) A Smacircnia y colaboradores (1995) demostraron que la cinnabarina tiene

propiedades antibacterianas (Gocenoglu amp Pazarlioglu 2014) capaces de inhibir el

crecimiento de bacterias como Escherichia coli Klebsiella pneumoniae

38

Pseudomonas aeruginosa Salmonella typhi Staphylococcus aureus y miembros

del geacutenero Streptococcus siendo maacutes efectiva para el control de cocos

grampositivos que de bacilos Gram-negativos (E de F A Smacircnia et al 1998)

Ensayos utilizando P sanguineus evidenciaron la efectividad del ergosterol-58-

endoperoacutexido producido contra amastigotes de Leishmania (Viannia) panamensis

(Correa et al 2005)

Es necesario saber que los metabolitos secundarios producidos por esta especie

presentan un gran potencial antioxidante y que su eficiencia de produccioacuten no

necesariamente estaacute relacionada con la velocidad de crecimiento micelial (Borderes

et al 2011a)

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios

El aacutecido feruacutelico es un producto de la degradacioacuten de la lignina por hongos de

podredumbre blanca (Kirk 1971) Falconnier y colaboradores (1994) demostraron

el aacutecido feruacutelico de P cinnabarinus se puede biotransformar en vainillina y alcohol

vainiacutellico a traveacutes de una viacutea reductora o formar metoxihidroquinona a traveacutes de la

descarboxilacioacuten oxidativa La vainillina es una moleacutecula de alto valor comercial

aislada comuacutenmente de vainas de vainilla responsable del aroma y sabor de la

vainilla (Cid-Perez 2011) La demanda actual de alimentos producidos de forma

natural ha estimulado la buacutesqueda de medios alternativos de produccioacuten de

vainillina convirtiendo a los hongos del geacutenero Pycnoporus spp en una excelente

opcioacuten para la obtencioacuten de este aditivo alimentario (Falconnier et al 1994)

26 Marco legal

Seguacuten la Organizacioacuten de los Estados Ibero-americanos (OEI) los cambios y la

destruccioacuten de sus haacutebitats la contaminacioacuten ambiental la inadecuada poliacutetica

forestal la recoleccioacuten de cuerpos fructiacuteferos y la fragmentacioacuten de los ecosistemas

son las pesadillas de los hongos En las uacuteltimas deacutecadas han sufrido un descenso

laquocualitativo y cuantitativoraquo Por su laquopapel crucial en el funcionamiento de los

ecosistemasraquo y consciente de que las setas se han omitido en los programas de

39

conservacioacuten un grupo de micoacutelogos decidioacute realizar en 2003 la primera laquoLista

Roja preliminar de hongos en la Peniacutensula Ibeacutericaraquo que comprende hasta 67

taxones (subdivisiones de una especie) de hongos amenazados Es necesario hacer

una ley que tenga en cuenta los intereses de todos de los recolectores

acostumbrados a tomar sus setas y de la administracioacuten y comunidades autoacutenomas

que deben velar por la conservacioacuten de su patrimonio natural

Legislacioacuten internacional los seres humanos han dependido de la biodiversidad

y especiacuteficamente de los recursos geneacuteticos para producir innovar mejorar y

adaptarla a sus necesidades particulares Antes de la vigencia del Convenio sobre

la Diversidad Bioloacutegica (CDB) el acceso a los recursos geneacuteticos era libre

Normalmente las uacutenicas barreras para el acceso a estos recursos eran las distancias

y las fronteras geograacuteficas el desconocimiento de su existencia su poca adaptacioacuten

a otros ecosistemas su limitada aceptacioacuten o la falta de la verificacioacuten de su utilidad

por parte de otras culturas (Estrella Manosalvas Mariaca Ribadeneira 2005)

En el Convenio sobre diversidad bioloacutegica se define a los recursos geneacuteticos

como ldquomaterial geneacutetico de valor real o potencialrdquo y el material geneacutetico como

ldquotodo material de origen vegetal animal microbiano o de otra iacutendole que contenga

unidades funcionales de la herenciardquo

El principal objetivo de la Federacioacuten Internacional de Colecciones de Cultivo

(WFCC) la cual es un conjunto de comiteacutes comisiones y federaciones (COMCOF)

de la Unioacuten Internacional de Sociedades Microbiologiacutea (IUMS) Unioacuten

Internacional de Ciencias Bioloacutegicas (IUBS) es la promocioacuten y desarrollo de

cultivos de microorganismos y liacuteneas celulares La coleccioacuten de cultivos se debe

realizar de forma segura y de conformidad con las diferentes legislaciones y

regulaciones que controlan este tema en el proceso de aislamiento manipulacioacuten

almacenamiento y distribucioacuten de microrganismo y cultivos celulares hay muchas

etapas en las que se requiere conformidad con la ley regulaciones o convenciones

internacionales una coleccioacuten de cultivos deberiacutea tener conformidad en

Requerimientos en salud y seguridad

40

Clasificacioacuten de los microorganismos en funcioacuten de su riesgo

Regulaciones de cuarentena

Derechos de propiedad intelectual

Convencioacuten sobre diversidad bioloacutegica Informacioacuten segura suministrada al receptor

de los microorganismos

Regulaciones gubernamentales sobre el enviacuteo de cultivos

Control en la distribucioacuten de organismos peligrosos

Tratado de Budapest (para los depoacutesitos de patentes) (WFCC 2010)

Legislacioacuten nacional

Que los artiacuteculos 14 74 275 276 387 388 de la Constitucioacuten de la Repuacuteblica

reconoce el derecho de la poblacioacuten a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente

equilibrado que garantice la sostenibilidad y el buen vivir Declara de intereacutes

puacuteblico la preservacioacuten del ambiente la conservacioacuten de los ecosistemas la

biodiversidad y la integridad del patrimonio geneacutetico del paiacutes la prevencioacuten del

dantildeo ambiental y la recuperacioacuten de los espacios naturales degradados

(Constitucioacuten poliacutetica de la repuacuteblica del Ecuador)

Que el Art 86 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declara de intereacutes

puacuteblico a la conservacioacuten de los ecosistemas la biodiversidad y el patrimonio

geneacutetico del paiacutes a la recuperacioacuten de espacios naturales degradados al

establecimiento de un Sistema Nacional de Aacutereas Naturales Protegidas que

garanticen la conservacioacuten de la biodiversidad y el mantenimiento de los servicios

ecoloacutegicos

Que los Arts 89 242 y 248 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declaran

respectivamente que el Estado tomaraacute medidas orientadas a regular bajo estrictas

normas de bioseguridad la propagacioacuten en el medio ambiente la experimentacioacuten

el uso la comercializacioacuten y la importacioacuten de organismos geneacuteticamente

modificados que la organizacioacuten y funcionamiento de la economiacutea responderaacute

41

entre otros principios al de sustentabilidad y ratifica el derecho soberano del

Estado sobre la biodiversidad promoviendo su conservacioacuten y utilizacioacuten

sustentable con la participacioacuten de las poblaciones involucradas y de conformidad

con los convenios y tratados internacionales Que el Ecuador suscribioacute y ratificoacute el

Convenio sobre la Diversidad Bioloacutegica seguacuten consta en los Registros Oficiales

No 109 del 18 de enero de 1993 y el 146 del 16 de marzo de 1993 El cual regula

la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de la biodiversidad y sus componentes y

establece la participacioacuten justa y equitativa en los beneficios que se deriven de la

utilizacioacuten de los recursos geneacuteticos asociados reconociendo el derecho soberano

que ejercen los Estados sobre sus recursos bioloacutegicos Que el Estado ha suscrito y

ratificado varios Convenios Internacionales relacionados con la conservacioacuten de la

biodiversidad tales como la Convencioacuten sobre Humedales de Importancia

Internacional especialmente como Haacutebitat de Aves Acuaacuteticas o Convencioacuten de

Ramsar la Convencioacuten para la Proteccioacuten del Patrimonio Mundial Cultural y

Natural la Convencioacuten sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas

de Flora y Fauna Silvestres (CITES) Convenio Marco de Cambio Climaacutetico el

Tratado de Cooperacioacuten Amazoacutenica entre los maacutes relevantes Que estaacuten vigentes

en el Ecuador normas de aplicacioacuten regional de la Comunidad Andina de manera

especial las Decisiones de la Comisioacuten del Acuerdo de Cartagena Nos 344 345

391 y 486 relativas a la Propiedad Industrial la proteccioacuten a los Derechos de los

Obtentores de Variedades Vegetales y al Acceso a los Recursos Geneacuteticos Que la

biodiversidad constituye la base del capital natural del paiacutes capaz de proporcionar

un flujo constante de bienes y servicios cuya conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable

permitan satisfacer las necesidades humanas de consumo y produccioacuten y

garanticen el sustento de la vida Que la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de

la biodiversidad son de intereacutes nacional por su importancia econoacutemica ecoloacutegica

geneacutetica social cultural cientiacutefica educativa recreativa y esteacutetica y por lo tanto

tiene un valor estrateacutegico para el desarrollo sustentable presente y futuro del

Ecuador Que siendo el Ecuador uno de los paiacuteses de mayor biodiversidad del

mundo catalogado como mega diverso constituye una prioridad para el paiacutes

proteger su riqueza bioloacutegica y cultural asociada para las generaciones presentes y

futuras ante la preocupante y considerable reduccioacuten y peacuterdida de la biodiversidad

42

como consecuencia de determinadas actividades humanas en el paiacutes Que es

indispensable expedir normas que rijan la conservacioacuten y uso sustentable de la

biodiversidad (Ley para la conservacioacuten y uso sustentable de la biodiversidad

1993)

CAPIacuteTULO VIII De la Investigacioacuten y Capacitacioacuten Forestales

Art 50- El Ministerio del Ambiente promoveraacute realizaraacute y coordinaraacute la

investigacioacuten relativa a la conservacioacuten administracioacuten uso y desarrollo de los

recursos forestales y de las aacutereas naturales del patrimonio forestal

Art 51- Para el cumplimiento de las actividades previstas en el artiacuteculo anterior

al Ministerio del Ambiente le corresponde

a) Crear centros de investigacioacuten sobre especies forestales nativas y exoacuteticas de

fauna y flora silvestres

b) Suscribir convenios relativos a la investigacioacuten capacitacioacuten y educacioacuten

forestales

c) Ejecutar programas de capacitacioacuten y adiestramiento en conservacioacuten

administracioacuten y desarrollo de recursos forestales y aacutereas naturales de patrimonio

del Estado

d) Establecer en coordinacioacuten con el Ministerio de Educacioacuten y Cultura y otras

entidades del sector puacuteblico programas de educacioacuten y divulgacioacuten relativas a los

aspectos mencionados en el literal anterior

e) Organizar cursos de capacitacioacuten forestal y de conservacioacuten conjuntamente

con el Servicio Ecuatoriano de Capacitacioacuten Profesional -SECAP- y otras entidades

y dependencias del sector puacuteblico o privado

f) Las demaacutes que le asignen esta Ley y los reglamentos (Ley forestal y

conservacioacuten de aacutereas 2004)

Toda esta riqueza biodiversa en el Ecuador corre gran peligro de que por falta

de una legislacioacuten que lo proteja sea amenazada por el intereacutes de convertir no en

43

elementos vitales para el Sumak Kawsay sino que apetecido por sus componentes

convertirlos en mercanciacuteas y llevarlos al mercado globalizado De hecho parte de

la destruccioacuten y desaparicioacuten de especies ha sido por falta de una legislacioacuten

responsable y soberana para la proteccioacuten de la biodiversidad asiacute como la

responsabilidad de los gobiernos de turno que no han visto a estos seres vivos como

titulares de derecho (Ley orgaacutenica de la biodiversidad 2011)

El Coacutedigo Orgaacutenico del Ambiente (COA) manifiesta en el Titulo III DE LOS

DERECHOS DEBERES Y PRINCIPIOS AMBIENTALES art5 derecho de la

poblacioacuten a vivir en un ambiente sano

El derecho a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente equilibrado

comprende

1- La conservacioacuten manejo sostenible y recuperacioacuten del patrimonio natural la

biodiversidad y todos sus componentes con respeto a los derechos de la naturaleza

y a los derechos colectivos de las comunas comunidades pueblos y nacionalidades

2- El manejo sostenible de los ecosistemas con especial atencioacuten a los

ecosistemas fraacutegiles y amenazados tales como paramos humedales bosques

nublados bosques tropicales secos y huacutemedos manglares y ecosistemas marinos y

marinos-costeros

3- La intangibilidad del Sistema Nacional de Aacutereas Protegidas en los teacuterminos

establecidos en la constitucioacuten y la Ley

4- La conservacioacuten preservacioacuten y recuperacioacuten de los recursos hiacutedricos

cuencas hidrograacuteficas y caudales ecoloacutegicos asociados al ciclo hidroloacutegico

5- La conservacioacuten y uso sostenible del suelo que prevenga la erosioacuten la

degradacioacuten la desertificacioacuten y permita su restauracioacuten

6- La prevencioacuten control y reparacioacuten integral de los dantildeos ambientales

7- La obligacioacuten de toda obra proyecto o actividad en todas sus fases de

sujetarse al procedimiento de evaluacioacuten de impacto ambiental

44

8- El desarrollo y uso de praacutecticas y tecnologiacuteas ambientalmente limpias y

sanas asiacute como de energiacuteas alternativas no contaminantes renovables

diversificadas y de bajo impacto ambiental

9- El uso experimentacioacuten y el desarrollo de la biotecnologiacutea y la

comercializacioacuten de sus productos bajo estrictas normas de bioseguridad con

sujecioacuten a las prohibiciones establecidas en la Constitucioacuten y demaacutes normativa

vigente

Los principios ambientales deberaacuten ser reconocidos e incorporados en toda

manifestacioacuten de la administracioacuten puacuteblica asiacute como en las providencias judiciales

estos principios son

Responsabilidad integral - Responsabilidad de quien promueve una

actividad que genere o pueda generar impacto sobre el ambiente

Mejor tecnologiacutea disponible y mejores praacutecticas ambientales - El estado

deberaacute promover a los sectores puacuteblicos y privados el desarrollo y uso de

tecnologiacuteas ambientalmente limpias y de energiacutea alternativa no

contaminantes y de bajo impacto que minimicen en todas las fases de una

actividad productiva

TIacuteTULO I DE LA CONSERVACIOacuteN DE LA BIODIVERSIDAD

Articulo 31- La conservacioacuten de la biodiversidad se realizaraacute in situ o ex situ

en funcioacuten de sus caracteriacutesticas ecoloacutegicas niveles de endemismo categoriacutea de

especies amenazadas de extincioacuten para salvaguardar el patrimonio bioloacutegico de la

erosioacuten geneacutetica

Articulo 32- Se promoveraacuten y regularaacuten las investigaciones cientiacuteficas in situ

y ex situ que comprendan actividades de extraccioacuten coleccioacuten recoleccioacuten

importacioacuten movilizacioacuten transportacioacuten exportacioacuten y disposicioacuten temporal o

final de especies de vida silvestre

Articulo 33- La biodiversidad terrestre insular marina y dulceacuiacutecola seraacute

conservada in situ Se procuraraacute el uso sostenible de sus componentes de forma tal

45

que no se ocasione su disminucioacuten a largo plazo para mantener su potencial de

satisfacer las necesidades de las generaciones presentes y futuras

Articulo 35- Para la proteccioacuten de la vida silvestre se establecen las siguientes

condiciones a las personas naturales y juriacutedicas

1 Conservar las especies de vida silvestre en su habitad natural prohibiendo

su extraccioacuten salvo las consideraciones para investigacioacuten repoblacioacuten de

especies con cualquier tipo de amenaza y las establecidas en este coacutedigo

2 Reconocer el uso tradicional y el aprovechamiento de las especies de vida

silvestre por motivos de subsistencia o por praacutecticas culturales medicinales

3 Promover investigaciones sobre vida silvestre para difundir el

bioconocimiento dentro del territorio nacional

Articulo 66- Son medios de conservacioacuten de especies de vida silvestre los que

se detallan a continuacioacuten

Viveros

Jardines botaacutenicos

Zooloacutegicos

Centros de criacutea y reproduccioacuten sostenible

Centros de rescate y rehabilitacioacuten

Bancos de germoplasma

Acuarios

TIacuteTULO IV RECURSOS GENEacuteTICOS Y SUS DERIVADOS

BIOSEGURIDAD BIOCOMERCIO

Artiacuteculo 72- Los derechos otorgados sobre los recursos bioloacutegicos no conceden

derecho alguno sobre los recursos geneacuteticos o sus derivados no sobre los

conocimientos colectivos asociados a estos Las investigaciones realizadas sobre

los recursos geneacuteticos deberaacuten ser sistematizadas y ser recopiladas por el Instituto

Nacional de Biodiversidad

Artiacuteculo 75- Las normas de bioseguridad regularaacuten los productos de la

biotecnologiacutea moderna con el objeto de contribuir a la conservacioacuten y el uso

46

sostenible de la biodiversidad y garantizar los derechos de la salud humana y el

ambiente

Articulo 80- La Autoridad Ambiental Nacional regularaacute el biocomercio para

lo cual deberaacute considerar los objetivos de la conservacioacuten de la biodiversidad la

sostenibilidad social econoacutemica y ambiental asiacute como la distribucioacuten justa de los

beneficios de conformidad con las disposiciones de este coacutedigo

En los uacuteltimos antildeos se ha observado la accioacuten paralela de numerosas

organizaciones gubernamentales y no gubernamentales universidades

comunidades e individuos que han desplegado acciones en favor de la

biodiversidad del rescate de los conocimientos praacutecticas e innovaciones

relacionados a eacutesta y de la documentacioacuten o desarrollo de meacutetodos para la

conservacioacuten y utilizacioacuten sostenible de estos recursos entre otras acciones

El lograr la conservacioacuten y uso sostenible de la biodiversidad implica lograr

beneficios para el ser humano sin agotar el recurso y asegurar las posibilidades de

aprovechamiento de la biodiversidad para las proacuteximas generaciones En este

sentido la biodiversidad puede conservarse mediante dos estrategias

bull La estrategia de conservacioacuten in situ

bull La estrategia de conservacioacuten ex situ (Estrella amp col 2005)

47

3 MARCO METODOLOacuteGICO

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa

Pycnoporus spp

El objetivo de este experimento es aislar identificar y caracterizar la cepa nativa

ecuatoriana del hongo Pycnoporus spp

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de Pycnoporus sanguineus

48

311 Materiales y meacutetodos

El trabajo experimental se realizoacute en el laboratorio de Biotecnologiacutea Fuacutengica del

Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente (CEBA) en convenio con el

Ingenio Azucarero del Norte (IANCEM) localizado en la Ciudad de Ibarra a 2241

msnm (UTM WGS84 17 N 816705 Este 36766 Norte) con una temperatura

promedio de 18 degC

3111 Aislamiento

La muestra de hongo Pycnoporus spp se recolectoacute de un bosque de la ciudad de

Tena a una altitud de 543 msnm UTM WGS84 18N 186566 Este 9891710 Norte

la misma se encontroacute creciendo naturalmente en troncos de la madera piguumle

(Pollalesta discolor) en proceso de descomposicioacuten

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus

49

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de Pollalesta discolor

Para la presente investigacioacuten la reproduccioacuten celular se realizoacute tanto por medio

de tejido como por esporas en un medio rico en Agar Papa Dextrosa (PDA) y Agar

extracto de Malta (MEA) siguiendo la teacutecnica descrita por Pineda (2014) se

preparoacute el medio con agua destilada y se esterilizoacute por 15 minutos en autoclave a

15 PSI y 121 degC El medio esteacuteril se sirvioacute en caja petri y se procedioacute a inocular

con tejido y espora de la especie seleccionada (Pineda 2014) Las muestras

inoculadas se incubaron a 22 degC y se observoacute el crecimiento del hongo durante seis

diacuteas

3112 Identificacioacuten

La identificacioacuten fue realizada por el laboratorio especializado IDgen-

Identificacioacuten Molecular localizado en la ciudad de Quito Para ello se usoacute dos

muestras de cepas puras de la especie Pycnoporus previamente aisladas con coacutedigo

CEBA-T-PS-010116 son cultivos axeacutenicos de hongos creciendo en agar

Se realizoacute la identificacioacuten molecular de microorganismos (Extraccioacuten de ADN

Amplificacioacuten de barcode secuenciacioacuten estaacutendar ensamblaje de productos de

50

PCR y buacutesqueda en base de datos) El meacutetodo de determinacioacuten se realizoacute por

identificacioacuten molecular por barcoding

Los procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR se

describen en el detalle de protocolos (anexo 1) Los productos de PCR fueron

depurados previo a su secuenciacioacuten El producto de amplificacioacuten limpio y los

primeros ITS1 ITS4 ITS5 EF1-983F EF1-2218R fueron utilizados para la

secuenciacioacuten con el meacutetodo SANGER Se limpiaron y ensamblaron las secuencias

obtenidas con el programa bioinformaacutetico GENEIOUS y se compararon las

secuencias ensambladas con la base de datos de nucleoacutetidos de GenBank

3113 Caracterizacioacuten

La caracterizacioacuten del Pycnoporus sanguineus estudiada se realizoacute a traveacutes del

anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico el cual se realizoacute en el laboratorio del INIAP

localizado en la ciudad de Quito Se realizoacute un anaacutelisis proximal macro y micro

elementos siguiendo las normas y meacutetodos de la institucioacuten

312 Resultados y discusioacuten

3121 Aislamiento

En la figura 34 se presenta los cuerpos fructiacuteferos de los hongos Pycnoporus

sanguineus que se recolectaron en la ciudad del Tena Ecuador los mismos que se

almacenaron en bolsa de polietileno y se llevaron al laboratorio

51

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno

En la figura 35 se presenta el proceso de preparacioacuten del medio de cultivo para la

especie nativa

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA

52

En la figura 36 y 37 se presenta el procedimiento para la obtencioacuten de esporas

tejido e inoculacioacuten de la especie nativa de Pycnoporus spp

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo

En la figura 38 se presenta el cultivo de Pycnoporus spp creciendo en un medio

rico luego de 6 diacuteas de incubacioacuten a 22 degC el mismo que se procedioacute a su

purificacioacuten por la teacutecnica de repique hasta lograr una cepa pura la cual fue

53

codificada como CEBA-T-PS-010116 y almacenada en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos del CEBA

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus sanguineus

(Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et al 2015a E de F A Smacircnia Smacircnia Juacutenior

amp Loguercio-Leite 1998 Vikineswary et al 2006) coinciden con la teacutecnica

utilizada en la presente investigacioacuten (Pineda 2014) realizar el aislamiento en un

medio de cultivo Agar Papa Dextrosa mientras (Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et

al 2015a) utilizaron como medio de cultivo Agar Harina Integral de Trigo asiacute como

(Acosta et al2010 Atteke y col 2013 Cruz Muntildeoz et al 2015a Machuca amp

Ferraz 2001 Schliephake et al 1993 Uzan et al 2010) manifiestan utilizar como

medio de cultivo Agar Extracto de Malta a esto antildeade (Cruz Muntildeoz et al 2015)

utilizar como medio de cultivo medios afines al material vegetal de donde se

recolectoacute y (Boumlse 1946) utiliza Medio Czapek-Dox con sulfato de manganeso

algunas veces adicionado con extracto de semillas de guisantes o salvado de trigo

Seguacuten (Cruz Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll et al2000b Schliephakeet al 1993)

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura

54

3122 Identificacioacuten

El ADN de cada una de las muestras fue extraiacutedo y con el fin de identificar la

calidad de la extraccioacuten se realizoacute una electroforesis Las extracciones de ADN

genoacutemico obtenidos evidencian una calidad alta y una concentracioacuten superior a 400

ng de ADN por cada 8 ul de extracto Se utilizoacute las extracciones de ADN

pertenecientes a las muestras para la amplificacioacuten del fragmento ITS Se puede

evidenciar que no existen productos de amplificacioacuten para las muestras por lo que

para estas se decidioacute amplificar un fragmento del factor de elongacioacuten 1 alfa (EF1a)

Adicionalmente se diluyeron las muestras hasta una concentracioacuten de 30nguL

para descartar procesos inhibitorios de la PCR debido a una elevada concentracioacuten

de ADN previo a su utilizacioacuten en el ensamblaje de la PCR

Se determina que la cepa nativa estudiada codificada como CEBA-T-PS-

010116 corresponde a la especie Trametes sanguinea en la longitud 652 949

de calidad y 99 de identidad en el fragmento ITS

En el meacutetodo utilizado para la identificacioacuten coincido con (Cruz Muntildeoz y col

2015) el cual manifiesta La identificacioacuten se realizoacute a nivel molecular para lo cual

se enviaron dos muestras de colonias puras (punta de hifa) al laboratorio de la

Estacioacuten Nacional de Epidemiologiacutea Cuarentena y Saneamiento Vegetal en

Quereacutetaro Quereacutetaro para la extraccioacuten del ADN ribosomal y su amplificacioacuten

secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes del Centro

Nacional para la Informacioacuten Biotecnoloacutegica (NCBI EEUU)

De acuerdo con la base de datos Catalogue of Life la especie estudiada se

clasifica

Filo Basidiomicota

Clase Agaricomicetes

Orden Polyporales

Familia Polyporaceae

Geacutenero Pycnoporus

Especie sanguineus

55

Los sinoacutenimos para Pycnoporus sanguineus (L) (Murrill 1904) (nombre

vaacutelido) son Trametes sanguinea (L) (Lloyd 1924) Trametes sanguinea var

intermedia (Corner 1989) Trametes sanguinea var major (Corner 1989)

Trametes sanguinea var sanguinea (L) (Lloyd 1924) determinaacutendose que la

especie nativa ecuatoriana pertenece a la especie Pycnoporus sanguineus(Roskov

Y 2016)

3123 Caracterizacioacuten

De los resultados obtenido para el anaacutelisis proximal por el laboratorio del INIAP

se determina que la cepa nativa de Pycnoporus sanguineus tiene una humedad

1112 cenizas 209 EE (Extracto eteacutereo) 089 proteiacutena 1372 fibra

3418 ELN (Extracto libre de nitroacutegenos) 4912 Para el anaacutelisis de minerales

macro elementos se determinoacute que contiene calcio 027 foacutesforo 035 magnesio

006 potasio 052 sodio 001 Para micro elementos cobre 3ppm hierro 136

ppm manganeso 54 ppm zinc 58 ppm En la literatura se encuentra los

metabolismos secundarios asiacute tenemos que (Atteke et al 2013) (Berrio et al 2007)

(Camarero et al 2004) (Camarero et al 2005 ME Eugenio et al 2010) (Lu et al

2007b Machuca amp Ferraz 2001) (Madhavi amp Lele 2009 Munusamy et al 2008

Ramiacuterez-Cavazos et al 2014) (Sigoillot et al 2002 2004) (Xu et al 2000)

manifiestan la produccioacuten de lacasa ademaacutes antildeade (Boumlse 1946 Henrique Rosa et

al 2003) la produccioacuten de poliporina (Achenbach amp Blumm 1991 Acosta et al

2010 Cruz Muntildeoz et al 2015ordf Dias amp Urban 2009 A Smacircnia et al 2003 E de

F A Smacircnia et al 1998) manifiestan la produccioacuten de Cinabarina fenoxacina otra

consideracioacuten la hace (Achenbach amp Blumm 1991) el cual manifiesta la

produccioacuten O-acetyl-cinabarina pero ninguno de los autores anteriormente

mencionados manifiesta la caracteriacutesticas quiacutemicas a nivel proximal y de minerales

de la especie

56

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es desarrollar un protocolo para la conservacioacuten

de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

321 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue aislada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego

se inocularon con la cepa nativa seleccionada y se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC

Los tubos colonizados fueron liofilizados en un equipo liofilizador de bandejas

marca VirTiswizard 20 a una temperatura de -40ordmC por 26 horas a una presioacuten de

57

vaciacuteo de 300 atm la cepa liofilizada fue depositada en el banco de recursos

geneacuteticos microbianos del CEBA (Pineda 2014) para su conservacioacuten

322 Resultados y discusioacuten

En la figura 310 se presenta el procedimiento para el cultivo de Pycnoporus

sanguineus en tubos se observa el crecimiento del micelio en los dos medios de

cultivo (MEA y PDA) a una temperatura de 22 ordmC durante 6 diacuteas

En la figura 311 y 312 se presenta el procedimiento para la liofilizacioacuten de las

muestras de Pycnoporus sanguineus como se observa se coloca los tubos de ensayo

con las cepas cultivadas en la bandeja y luego se carga el liofilizador el cual arranca

su operacioacuten con una temperatura de 15 ordmC disminuyendo la temperatura durante 8

horas hasta llegar -50 degC como se observa en la figura 311 disminuyendo 10 ordmC

cada hora durante 8 horas hasta llegar a ndash 50 ordmC luego empieza el proceso de secado

en el cual se aumenta la temperatura 10 ordmC durante 18 horas hasta llegar a 40 ordmC a

un presioacuten de vaciacuteo de menos 300 atm

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten

58

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus

En la figura 313 se presenta la muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

como se observa luego de 26 horas en el liofilizador las muestras estaacuten totalmente

deshidratadas y listas para el protocolo de conservacioacuten

59

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

Existen meacutetodos de conservacioacuten por liofilizacioacuten para otras especies en la cual

los autores solo recomiendan que es el mejor meacutetodo para conservacioacuten sin

embargo no se establece un procedimiento para realizar esta teacutecnica y mucho

menos se encontroacute informacioacuten sobre el proceso de liofilizacioacuten para la especie

Pycnoporus sanguineus en la presente investigacioacuten queda establecido el

procedimiento a seguir para conservar por esta teacutecnica la especie estudiada

Al conservar la especie a largo plazo se garantiza que por el deterioro o

destruccioacuten del ecosistema la especie no desaparezca aportando con la cepa nativa

en

Ambiental- el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de compuestos

recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su sistema

enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en aserraderos

(Kirk 1971) P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a Mycena

citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de cafeacute

causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum Jaramillo

2012)

60

Econoacutemico - La implementacioacuten de este proyecto a escala industrial generariacutea

ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa nativa

ecuatoriana Pycnoporus sanguineus

Social - Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial farmaceacuteutico

En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la sangre eliminar

verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas menopaacuteusicos y

del vientre

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es seleccionar el mejor medio de cultivo para la

produccioacuten de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus a partir de cepa

liofilizada

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de Pycnoporus sanguineus

331 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue liofilizada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

61

Disentildeo experimental la experimentacioacuten se planificoacute con un disentildeo

completamente al azar (DCA) con cinco reacuteplicas y completamente aleatorio El

factor de estudio fue el medio de cultivo con los niveles MEA y PDA como variable

de respuesta se establecioacute la velocidad de crecimiento lineal de la cepa del hongo

Los paraacutemetros de operacioacuten como la temperatura y la presioacuten se mantuvieron

contaste a 22degC y 101 325 Pa como factor de ruido se consideroacute el nivel de luz

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en cajas petri y luego se

inocularon con cepa nativa de Pycnoporus sanguineus y se incubaron por 7 diacuteas a

22 degC se tomoacute las medidas de crecimiento (Pineda 2014)

332 Resultados y discusioacuten

En la tabla 31 se presenta la matriz de resultados experimentales como se

observa el tratamiento 1 tiene la mayor velocidad de crecimiento lineal medida en

mmdiacutea

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada

Tratamientos Velocidad de crecimiento

MEA PDA

1 392 292

2 383 292

3 375 283

4 383 275

5 392 283

Valor promedio (Ẋ) 385 285

Varianza (Ợ2) 000515 000515

Desviacioacuten estaacutendar (Ợ) 00717635 00717635

Coeficiente de varianza (CV) 186399 251802

62

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

MEDIOS Media Error tiacutep Intervalo de confianza 95

Liacutemite inferior Liacutemite superior

MEA 3850 032 3776 3924

PDA 2850 032 2776 2924

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

385 a

285 b

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA

Vel

oci

dad

de

crec

iem

ien

to

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA MEA PDA PDA MEA PDA PDA MEA MEA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Velocidad Promedio Limete superior Limete inferior

63

Anaacutelisis de varianza

En la tabla 33 se presenta el anaacutelisis de varianza que descompone la varianza de

Velocidad en dos componentes un componente entre-grupos y un componente

dentro-de-grupos La razoacuten-F que en este caso es igual a 485437 es el cociente

entre el estimado entre-grupos y el estimado dentro-de-grupos Puesto que el valor-

P de la prueba-F es menor que 005 existe una diferencia estadiacutesticamente

significativa entre la media de Velocidad entre un nivel de Medio y otro con un

nivel del 950 de confianza

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio

Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razoacuten-F Valor-P

Entre grupos 25 1 25 48544 00000

Intra grupos 00412 8 000515

Total (Corr) 25412 9

Pruebas de Rangos Muacuteltiple para Velocidad por Medio (950 LSD)

Se aplica un procedimiento de comparacioacuten muacuteltiple para determinar cuaacuteles

medias son significativamente diferentes de otras La mitad inferior de la salida

muestra las diferencias estimadas entre cada par de medias En la parte superior de

la tabla 34 se han identificado 2 grupos homogeacuteneos seguacuten la alineacioacuten de las Xs

en columnas No existen diferencias estadiacutesticamente significativas entre aquellos

niveles que compartan una misma columna de Xs El meacutetodo empleado

actualmente para discriminar entre las medias es el procedimiento de diferencia

miacutenima significativa (LSD) de Fisher Con este meacutetodo hay un riesgo del 50 al

decir que cada par de medias es significativamente diferente cuando la diferencia

real es igual a 0

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher

Medio Casos Media Grupos Homogeacuteneos

PDA 5 285 X

MEA 5 385 X

64

Como se observa la mayor velocidad de crecimiento lineal se presenta cuando

se trabaja con MEA con una velocidad promedio de 385 mmdiacutea Identificando

que el mejor medio para la produccioacuten del hongo es el Agar Extracto de Malta

(MEA)

En la figura 317 se observar el crecimiento de la cepa y determinar la velocidad

de crecimiento lineal en los medios de cultivo estudiados

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa

(Acosta-Urdapilleta et al 2010) manifiesta de que las velocidades maacutes altas de

crecimiento fueron de 9 mm diacutea utilizando sustratos hervidos encino lirio trigo y

avena y la menor velocidad 2 mm diacutea se dio con el tratamiento bajo cedro con

PDA obtiene velocidades de crecimiento de 17 a 35 mmdiacutea (Cruz Muntildeoz et al

2015) manifiesta que obtuvo velocidades de crecimiento de 48 mmdiacutea con

extracto de casuarina y 61 mmdiacutea con extracto de mango coincido con Acosta

(2016) en la velocidad al utilizar extracto PDA ya que en la presente investigacioacuten

obtuvimos velocidad de crecimiento 285 mmdiacutea sin embargo el mejor medio de

cultivo utilizado es MEA con 385 mmdiacutea

65

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de

Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

El objetivo de este acaacutepite es realizar una ficha para la conservacioacuten de la cepa de

Pycnoporus sanguineus

341 Introduccioacuten

Al determinar en queacute medio de cultivo tuvo mayor velocidad de crecimiento la

cepa seleccionada se deberiacutea tener un registro en un banco de recursos geneacuteticos

microbianos que garanticen la conservacioacuten de la cepa para en un futuro aprovechar

de manea sustentable el recurso fuacutengico

Ecuador posee un vasto territorio con una riqueza microbioloacutegica muy amplia y

poco estudiada por lo que la conservacioacuten de los recursos geneacuteticos propios de

nuestros ecosistemas resulta esencial para evitar la peacuterdida de biodiversidad y el

acceso a genomas y oportunidades diferentes a las de otras regiones geograacuteficas

Sin embargo nuestro paiacutes no posee auacuten una ley de Acceso a sus recursos geneacuteticos

ni tiene sistematizados los bancos donde estos recursos se conservan

El objetivo de establecer el banco de recursos geneacuteticos microbianos potenciales

para el desarrollo de la Biorefineria ecuatoriana mediante la identificacioacuten

aislamiento cultivo y conservacioacuten de cepas puras que permitan el maacuteximo

aprovechamiento de las materias primas utilizando como insumo la biodiversidad

ecuatoriana en el marco del desarrollo sostenible (Pineda 2016) banco de

recursos geneacuteticos microbianos es el reguardo inalterable del patrimonio geneacutetico

nacional de microorganismos Para esto se debe contar con infraestructura y

equipos de laboratorio contar con profesionales especialistas en el manejo

conservacioacuten y preservacioacuten de cepas nativas fuacutengicas A traveacutes de procesos de

liofilizacioacuten se conservan las cepas por un periodo determinado Respaldos de las

muestras y efectivas medidas de seguridad aseguraran que la cepa se mantendraacute en

condiciones oacuteptimas De esta manera se permitiraacute potenciar la innovacioacuten cientiacutefica

local y posesionar a Ecuador como un centro tecnoloacutegico siendo su principal

objetivo la conservacioacuten a largo plazo de cepas propios de la geografiacutea ecuatoriana

66

ya que estaacuten bajo permanente amenaza de desaparecer ya sea por acciones humanas

o situaciones naturales

Con la creacioacuten del banco de recursos geneacuteticos microbianos se lograriacutea

Preservar y proteger los recursos geneacuteticos

Contribuir y propiciar su uso ordenado racional y sustentable

Coadyuvar las acciones de recoleccioacuten aislamiento identificacioacuten

caracterizacioacuten potenciacioacuten uso y preservacioacuten

Difundir la importancia estrateacutegica de conservacioacuten del medio ambiente

entre a comunidad cientiacutefica y la poblacioacuten en general

Preservar proteger mejorar y promover el uso sustentable de la riqueza

geneacutetica del paiacutes

El hongo Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial

farmaceacuteutico En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la

sangre eliminar verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas

menopaacuteusicos y del vientre (Acosta 2016) Los cientiacuteficos del banco brasilentildeo

estaacuten intentando domesticar o producir en laboratorios el hongo Pycnoporus

sanguineus ya que tiene fines terapeacuteuticos por ejemplo sentildeala que la

especie Pycnoporus sanguineus es usada por indiacutegenas amazoacutenicos para tratar

uacutelceras y caacutencer Y agrega que si se lograse su cultivo artificial con cepas

vigorosas podriacutea servir en otros laboratorios para investigaciones de caraacutecter

quiacutemico y biotecnoloacutegico por sus propiedades farmacoloacutegicas (BBC 2015) La

definicioacuten de la produccioacuten anual de hongo fresco se realiza teniendo en cuenta las

poliacuteticas y estrategias concebidas dentro del Plan Nacional de Desarrollo del

Ecuador Entre las estrategias se establece el fomento a la produccioacuten para el

consumo interno mediante el apoyo financiero y teacutecnico a pequentildeos y medianos

productores y a las comunidades campesinas (SEMPLADES 2009) El costo de

cepas de Pycnoporus sanguineus no se encontroacute sin embargo el costo para otras

especies es de 150 USD por lo que tener conservada las cepas no solo seriacutea rentable

sino tambieacuten se deja abierto para futuras investigaciones

67

342 Ficha Pycnoporus sanguineus

68

69

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus

Codigo

Bacteria Hongo x

Denominacion de la cepa utilizada por el depositante

Si x No

Si No x

Si No x

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3

Humanos Animales Plantas

CEBA-T-PS-010116TIPO DE MICROORGANISMO

Nombre cientiacutefico

iquestConoce el tipo de cepa

iquestEl microorganismo alberga un plagravesmido natural

iquestSe manipulo geneacuteticamente al microorganismo

DESIGNACIOacuteN DE LA CEPA

Pycnoporus sanguineus

INFORMACIOacuteN RELATIVA

William Goacutemez

Ecuador

Napo Tena UTM 18 S 186563 9891708

1472016

Fuente

Paiacutes de origen

Provincia Ciudad si es posible latitud y longitud

Fecha de recoleccioacuten

5102016

Datos de muestreo

Aislamiento de la cepa

Provincia Ciudad donde fue aislado

Si no aisloacute la cepa siacutervase indicar a los cientiacuteficos o

laboratorios que lo hicieron

Aislado por

Imbabura Ibarra

Dr Julio Pineda

William GoacutemezRecolectado por

Fecha del aislamiento

Evaluacioacuten del riesgo

Grupo de riesgo

Patoacutegeno para

Temperatura 23 ordmC Tiempo de encuvacioacuten

iquestEste microorganismo sobrevive a la congelacioacuten Si x No

Nombre

Institucioacuten

Direccioacuten

Email

Teleacutefono

Fecha

Firma

26 dias

CRECIMIENTO Y MANTENIMIENTO

Meacutetodo usado para la identificacioacuten de la cepa Secuenciacioacuten ADN

Motivo del deposito (Aplicaciones biotecnologicas control de calidad etc) Conservacioacuten

INFORMACIOacuteN ADICIONAL

Requerieintos especiales (Luz gas etc)

Medio de cultivo Agar malta

1522017

IFORMACIOacuteN DE LA PERSONA QUE DEPOacuteSITA

William Goacutemez

CEBA

Tena 8-20 y Tungurahua

williamedissnyahooes

983000610

70

4 CONCLUSIONES

Se establecioacute un protocolo para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten

del hongo nativo Pycnoporus spp aislado de la ciudad del Tena lo cual

representa un aporte al desarrollo cientiacutefico y tecnoloacutegico

Por primera vez se desarrolla un procedimiento para la conservacioacuten de la cepa

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus por liofilizacioacuten meacutetodo que

garantiza la conservacioacuten de la especie por maacutes de 23 antildeos y su manejo de forma

sostenible generando valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana

Se establecioacute que el mejor medio para la produccioacuten de la cepa pura de

Pycnoporus sanguineus es el Agar Extracto de Malta con una velocidad de

crecimiento lineal de 385 mmdiacutea lo cual representa un aporte al desarrollo de

las tecnologiacuteas de produccioacuten fuacutengica

Se presenta una ficha y registro de la cepa Pycnoporus sanguineus lo cual

permitiraacute generar valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana y

principalmente la conservacioacuten de la especie

5 RECOMENDACIONES

Se recomienda aislar identificar y caracterizar nuevas especies nativas del

geacutenero Pycnoporus spp que permita incrementar el patrimonio del banco de

recursos geneacuteticos microbianos (BRGM)

Desarrollar la tecnologiacutea de produccioacuten de cepas nativas en las escalas de banco

y piloto con la finalidad de consolidar el Know How con posibilidades de

patentar los procedimientos

Desarrollar la tecnologiacutea a escala de laboratorio para la produccioacuten de biomasa

de cuerpo fructiacutefero de Pycnoporus spp con fines a su aplicacioacuten en la industria

farmaceacuteutica y enzimaacutetica

71

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87

7 ANEXOS

Anexo 1 Procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR

88

89

90

91

92

93

Anexo 2 Resultados anaacutelisis bromatoloacutegico Pycnoporus sanguineus

94

Anexo 3 Metabolitos producidos por las especies de Pycnoporus

Metabolito Especie Referencia

Lacasas P cinnabarinus P coccineus

P sanguineus

(Atteke y col 2013 Berrio Plou

Ballesteros Martiacutenez y Martiacutenez 2007

Camarero y col 2004 Camarero Ibarra

Martiacutenez y Martiacutenez 2005 ME Eugenio y

col 2010 Lu y col 2007b Machuca y

Ferraz 2001 Madhavi y Lele 2009

Munusamy y col 2008 Ramiacuterez-Cavazos y

col 2014 Sigoillot y col 2002 2004 Xu y

col 2000)

Peroxidasas extracelulares

(Lignin Versaacutetil y

Manganeso Peroxidasa)

P cinnabarinus P coccineus (Levasseur y col 2014 Machuca y Ferraz

2001)

Celulasas

(β-glucosidasas

Xilanasas)

P cinnabarinus P coccineus (Bey Berrin Poidevin y Sigoillot 2011

Machuca y Ferraz 2001 Sigoillot y col

2002)

Celobiosa deshidrogenasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col 2002)

Galactosidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara Hayashi y

Mitsutomi 1981)

DDMP P sanguineus (Teoh y col 2011)

Poliporina P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col 2003)

Cinabarina (3-fenoxacina) P sanguineus P cinnabarinus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Cruz Muntildeoz y col 2015a Dias

y Urban 2009 A Smacircnia y col 2003 E de

F A Smacircnia y col 1998)

O-acetyl-cinabarina P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Dias y Urban 2009 Gocenoglu

y Pazarlioglu 2014)

Tramesanguina P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez

Adame y col 2010)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Pycnoporina P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

95

Metabolito Especie Referencia

2-amino-fenoxazin-3-ona P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Pycnosanguina eacuteter

fenoxacina

P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Dias y Urban

2009)

5-6- dihidroergosterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol peroacutexido P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings Pilawa

Theobald y Berger 2001 Stentelaire y col

2000)

96

Anexo 4 Principales compuestos bioactivos obtenidos de Pycnoporus spp

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Lacasas Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Eggert y col 1996 Machuca y

Ferraz 2001 Sigoillot y col 2002

Xu y col 2000)

P sanguineus (Ramiacuterez-Cavazos y col 2014)

Antiinflamatoria P cinnabarinus (Madhavi y Lele 2009)

Biorremediacioacuten de aguas

residuales

P coccineus (Berrio y col 2007 Jaouani

Guilleacuten Penninckx Martiacutenez y

Martiacutenez 2005)

P cinnabarinus (Munusamy y col 2008)

Degradacioacuten de colorantes

sinteacuteticos

P cinnabarinus (Camarero y col 2005)

P sanguineus (Atteke y col 2013 Lu y col

2007b)

Blanqueo de pulpa para papel P cinnabarinus (Camarero y col 2004 Sigoillot y

col 2004)

P sanguineus (ME Eugenio y col 2010)

Peroxidasas

totales

Enzima ligninoliacutetica P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Lignin

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Manganeso

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Versaacutetil

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

β-glucosidasas Enzimas celulasas P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

P cinnabarinus (Bey y col 2011)

Xilanasas Enzimas celulasas P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col

2002)

P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Celobiosa

deshidrogenasa

Enzima oxidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoilloty col

2002)

Galactosidasa Enzima hidrolasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara y col

1981)

DDMP Antifuacutengico P sanguineus (Teoh y col 2011)

97

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Poliporina Anmicrobiano P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col

2003)

Cinabarina (3-

fenoxacina)

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010

Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Antimicrobiana P sanguineus (E de F A Smacircnia y col 1998)

Antiviral P sanguineus (A Smacircnia y col 2003)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

O-acetyl-

cinabarina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido

cinabariacutenico

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Antibacterial P cinnabarinus (Gocenoglu y Pazarlioglu 2014)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Tramesanguina Pigmento P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Pycnoporina Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina Pigmento P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

2-amino-

fenoxazin-3-ona

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

pycnosanguin

eacuteter fenoxazina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antimocrobiano P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antiviral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

5-6-

dihidroergostero

l

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol

peroacutexido

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina Saborizante aromatizante P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings y

col 2001 Stentelaire y col 2000)

98

Page 7: MAESTRIA EN GESTIÓN SUSTENTABLE DE RECURSOS NATURALES

6

DATOS DE LA OBRA

TIacuteTULO Desarrollo de un proceso para el aislamiento conservacioacuten

y produccioacuten del hongo medicinal oreja de palo (Pycnoporus

spp) a partir de la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana

AUTOR (ES) Goacutemez Andrade Willian Edisson

FECHA 09 de junio del 2017

SOLO PARA TRABAJOS DE GRADO

PROGRAMA PREGRADO POSGRADO

TITULO POR EL QUE

OPTA

Magiacutester en Gestiograven Sutentable de los Recursos Naturales

ASESOR DIRECTOR Ing Julio Amilcar Pineda Insuasti (PhD)

2 AUTORIZACIOacuteN DE USO A FAVOR DE LA UNIVERSIDAD

Yo William Edisson Goacutemez Andrade con ceacutedula de ciudadaniacutea Nro 1001977030

en calidad de autor y titular de los derechos patrimoniales de la obra o trabajo de

grado descrito anteriormente hago entrega del ejemplar respectivo en formato

digital y autorizo a la Universidad Teacutecnica del Norte la publicacioacuten de la obra en

el Repositorio Digital Institucional y uso del archivo digital en la Biblioteca de la

Universidad con fines acadeacutemicos para ampliar la disponibilidad del material y

como apoyo a la educacioacuten investigacioacuten y extensioacuten en concordancia con la Ley

de Educacioacuten Superior Artiacuteculo 144

x

x

x

x

x

x

7

8

9

RESUMEN

En Ecuador no se conoce el protocolo de aislamiento conservacioacuten y produccioacuten a

escala laboratorio de la cepa nativa Pycnoporus sanguineus El cuerpo fructiacutefero

se recolecto en la ciudad del Tena misma que se encontraba en troncos en

descomposicioacuten de Pollalesta discolor La reproduccioacuten celular se realizoacute tanto

por medio de tejido como por esporas en un medio rico en PDA se encubaron a 22

ordmC durante seis diacuteas se procedioacute a la purificacioacuten de la cepa por la teacutecnica de

repique hasta lograr una cepa pura La identificacioacuten fue realizada por laboratorios

IDgen en la cual se determinoacute 99 de identidad en el fragmento ITS es Pycnoporus

sanguineus En el anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico se determinoacute que la especie tiene

un ELN de 4912 para el anaacutelisis de macro elementes se encontroacute en mayor

cantidad potasio 052 micro elementos como hierro 136 ppm Para la

conservacioacuten de la cepa se aplicoacute la teacutecnica de la liofilizacioacuten se preparoacute dos

medios de cultivo MEA y PDA se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego se

inocularon con la cepa nativa seleccionada se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC Los

tubos colonizados fueron liofilizados Para determinar la velocidad de crecimiento

de la cepa nativa se utilizoacute como medio de cultivo PDA y MEA en donde fue

colocada la cepa anteriormente liofilizada en el centro de la caja petri con la ayuda

de cinta meacutetrica se determinoacute la velocidad de crecimiento diariamente se incuboacute

durante siete diacuteas la mayor velocidad de crecimiento se observa en el medio de

cultivo MEA de 385 mmdiacutea Puesto que el valor-P de la prueba-F es menor que

005 existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre la media de

velocidad entre un nivel de medio y otro con un nivel del 950 de confianza

10

SUMMARY

In Ecuador is not known isolation Protocol-scale production and conservation

laboratory or the native strain of Pycnoporus sanguineus The fruiting body is

collected in the city of Tena same that was in trunks in decomposition of Pollalesta

discolor Cellular reproduction was carried out both by means of tissue and spores

in an environment rich in PDA incubate to 22 degC six days was purification or the

strain by the technique of tolling to achieve a pure strain The identification was

performed by laboratories IDgen 99 identity in the fragment was determined in

which ITS is Pycnoporus sanguineus The bromatological chemical analysis

determined that the species has an ELN of 4912 for the analysis of macro

elements found in most potassium 052 micro elements as iron 136 ppm For the

conservation of the strain was applied the technique of lyophilization it was

prepared two culture media MEA PDA was sterilized and served in 5ml tubes and

they were then inoculated with the native strain selected they were incubated for 7

days at 22 degrees Colonized tubes were lyophilized To determine the rate of

growth of the native strain was used as a PDA culture medium and MEA where was

placed the above freeze-dried strain in the center of the box petri with the help of

tape measure determined the speed of growth daily incubated for seven days the

higher speed of growth is observed in the culture medium MEA 385 mmday Since

the disagreement of the test F is less than 005 there is a statistically significant

difference between the average speed between a middle level and another the

950 confidence level

Palabras clave

Aislamiento biodiversidad caracterizacioacuten conservacioacuten fuacutengica liofilizacioacuten

Pycnoporus

11

ABREVIATURAS

BRGM Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos

EE Extracto Eteacutereo o grasa bruta

ELN Elementos Libres de Nitroacutegeno

FEL Fermentacioacuten Estado Liacutequido

FES Fermentacioacuten Estado Solido

IANCEM Ingenio Azucarero del Norte Compantildeiacutea de Economiacutea Mixta

LSD Diferencia Miacutenima Significativa

MAE Ministerio del Ambiente Ecuador

MAISFCI Modelo de Atencioacuten Integral de Salud Familiar Comunitario

e Intercultural

MEA Agar Malta Dextrosa

ODM Objetivos de Desarrollo del Milenio

PDA Agar Papa Dextrosa

SEMPLADES Secretaria Nacional de Planificacioacuten y Desarrollo

WFP Proyecto Mundial de Alimentacioacuten

12

IacuteNDICE DE CONTENIDO

RESUMEN 9

SUMMARY 10

1 PROBLEMA 17

11 Introduccioacuten 17

12 Situacioacuten probleacutemica 18

13 Problema cientiacutefico 19

14 Objetivos de la investigacioacuten 19

15 Hipoacutetesis 20

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA 21

21 La salud un desafiacuteo global 21

211 Situacioacuten actual 21

212 Situacioacuten futura 21

213 Propuestas al desafiacuteo 21

22 Geacutenero Pycnoporus spp 22

221 Recoleccioacuten 22

222 Aislamiento 24

223 Identificacioacuten 26

224 Caracterizacioacuten 26

225 Conservacioacuten 27

23 Produccioacuten de Biomasa 30

231 Paraacutemetros de operacioacuten 30

232 Medios de cultivo 30

233 Incubacioacuten 31

24 Produccioacuten de metabolitos 32

241 Cinnabarina 32

242 Vainillina 33

13

243 Enzimas ligninoliacuteticas 33

244 Inductores 34

25 Importancia industrial 36

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos 36

252 Control bioloacutegico 37

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico 37

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios 38

26 Marco legal 38

3 MARCO METODOLOacuteGICO 47

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa Pycnoporus

spp helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47

311 Materiales y meacutetodos 48

3111 Aislamiento 48

3112 Identificacioacuten 49

3113 Caracterizacioacuten 50

312 Resultados y discusioacuten 50

3121 Aislamiento 50

3122 Identificacioacuten 54

3123 Caracterizacioacuten 55

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus 56

321 Materiales y meacutetodos 56

322 Resultados y discusioacuten 57

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus 60

331 Materiales y meacutetodos 60

332 Resultados y discusioacuten 61

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos (BRGM) 65

14

341 Introduccioacuten 65

342 Ficha Pycnoporus sanguineus 67

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus 69

4 CONCLUSIONES 70

5 RECOMENDACIONES 70

6 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 71

7 ANEXOS 87

15

IacuteNDICE DE FIGURAS

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten 23

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente 28

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de

Pycnoporus sanguineus 47

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus 48

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de

Pollalesta discolor 49

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno 51

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA 51

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo 52

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo 52

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus

sanguineus 53

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

56

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten 57

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten 58

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus 58

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada 59

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de

Pycnoporus sanguineus 60

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

62

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa 64

16

IacuteNDICE DE TABLAS

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp 24

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp 25

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL 35

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES 35

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada 61

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio 63

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher 63

17

1 PROBLEMA

11 Introduccioacuten

Los hongos son imprescindibles para el funcionamiento de la vida Sin ellos la

acumulacioacuten de residuos orgaacutenicos formariacutea enormes cementerios de cadaacuteveres

vegetales y animales produciendo grandes trastornos en la naturaleza (Zeikus

1981) La cadena troacutefica se modificariacutea de tal manera que provocariacutea la

desaparicioacuten de muchas especies (de Diego Calonge 2009)

Pycnoporus spp ha sido durante mucho tiempo utilizado en la medicina popular

de Aacutefrica y Ameacuterica para tratar numerosas enfermedades Los extractos de este

hongo son demostrados por poseer ingredientes bioactivos involucrados en

tratamiento antitumoral y actividades antioxidantes (Cao Zhang amp Xu 2014) Por

el potencial lignoceluliacutetico y los metabolitos secundarios de este hongo es

importante la buacutesqueda de sustancias antivirales antioxidantes antifuacutengicas y

antibacterianas (Smacircnia et al 2003) Se cuenta con el recurso natural pero no se

han realizado estudios de como producir y conservar la cepa nativa (Cruz Muntildeoz et

al 2015a)

Se pretende aportar con un banco de recursos geneacuteticos con la posibilidad de que

esta cepa sea utilizada en el sector farmaceacuteutico por su actividad bioloacutegica

antioxidante antifuacutengica y antibacterial (Smacircnia et al 1995) y en el sector textil

ya que produce un pigmento extraiacutedo llamado cinnabarin que se utiliza para la

decoloracioacuten parcial y completa de ciertos tintes (Schliephake Lonergan Jones amp

Mainwaring 1993) en el sector alimentario para la produccioacuten de vainilla (Zheng

et al 2007)

En teacuterminos econoacutemicos la implementacioacuten de este proyecto a escala industrial

generariacutea ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa

nativa ecuatoriana Pycnoporus spp Por ejemplo la vainilla natural producida por

el hongo tiene un costo en el mercado de 4000 USDKg ingresos que se quedariacutean

en manos de los productores nacionales Ademaacutes la creacioacuten de estas industrias

generariacutea fuentes de trabajo y ayudariacutea al aumento de la balanza comercial nacional

18

En teacuterminos ambientales el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de

compuestos recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su

sistema enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en

aserraderos (Kirk 1971) Adicionalmente el aislamiento y almacenamiento de la

cepa nativa de Pycnoporus spp en Bancos de Recursos Geneacuteticos con fines

industriales y acadeacutemicos promoveriacutea la preservacioacuten de la especie

En el aacutembito social se mejorariacutea el nivel educativo de la poblacioacuten en teacuterminos

de preservacioacuten y aprovechamiento de la biodiversidad fuacutengica de la cual no se

tiene maacutes conocimiento que los usos ancestrales (Hawksworth 1991) Ademaacutes

mejorariacutea la calidad de la salud de la poblacioacuten gracias a sus propiedades

medicinales ya comprobadas cientiacuteficamente por lo que su potencial en la

industria farmaceacuteutica es grande

La academia se veriacutea favorecida a su vez gracias a la recopilacioacuten de meacutetodos y

datos teacutecnicos necesarios para la conservacioacuten y almacenamiento de la cepa

facilitando el desarrollo de investigaciones de caraacutecter quiacutemico y biotecnoloacutegico

(Cruz 2004)

12 Situacioacuten probleacutemica

En el campo de la salud el no aprovechamiento de los metabolitos fuacutengicos

provocariacutea un caos en el tratamiento de ciertas enfermedades ya que muchos

medicamentos son producidos a partir de estos (Chang amp Miles 2004) Hay que

recordar el papel que desempentildea la penicilina descubierta por Fleming en 1928 a

partir del hongo Penicillium notatum para el tratamiento de las infecciones ( Valdeacutes

et al 1998) En la actualidad se conoce miles de sustancias medicinales producidos

por hongos y pronto saldraacuten maacutes incluso capaces de combatir el SIDA (Calonge

2009)

No obstante muchas especies de hongos estaacuten bajo amenaza de desaparecer

como consecuencia del deterioro o destruccioacuten de los ecosistemas (Hernaacutendez

Gonzaacutelez Hernaacutendez Herrera amp Camino 2014)

19

El Ecuador es un paiacutes pequentildeo pero uno de los maacutes biodiversos por su ubicacioacuten

espacial (Estrella Manosalvas Mariaca amp Ribadeneira 2005) El 18 de la

superficie nacional considerada como aacuterea protegida para la conservacioacuten de la

riqueza natural (MAE 2008) El aprovechamiento sostenible de la biodiversidad

nacional es promovido por el Plan Nacional para el Buen Vivir que enfatiza en el

bioconocimiento y su aplicacioacuten para la produccioacuten de nuevos bienes y servicios

ecoloacutegicamente sustentables suscitando al cambio de la matriz productiva

(Senplades 2009)

13 Problema cientiacutefico

Se evidencia limitado conocimiento en el manejo sustentable del geacutenero fuacutengico

Pycnoporus spp nativa ecuatoriana hacieacutendose necesario el establecimiento de

protocolos para aislamiento conservacioacuten purificacioacuten produccioacuten especiacutefica de

cepas nativas propagacioacuten o crecimiento celular en medios artificiales o naturales

y produccioacuten

Objeto

El proceso de produccioacuten y conservacioacuten de la especie nativa ecuatoriana de

Pycnoporus spp

Campo

Conservacioacuten de los recursos geneacuteticos microbianos

14 Objetivos de la investigacioacuten

Objetivo General

Desarrollar un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus mediante procesos que permitan la

conservacioacuten del recurso natural fuacutengico y su aprovechamiento de manera

sustentable

20

Objetivos especiacuteficos

Aislar identificar y caracterizar la especie fuacutengica de Pycnoporus

sanguineus

Desarrollar un protocolo para la conservacioacuten de la especie

Seleccionar el mejor medio de cultivo para la produccioacuten de Pycnoporus

spp a traveacutes de la velocidad de crecimiento lineal

Disentildear una ficha de cepas microbianas puras para su conservacioacuten en

el Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

15 Hipoacutetesis

Hipoacutetesis alternativa

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

Hipoacutetesis nula

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus no se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

21

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA

21 La salud un desafiacuteo global

Es una realidad compleja a traveacutes de un enfoque interdisciplinario que supera

los liacutemites del paradigma positivista de la ciencia claacutesica (Alcaacutentara-Moreno

2008) depende de la interaccioacuten de muacuteltiples factores sociales poliacuteticos

econoacutemicos culturales y cientiacuteficos (Roberto Bricentildeo-Leoacuten 2000) y responde a

una condicioacuten histoacuterica ya que la visioacuten particular de la sociedad va cambiando con

el tiempo (Ritzer 2001)

211 Situacioacuten actual

Dentro de los objetivos del desarrollo sostenible (2015) el objetivoacute 3 comprende

garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades La

participacioacuten mancomunada de los paiacuteses para cumplir los ODM ha desencadenado

en el movimiento contra la pobreza maacutes exitoso de la historia especialmente en

temas de salud y alimentacioacuten mundial

212 Situacioacuten futura

La Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS 2013) ha pedido a los paiacuteses que

sigan invirtiendo en investigaciones de aacutembito nacional con el objetivo de poner

en marcha un sistema de cobertura sanitaria universal adaptado a las necesidades

particulares de cada paiacutes

213 Propuestas al desafiacuteo

Estudios de casos realizados en muchos paiacuteses demuestran la importancia que

tienen las investigaciones nacionales y mundiales en la mejora de la salud

investigaciones que abarcan desde la prevencioacuten y el control de enfermedades

especiacuteficas hasta la mejora del funcionamiento de los sistemas de salud

22

22 Geacutenero Pycnoporus spp

Entre muchos hongos de pudricioacuten blanca el geacutenero Pycnoporus spp es un

geacutenero representativo de la familia Polyporaceae que se encuentra ampliamente

distribuido a nivel mundial en zonas templadas y tropicales donde tiene gran

importancia en la regulacioacuten del ciclo de carbono (Zeikus 1981) Forma un grupo

cosmopolita de cuatro especies Pycnoporus puniceus Pycnoporus cinnabarinus

Pycnoporus sanguineus Pycnoporus coccineus (Lesage-Meessen et al 2011) A

principios de 1990 el geacutenero Pycnoporus se perfiloacute como una alternativa para la

consecucioacuten de compuestos enzimaacuteticos viables en la degradacioacuten eficiente de

biomasa y la obtencioacuten de metabolitos secundarios de intereacutes como antioxidantes

(Borderes Costa Guedes amp Tavares 2011a) antibacterianos (A Smacircnia et al

1995) y antiparasitarios (Correa et al 2005)

Pese a que los hongos del geacutenero Pycnoporus spp no son especies comestibles

su importancia radica en la capacidad de degradar eficientemente compuestos

lignoceluloacutesicos (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) lo que les confiere un

gran potencial para ser usados en procesos biotecnoloacutegicos de degradacioacuten de

residuos agriacutecolas hasta azuacutecares fermentables uacutetiles en la produccioacuten de etanol y

otros productos biotecnoloacutegicos de alto valor comercial (Call 1994 Zeikus 1981)

Diversas investigaciones han estudiado las condiciones oacuteptimas para la obtencioacuten

de compuestos sintetizados por este geacutenero y la influencia de diversos factores

logrando un mejor control del bioproceso y una mejor comprensioacuten del

metabolismo de Pycnoporus spp (Falconnier et al 1994 Lesage-Meessen et al

2011 Levasseur et al 2014 Liu et al 2015 Piscitelli et al 2011 Rivera-Hoyos et

al 2013)

221 Recoleccioacuten

Para la recoleccioacuten es necesario conocer de antemano las caracteriacutesticas

macroscoacutepicas del cuerpo fructiacutefero del hongo (Ortiz et al 2016) Pycnoporus spp

posee un basidioma en forma de abanico (flabeliforme) maacutes o menos aplanado de

color naranja intenso y un margen redondeado de color similar al resto del

23

carpoacuteforo su tamantildeo puede variar entre 3 a 10 cm de ancho y su carne variacutea de

corchoso a duro Se encuentra adherido al sustrato por la base y ocasionalmente

los bordes son cofluentes es decir que se peguen con los de los basidiomas

contiguos En la zona de unioacuten con el sustrato el basidioma es maacutes grueso

pudiendo alcanzar los 3 cm de grosor mientras en los bordes es maacutes delgado

alcanzando menos de 1 cm de grosor (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016

Papinutti 2013) Se puede observar a simple vista que el himenio de este geacutenero

posee poros por donde libera las esporas (Alexopoulos amp Beneke 1962) los cuales

pueden alcanzar entre 2-3 cm de diaacutemetro y una forma de redondeada u oblonga

(Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) En la figura 21 se pueden apreciar las

caracteriacutesticas generales del geacutenero

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Macroscoacutepicamente las especies son diferenciables entre siacute por ejemplo P

sanguineus tiene un color maacutes rojizo que su homologo P cinnabarinus ademaacutes

tiene una base estrecha que le da la apariencia de subestipitado mientras P

cinnabarinus es seacutesil Este uacuteltimo tiene a su vez una superficie pileacuteica libre o escasa

de vellosidades a diferencia de P fulgens con el cual suele asemejarse por la

24

coloracioacuten del carpoacuteforo (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016 Papinutti

2013)

Pycnoporus spp suele encontrarse en sustratos lignoceluloacutesicos en

descomposicioacuten sobre los cuales crece naturalmente (Borderes Costa Guedes amp

Tavares 2011b) Una vez reconocido el hongo y recolectado su cuerpo fructiacutefero

se deben tomar apuntes acerca de los diferentes substratos en donde fue encontrado

(tierra madera en descomposicioacuten mantillo del bosquehellip) (Chanona-Goacutemez

Andrade-Gallegos Castellanos-Albores amp Saacutenchez 2007) las coordenadas y la

temperatura ambiental En la tabla 21 se listan algunos materiales lignoceluloacutesicos

de donde se han recolectado las cepas de Pycnoporus spp

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp

Especie Material vegetal en descomposicioacuten Referencia

P sanguineus Madera de casuarina y mango (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Madera contaminada con petroacuteleo (Acosta-Urdapilleta Alonso-

Paz Rodriacuteguez Adame y col

2010 Quiroz-Castantildeeda y col

2009)

Troncos de palma (Achenbach y Blumm 1991)

Encino (Chanona-Goacutemez y col 2007)

Madera de Parkia oppositifolia (Esposito Innocentini-Mei

Ferraz Canhos y Duraacuten 1993)

P cinnabarinus Madera de pino (Eggert Temp y Eriksson 1996)

Troncos quemados (Guzmaacuten 1979)

P coccineus Eucalipto (Machuca y Ferraz 2001)

222 Aislamiento

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura (Cruz

Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

25

2000b Schliephake et al 1993) Es necesario haber adicionado cloranfenicol

(200 g l) a los medios de cultivo para evitar contaminaciones bacterianas

(Henrique Rosa y col 2003) Seguacuten Correa y colaboradores (2005) el MEA es el

medio oacuteptimo para el crecimiento micelial posterior a la purificacioacuten mientras que

Acosta-Urdapilleta y colaboradores (2010) afirman que es el Agar Harina Integral

de Trigo (HTIA por sus siglas en ingleacutes) Por su parte Cruz-Muntildeoz y

colaboradores (2015) aseveran que los medios de cultivo oacuteptimos son los que

contienen extracto del material vegetal de donde se recolectoacute el hongo En la tabla

22 se mencionan los principales medios de cultivo empleados para el aislamiento

de Pycnoporus spp

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp

Especie Medio de cultivo Referencia

P sanguineus Agar Papa Dextrosa (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a E de F A

Smacircnia Smacircnia Juacutenior y Loguercio-

Leite 1998 Vikineswary y col 2006)

Agar Harina Integral de Trigo (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a)

Agar Extracto de Malta (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Atteke

y col 2013 Cruz Muntildeoz y col 2015a

Machuca y Ferraz 2001 Schliephake y

col 1993 Uzan y col 2010)

Medios afines al material vegetal de

donde se recolectoacute (Agar Extracto de

Casuarina Agar Extracto de Mango)

(Cruz Muntildeoz y col 2015)

Medio Czapek-Dox con sulfato de

manganeso algunas veces adicionado

con extracto de semillas de guisantes

o salvado de trigo

(Boumlse 1946)

P

cinnabarinus

Agar Extracto de malta (American Type Culture Collection

2016a)

26

Especie Medio de cultivo Referencia

Agar Extracto de levadura (American Type Culture Collection

2016b)

Agar Papa Dextrosa (FuQuan y QiJin 2008)

223 Identificacioacuten

Microscoacutepicamente se pueden identificar cuatro tipo de hifas 1) las de los tubos

o poros que son de pared delgada ramificadas y se tintildeen con fioxina 2) las del

margen y el piacuteleo que son un poco maacutes gruesas no ramificadas no se tintildeen con

fioxina y usualmente tienen graacutenulo anaranjados que se disuelven en KOH 3) las

de la zona de transicioacuten y tubos que tienen grosor variable y se disponen en capas

y 4) las que se encuentran uacutenicamente en la zona de transicioacuten que son delgadas

con ramificaciones cortas y recurvadas (Papinutti 2013) Para la diferenciacioacuten

entre P sanguineus y P cinnabarinus es necesario saber que el primero tiene un

sistema de hifas dimiacutetico mientras el del segundo es trimiacutetico (Asociacioacuten

Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) Para evitar vacilaciones lo maacutes preciso es realizar

pruebas a nivel molecular mediante extraccioacuten del ADN ribosomal y su

amplificacioacuten secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes

(Cruz Muntildeoz et al 2015a)

224 Caracterizacioacuten

Para la determinacioacuten de las condiciones oacuteptimas de crecimiento y la produccioacuten

de metabolitos secundarios se toman discos (5 mm de diaacutemetro) de PDA con

micelio del borde radial de cultivos de 30 diacuteas de edad y se depositan en nuevas

cajas de petri con medio de cultivo acorde con lo que se quiera medir o producir se

incuba por 30 diacuteas maacutes a 23 degC con luz blanca continua (Curz et al 2015a) El

crecimiento micelial no de manera obligatoria estaacute relacionado con la produccioacuten

de metabolitos secundarios (Baumer Mas Diego Pacheco Morgado amp Furigo

2008) Los metabolitos primarios y secundarios producidos por el geacutenero

Pycnoporus spp variacutean dependiendo de la especie y condiciones de cultivo (Acosta

Paz Rodriacuteguez Adame amp col 2010) una vez extraiacutedos en alguacuten tipo de solvente

27

seguacuten el experimento ejecutado se identifican por cromatografiacutea de capa fina

mediante comparacioacuten de los frentes de retencioacuten (Cruz et al 2015a) cromatografiacutea

de gases o espectrometriacutea de masas (Teoh Don y Ujang 2011) En el anexo 3 se

nombran los principales metabolitos producidos por Pycnoporus spp

Es necesario realizarle a la cepa purificada ensayos de actividad enzimaacutetica para

identificar algunos usos potenciales a nivel industrial Como eacuteste geacutenero pertenece

a los hongos de pudricioacuten blanca se deben realizar ensayos de actividad

ligninoliacutetica celuloliacutetica hemiceluloliacutetica de acuerdo con el Manual de Micologiacutea

Experimental de la Universidad de Buenos Aires (Forchiassin et al 2014) Las

enzimas ligninoliacuteticas maacutes abundantes en eacuteste hongo son las lacasas (Eggert et al

1996) lo que facilita su proceso de purificacioacuten Se habiacutea llegado a pensar que la

produccioacuten de peroxidasas extracelulares era nula (Machuca amp Ferraz 2001)

225 Conservacioacuten

La cepa debe ser almacenada en refrigeracioacuten a 4 ordmC para que no pierda su

viabilidad (Borderes et al 2011b Schliephake et al 1993) Aunque existen otros

meacutetodos que tambieacuten pueden emplearse Inmersioacuten en agua destilada inmersioacuten en

aceite mineral liofilizacioacuten congelacioacuten repique (Ortiz et al 2016) La

temperatura de congelacioacuten es de -80 degC en hielo seco o nitroacutegeno liacutequido y la de

liofilizacioacuten de 2 a 8 degC Cada vez que se vaya a usar la cepa limpie su envase con

etanol al 70 y transfiera aseacutepticamente (American Type Culture Collection

2016a 2016b Uzan amp col 2010) El periacuteodo de viabilidad para algunos hongos

conservados bajo este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith amp Onions 1994) En la figura

22 se observa un laboratorio apto para la obtencioacuten de recursos geneacuteticos fuacutengicos

28

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Meacutetodos a corto plazo que ayudan a la conservacioacuten de la cepa se aplica cuando

su uso es generalmente frecuente (Garciacutea amp Uruburuacute 1991) dentro de estos

meacutetodos se tendriacutea

El cultivo seriado consiste en resembrar al microorganismo cada cierto tiempo

en un medio adecuado este meacutetodo es vaacutelido para periacuteodos de 15 diacuteas se incrementa

la posibilidad de contaminacioacuten de la cepa (Mateos 2002)

La conservacioacuten por suspensioacuten en agua destilada es un meacutetodo sencillo

econoacutemico y seguro capaz de garantizar la supervivencia de cultivos fuacutengicos por

periacuteodos prolongados de dos hasta siete antildeos (Jong amp Birmingham 2001) Consiste

en suspender en agua esteacuteril ceacutelulas de cultivo como conidias esporas picnidios

esclerocidos (Bueno 1998)

La conservacioacuten con aceite mineral consiste en recubrir con aceite mineral

esteacuteril un cultivo que se encuentre en condiciones oacuteptimas de crecimiento micelial

y esporulacioacuten generalmente (Jong amp Atkins 1986) esta teacutecnica disminuye la

deshidratacioacuten del medio es utilizado en pequentildeas colecciones cuando la

liofilizacioacuten no resulta econoacutemica (Jong ampBirmingham 2001) Un amplio rango

de hongos a sobrevivido por este meacutetodo por un periacuteodo de 12 a 30 meses (Smith

et al 1994)

La desecacioacuten es un meacutetodo de conservacioacuten que reduce draacutesticamente el

metabolismo Sin embargo no todos los microorganismos sobreviven a estos

29

meacutetodos de secado por lo que se hace necesario antildeadir agentes protectores (leche

descremada glumato soacutedico al 10) La conservacioacuten en suelo es una teacutecnica que

ha sido usada ampliamente en laboratorios industriales para el mantenimiento de

cultivos de importancia comercial (Jong et al 1985) Este meacutetodo es usado para

cultivos que producen esporas y estructura de resistencia las cepas pueden

almacenarse en diferentes sustratos como arena papel filtro El meacutetodo consiste en

esterilizar y secar el suelo el cual es utilizado como medio absorbente con una

pequentildea cantidad de inoacuteculo preserva la viabilidad en un periacuteodo de tres a ocho

antildeos (Jong et al 2001)

Meacutetodos a largo plazo son los mejores porque en ellos se paraliza el crecimiento

de las ceacutelulas microbianas pero estas no han muerto Asiacute se garantiza el maacuteximo

de estabilidad geneacutetica (Garciacutea et al 1991) dentro de estos meacutetodos se tendriacutea

La liofilizacioacuten Es un proceso en el cual se congela el producto y posteriormente

se introduce en una caacutemara al vaciacuteo para realizar la separacioacuten del agua por

sublimacioacuten es otro de los meacutetodos de conservacioacuten de hongos por tiempo

prolongado Si bien es muy recomendado requiere contar con un liofilizador lo

que no siempre estaacute al alcance de todos los investigadores La liofilizacioacuten es un

proceso de conservacioacuten que tambieacuten involucra la deshidratacioacuten de las conidias o

cualquier otra estructura propagativa (Ames nd) El periacuteodo de viabilidad para

algunos hongos conservados por este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith et al 1994)

La criocongelacioacuten se basa en la utilizacioacuten de una temperatura

extremadamente friacutea para poder disminuir de forma controlada las funciones vitales

del organismo que se pretende conservar y que eacuteste se conserve vivo pero

ldquodormidordquo durante un periacuteodo de tiempo muy elevado sin que pierda sus

propiedades su principio radica en que toda ceacutelula tejido u organismo sometido a

bajas temperaturas disminuye sus funciones vitales permaneciendo en estado de

dormancia por periacuteodos prolongados es decir sus actividades metaboacutelicas estaacuten

suprimidas (Pasarellt amp McGinnis 1992 Rico et al 2004)

30

23 Produccioacuten de Biomasa

La obtencioacuten de compuestos derivados de la produccioacuten de Pycnoporus spp se

realiza mediante procesos fermentativos que pueden llevarse a cabo en medios de

crecimiento liacutequidos (Fermentacioacuten en Estado Liacutequido FEL) o soacutelidos

(Fermentacioacuten en Estado Soacutelido FES) Investigaciones efectuadas por Acosta-

Urdapilleta y colaboradores (2010) indican que los metabolitos primarios y

secundarios producidos por el geacutenero Pycnoporus dependen de la especie y las

condiciones de cultivo del mismo

231 Paraacutemetros de operacioacuten

El nivel de humedad del sustrato ejerce un efecto significativo en el proceso de

FES recomendaacutendose una humedad del 70 (Annuar Sammantha Murthy amp

Sabanatham 2010) Asiacute mismo el aumento del oxiacutegeno en el ambiente favorece

la tasa y la extensioacuten de la degradacioacuten de la biomasa por parte de Pycnoporus spp

(Hatakka amp Uusi-Rauva 1983) lo que se traduce en un aumento de la

bioconversioacuten Por otro lado el pH del medio de cultivo estaacute directamente

relacionado con el crecimiento del micelio daacutendose un mayor descenso de pH en

medios que presentan mayor crecimiento micelial (Holler amp Brooks 1980) No

obstante la mayoriacutea de estos estudios han sido realizados en condiciones in vitro

no contemplando la influencia de factores que pueden modificar los resultados en

procesos a mayor escala (Behrentz amp Giraldo 1993)

232 Medios de cultivo

Las fuentes de carbono comuacutenmente usadas en los procesos de FEL son lactosa

maltosa glucosa fructuosa extracto de levadura harinas de algunos cereales entre

otros (Chegwin A amp Nieto R 2013 Suaacuterez Arango amp Nieto 2013) La glucosa y

la fructosa permiten obtener una alta densidad de biomasa pues son maacutes faacuteciles de

asimilar que la maltosa no obstante pueden ser inhibidores de reacciones

metaboacutelicas secundarias del hongo (Ander Eriksson y Yu 1983) Los

suplementos de medios de cultivo maacutes utilizados son tartrato de diamonio tartrato

31

disoacutedico KH2PO4 CaCl2H2H2O MgSO4middot7H2O FeSO4middot7H2O ZnSO4middot7H2O

MnSO4middotH2O CuSO4middot5H2O y extracto de levadura (Eggert et al 1996 Gocenoglu

yPazarlioglu 2014 Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

2000a Levasseur e al 2014)

Pycnoporus spp puede cultivarse faacutecilmente a escala de laboratorio y en planta

piloto obteniendo altos rendimientos de produccioacuten a partir del uso de substratos

como almidoacuten extracto de malta maltosa metilcelulosa sacarosa dextrosa

caldos suplementados con extracto de levadura yo fosfoliacutepidos (Holler amp Brooks

1980 Oddou Stentelaire Lesage-Meessen Asther amp Colonna Ceccaldi 1999)

salvado de maiacutez salvado de trigo y salvado de arroz (FuQuan amp QiJin 2008

Levasseur et al 2014 Zimbardiet al 2016) tambieacuten se reporta el uso de residuos

agroindustriales como el bagazo de la cantildea de azuacutecar residuos de cultivo de

plaacutetano virutas de madera caacutentildeamo caacutescaras de algodoacuten hojas de palma de aceite

y residuos de frutas (Annuar et al 2010 Leŝtan Ŝtrancar amp Perdih 1990)

Existe una estrecha relacioacuten entre el aumento del crecimiento micelial del hongo

con el carbono total disponible en el medio de cultivo (Holler amp Brooks 1980) El

raacutepido crecimiento del hongo en medios pobres sobre todo cuando no se antildeade

ninguna fuente de carbono puede ser causado por la expansioacuten de su micelio como

estrategia para evitar la inanicioacuten (Levasseur et al 2014) Levasseur y

colaboradores (2014) sugieren que un alto contenido de lignina en el medio de

cultivo inhibe el crecimiento de P cinnabarinus en condiciones de cultivo en donde

la lignina es la uacutenica fuente de carbono disponible

233 Incubacioacuten

La mayoriacutea de estudios de estimacioacuten de la velocidad de crecimiento micelial

se realizan midiendo el diaacutemetro del micelio del hongo en las placas de petri sin

embargo el crecimiento tambieacuten se relaciona con la densidad de micelio en el

medio (Royse 1997)

FuQuan y QiJin (2008) estudiaron el crecimiento de Pcinnabarinus por FES en

bolsas con 075 kg de salvado de trigo y aserriacuten suplementado con sacarosa y

CaCO3 a una temperatura de crecimiento de 25 a 30 ordmC un pH 70 y una humedad

32

del sustrato del 60 al 65 logroacute una colonizacioacuten completa del micelio despueacutes

de los 26 a los 30 diacuteas y la obtencioacuten de carpoacuteforos transcurridos 32 diacuteas despueacutes

de la aparicioacuten de los primordios

Holler y Brooks (1980) estudiaron el crecimiento del micelio de P cinnabarinus

por FEL utilizando extracto de malta suplementado con NaNO3 K2HPO4

MgSO47H2O KCL y FeSO47H2O y sacarosa a partir de una suspensioacuten de

esporas y tacos de agar con micelio se cultivoacute a 28 ordmC por un intervalo de 4 diacuteas

El medio de levadura-extracto de almidoacuten mostroacute el mayor aumento de peso seco

del micelio (10638 mg) en comparacioacuten con el medio extracto de madera (0336

mg)

24 Produccioacuten de metabolitos

241 Cinnabarina

La produccioacuten de cinnabarina puede realizarse in vitro en medios soacutelidos y

liacutequidos o in vivo a partir de los basidiocarpos cuya obtencioacuten es maacutes faacutecil Las

mayores concentraciones de este pigmento se obtienen en Agar Papa Dextrosa

(PDA por sus siglas en ingleacutes) y Agar Extracto de Malta (MEA por sus siglas en

ingleacutes) mientras el mayor crecimiento micelial se obtiene en medios conformados

por los extractos de los materiales lignoceluloacutesicos de donde las cepas fueron

aisladas (Cruz Muntildeoz et al 2015b) Baumer y colaboradores (2008) indican que la

velocidad de crecimiento del hongo no implica necesariamente una mayor

produccioacuten de cinnabarina Investigaciones efectuadas por Acosta-Urdapilleta y

colaboradores (2010) sugieren que el mejor sustrato para producir cinnabarina en

primordios de P sanguineus es el aserriacuten de pino seguido por el de encino y el de

cedro sin importar la cepa utilizada En dichos experimentos el contenido promedio

del cinnabarina en cajas de petri fue de 6-9 mg g de micelio mientras en primordios

del hongo fue de 56 mgg de micelio y en cuerpos fructiacuteferos bien desarrollados de

68 mgg de carpoacuteforo La ventaja de usar basidiocarpos en vez de primordios para

la extraccioacuten de cinnabarina es la posibilidad de realizar hasta dos o maacutes cosechas

del hongo lo que requiere de 242 a 356 diacuteas Sin embargo el cultivo en caja de

petri permite obtener cinnabarina mucho maacutes raacutepido entre 7 a 15 diacuteas con una

33

mayor actividad antioxidante (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez M

Adame amp col 2010) Hay que evaluar la situacioacuten si la cinnabarina es requerida

para investigaciones conviene producir el hongo en cajas de petri pero si es

requerida para uso industrial conviene maacutes producir primordios o cuerpos

fructiacuteferos

242 Vainillina

El hongo P cinnabarinus fue cultivado por Falconnier y colaboradores (1994)

utilizando un medio que conteniacutea maltosa como fuente de carbono tartrato de

diamonio como fuente de nitroacutegeno y suplementos como KH2PO4 CaCl2 MgSO4

y extracto de levadura obteniendo una concentracioacuten en el medio de cultivo de 64

mgL de vainillina En comparacioacuten Oddou y colaboradores (1999) demostraron

que este hongo basidiomiceto presenta una mayor produccioacuten de vainillina (760

mgL) usando una mezcla compuesta por fosfoliacutepidos y glucosa obteniendo

ademaacutes una gran densidad de biomasa fuacutengica El proceso fermentativo se llevoacute a

cabo en un biorreactor agitado a una velocidad de 120 rpm con un flujo de aire de

093 vvm (voluacutemenes de aire unidad de volumen de medio por minuto) al principio

del proceso fermentativo y 028 vvm posterior a los tres diacuteas manteniendo una

temperatura constante de 30 ordmC Lo anterior respalda lo dicho por Leŝtan y

colaboradores (1990) quienes demostraron que la combinacioacuten de liacutepidos y glucosa

induce el crecimiento del micelio de algunos basidiomicetos (Ander et al 1983)

243 Enzimas ligninoliacuteticas

Zimbardi y colaboradores(2016) indicaron que las fuentes de nitroacutegeno maacutes

efectivas para la produccioacuten de lacasas de P sanguineus por FES son en orden

descendente NH4Cl peptona extracto de malta caseiacutena urea extracto de

levadura asparagina KNO3 NH4NO3 (NH4)2SO4 NaNO3 Siendo la mejor fuente

de carbono para la produccioacuten de lacasa el salvado de trigo Mariacutea Eugenia Eugenio

Carbajo Martiacuten Gonzaacutelez y Villar (2009) concluyeron que la produccioacuten de lacasa

34

por hongos no soacutelo depende de las fuentes de carbono y nitroacutegeno sino tambieacuten de

la concentracioacuten de nitroacutegeno del medio de cultivo

La obtencioacuten de celulasa a partir de este hongo fue estudiada por Onofre Santos

Kagimura y Mattiello (2015) quienes reportaron que P sanguineus fue cultivado

en bagazo de cantildea enriquecido con carboximetilcelulosa glucosa NaNO3

KH2PO4 MgSO4 KCl FeSO47H2O ZnSO4 y urea a una temperatura de 30 degC y

pH 55 presentando una actividad enzimaacutetica de la celulasa de 1632 plusmn 265 Umiddotgmiddot-

La tabla 13 y 14 especifican las condiciones de cultivo para la produccioacuten de lacasa

por Pycnoporus spp y sus respectivos rendimientos

244 Inductores

La adicioacuten de inductores enzimaacuteticos constituye una estrategia para aumentar la

produccioacuten de compuestos metaboacutelicos mediante la optimizacioacuten de las

condiciones de cultivo (Schliephake et al 1993)

Seguacuten Lomascolo y colaboradores (2003) la produccioacuten de lacasa fuacutengica es

influenciada por la presencia de inductores que regulan la siacutentesis de la enzima a

nivel transcripcional empero el efecto de cada compuesto y la concentracioacuten

oacuteptima para la produccioacuten de lacasa variacutea seguacuten las diferentes cepas fuacutengicas

Compuestos fenoacutelicos como como 25-xilidina se adicionan al medio de cultivo

para incrementar la produccioacuten de lacasa (Schliephake y col 1993) tambieacuten se

reporta el uso de aacutecido feruacutelico (Levasseur et al 2014 Lomascolo y col 2003)

etanol (Eggert et al 1996) alcohol veratriacutelico e iones Cu2+ Estos dos uacuteltimos son

los inductores maacutes comunes de actividad lacasa su efecto en la produccioacuten

enzimaacutetica por FEL ha sido maacutes estudiada que por FES (Piscitelli et al 2011

Rivera-Hoyos et al 2013) Por su parte el etanol a pesar de tener un efecto

inhibidor inicial en el crecimiento del micelio es un fuerte inductor de la expresioacuten

de lacasa en P cinnabarinus permitiendo obtener altos rendimientos Meza y

colaboradores (2003) estudiaron el efecto del etanol en la produccioacuten de lacasas de

P cinnabarinus en bagazo de cantildea de azuacutecar y encontraron que la adicioacuten de etanol

al inicio de la fermentacioacuten incrementa raacutepidamente la actividad enzimaacutetica 215

veces maacutes que el sustrato que no conteniacutea etanol alcanzando niveles maacuteximos de

35

129 UmiddotL-1 despueacutes de 15 diacuteas los cuales se mantienen constantes hasta la final de

la fermentacioacuten Por otro lado el alcohol veratriacutelico estimula la produccioacuten de

peroxidasas totales (Piscitelli et al 2011) mientras los compuestos que aportan

iones de manganeso como MnSO4 son especiacuteficos para manganeso peroxidasa

(MnP) (Pezzella Guarino amp Piscitelli 2015)Las tablas 23 y 24 muestran la

influencia de algunas sustancias inductoras en la produccioacuten de lacasa fuacutengica a

traveacutes de procesos FEL y FES respectivamente

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL

EspecieCepa Inductor Actividad

enzimaacutetica

Condiciones

fermentacioacuten Referencia

P sanguineus Sin inductor 5 117 U L-1 pH 50 28 ordmC

150 rpm

(Lu y col 2007a)

25-xilidina 1 368 U L-1 pH 45 25 ordmC

125 rpm

(S Pointing Jones y

Vrijmoed 2000)

sacarosa-

asparagina

820 000 U L-1 28ordmC 200 rpm (Mariacutea Eugenia

Eugenio y col 2009)

P cinnabarinus 25-xilidina 9 600 U L-1 pH 45 30 ordmC 60

rpm

(Eggert y col 1996)

aacutecido feruacutelico 29 000 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Herpoeumll y col

2000a)

etanol 266 600 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Lomascolo y col

2003)

Los valores con unidades en rpm hacen referencia a la velocidad de agitacioacuten en

el biorreactor

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P sanguineus Hojas de palma de

aceite urea

CaCO3

466 U gmiddot-1 Humedad 75-85

25 ordmC densidad

del inoculo 30

(Vikineswary y

col 2006)

Mazorca de maiacutez

CuSO4 NH4Cl

1386 U g-1 Humedad 41 mL

g-1 sustrato 26 ordmC

(Zimbardi y col

2016)

36

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P

cinnabarinus

Bagazo de cantildea

alcohol veratriacutelico

850 U middotgmiddot-1 Humedad 70

25 ordmC

(Meza Auria

Lomascolo

Sigoillot y

Casalot 2007)

Bagazo de cantildea

etanol gaseoso

900 U middotgmiddot-1 24 ordmC Flujo

suministro etanol

40 mL min-1

(Meza

Lomascolo

Casalot Sigoillot

y Auria 2005)

Duarte Tiba Santiago Garcia y Bara (2012) estudiaron el efecto de distintos

compuestos inductores en la produccioacuten de tirosinasa por P sanguineus en

condiciones de luminosidad como estrategia para disminuir la produccioacuten de lacasa

(la cual aumenta en la oscuridad) demostrando que sustancias como aacutecido de sodio

aacutecido salicilhidroxaacutemico y feniltiourea poseiacutean una actividad inhibitoria mientras

que L-tirosina fue el mejor inductor para la produccioacuten de esta enzima seguido de

L-dopa (L-dihidroxifenilalanina 34) aacutecido cafeico (aacutecido 34 dihidroxicinaacutemico)

aacutecido 2-(4-Hydroxyphenyl) propanoico y guayacol

25 Importancia industrial

En el anexo 4 se resumen los principales metabolitos producidos por Pycnoporus

spp y su uso

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos

Los hongos de pudricioacuten blanca pueden degradar compuestos de estructura

polifenoacutelica semejante a la lignina como los compuestos xenobioacuteticos gracias a la

accioacuten de enzimas extracelulares ligninoliacuteticas producidas por estas especies que

actuacutean despolimerizando unidades no repetitivas de fenilpropanoide ligadas por

varios enlaces carbono-carbono (S B Pointing 2001 Swamy y Ramsay 1999)

Compuestos xenobioacuteticos como los colorantes industriales constituyen

37

contaminantes persistentes debido a su origen sinteacutetico por lo que pueden daacutersele

a las lacasas de Pycnoporus spp aplicaciones en biorremediacioacuten (Bumpus y Aust

1987) Schliephake y colaboradores (1993) realizaron ensayos exitosos de

decoloracioacuten de efluentes textiles (con contenido de colorantes sinteacuteticos) dentro de

un biorreactor de lecho empaquetado inmovilizando el hongo P cinnabarinus en

una membrana de nylon para que produjera lacasas demostrando la capacidad del

hongo para tolerar residuos potencialmente toacutexicos y degradarlos

252 Control bioloacutegico

El uso de hongos antagonistas ha demostrado ser una eficiente opcioacuten para el

control bioloacutegico de fitopatoacutegenos causantes de diversas enfermedades en cultivos

vegetales (Fernaacutendez-Larrea 2001 Infante Martiacutenez Gonzaacutelez amp Reyes 2009)

Estudios realizados en P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a

Mycena citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de

cafeacute causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum

Jaramillo 2012) Viecelli y Stangarlin (2010) obtuvieron resultados similares

contra Pseudocercospora griseola causante de la enfermedad ldquomancha angularrdquo en

cultivos de friacutejol tras rociar la superficie de las hojas de la planta con el extracto

acuoso obtenido del micelio de P sanguineus

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico

Algunas especies de hongos de la familia Polyporaceae producen pigmentos

rojos o anaranjados derivados de aacutecidos polipoacutericos y terpenilquinones los cuales

son causales de la coloracioacuten naranja de los hongos Pycnoporus spp (Veliacutešek y

Cejpek 2011) Los principales compuestos producidos por P sanguineus son

poliporin cinnabarina aacutecido cinabariacutenico y tramesanguina (Henrique Rosa et al

2003) A Smacircnia y colaboradores (1995) demostraron que la cinnabarina tiene

propiedades antibacterianas (Gocenoglu amp Pazarlioglu 2014) capaces de inhibir el

crecimiento de bacterias como Escherichia coli Klebsiella pneumoniae

38

Pseudomonas aeruginosa Salmonella typhi Staphylococcus aureus y miembros

del geacutenero Streptococcus siendo maacutes efectiva para el control de cocos

grampositivos que de bacilos Gram-negativos (E de F A Smacircnia et al 1998)

Ensayos utilizando P sanguineus evidenciaron la efectividad del ergosterol-58-

endoperoacutexido producido contra amastigotes de Leishmania (Viannia) panamensis

(Correa et al 2005)

Es necesario saber que los metabolitos secundarios producidos por esta especie

presentan un gran potencial antioxidante y que su eficiencia de produccioacuten no

necesariamente estaacute relacionada con la velocidad de crecimiento micelial (Borderes

et al 2011a)

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios

El aacutecido feruacutelico es un producto de la degradacioacuten de la lignina por hongos de

podredumbre blanca (Kirk 1971) Falconnier y colaboradores (1994) demostraron

el aacutecido feruacutelico de P cinnabarinus se puede biotransformar en vainillina y alcohol

vainiacutellico a traveacutes de una viacutea reductora o formar metoxihidroquinona a traveacutes de la

descarboxilacioacuten oxidativa La vainillina es una moleacutecula de alto valor comercial

aislada comuacutenmente de vainas de vainilla responsable del aroma y sabor de la

vainilla (Cid-Perez 2011) La demanda actual de alimentos producidos de forma

natural ha estimulado la buacutesqueda de medios alternativos de produccioacuten de

vainillina convirtiendo a los hongos del geacutenero Pycnoporus spp en una excelente

opcioacuten para la obtencioacuten de este aditivo alimentario (Falconnier et al 1994)

26 Marco legal

Seguacuten la Organizacioacuten de los Estados Ibero-americanos (OEI) los cambios y la

destruccioacuten de sus haacutebitats la contaminacioacuten ambiental la inadecuada poliacutetica

forestal la recoleccioacuten de cuerpos fructiacuteferos y la fragmentacioacuten de los ecosistemas

son las pesadillas de los hongos En las uacuteltimas deacutecadas han sufrido un descenso

laquocualitativo y cuantitativoraquo Por su laquopapel crucial en el funcionamiento de los

ecosistemasraquo y consciente de que las setas se han omitido en los programas de

39

conservacioacuten un grupo de micoacutelogos decidioacute realizar en 2003 la primera laquoLista

Roja preliminar de hongos en la Peniacutensula Ibeacutericaraquo que comprende hasta 67

taxones (subdivisiones de una especie) de hongos amenazados Es necesario hacer

una ley que tenga en cuenta los intereses de todos de los recolectores

acostumbrados a tomar sus setas y de la administracioacuten y comunidades autoacutenomas

que deben velar por la conservacioacuten de su patrimonio natural

Legislacioacuten internacional los seres humanos han dependido de la biodiversidad

y especiacuteficamente de los recursos geneacuteticos para producir innovar mejorar y

adaptarla a sus necesidades particulares Antes de la vigencia del Convenio sobre

la Diversidad Bioloacutegica (CDB) el acceso a los recursos geneacuteticos era libre

Normalmente las uacutenicas barreras para el acceso a estos recursos eran las distancias

y las fronteras geograacuteficas el desconocimiento de su existencia su poca adaptacioacuten

a otros ecosistemas su limitada aceptacioacuten o la falta de la verificacioacuten de su utilidad

por parte de otras culturas (Estrella Manosalvas Mariaca Ribadeneira 2005)

En el Convenio sobre diversidad bioloacutegica se define a los recursos geneacuteticos

como ldquomaterial geneacutetico de valor real o potencialrdquo y el material geneacutetico como

ldquotodo material de origen vegetal animal microbiano o de otra iacutendole que contenga

unidades funcionales de la herenciardquo

El principal objetivo de la Federacioacuten Internacional de Colecciones de Cultivo

(WFCC) la cual es un conjunto de comiteacutes comisiones y federaciones (COMCOF)

de la Unioacuten Internacional de Sociedades Microbiologiacutea (IUMS) Unioacuten

Internacional de Ciencias Bioloacutegicas (IUBS) es la promocioacuten y desarrollo de

cultivos de microorganismos y liacuteneas celulares La coleccioacuten de cultivos se debe

realizar de forma segura y de conformidad con las diferentes legislaciones y

regulaciones que controlan este tema en el proceso de aislamiento manipulacioacuten

almacenamiento y distribucioacuten de microrganismo y cultivos celulares hay muchas

etapas en las que se requiere conformidad con la ley regulaciones o convenciones

internacionales una coleccioacuten de cultivos deberiacutea tener conformidad en

Requerimientos en salud y seguridad

40

Clasificacioacuten de los microorganismos en funcioacuten de su riesgo

Regulaciones de cuarentena

Derechos de propiedad intelectual

Convencioacuten sobre diversidad bioloacutegica Informacioacuten segura suministrada al receptor

de los microorganismos

Regulaciones gubernamentales sobre el enviacuteo de cultivos

Control en la distribucioacuten de organismos peligrosos

Tratado de Budapest (para los depoacutesitos de patentes) (WFCC 2010)

Legislacioacuten nacional

Que los artiacuteculos 14 74 275 276 387 388 de la Constitucioacuten de la Repuacuteblica

reconoce el derecho de la poblacioacuten a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente

equilibrado que garantice la sostenibilidad y el buen vivir Declara de intereacutes

puacuteblico la preservacioacuten del ambiente la conservacioacuten de los ecosistemas la

biodiversidad y la integridad del patrimonio geneacutetico del paiacutes la prevencioacuten del

dantildeo ambiental y la recuperacioacuten de los espacios naturales degradados

(Constitucioacuten poliacutetica de la repuacuteblica del Ecuador)

Que el Art 86 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declara de intereacutes

puacuteblico a la conservacioacuten de los ecosistemas la biodiversidad y el patrimonio

geneacutetico del paiacutes a la recuperacioacuten de espacios naturales degradados al

establecimiento de un Sistema Nacional de Aacutereas Naturales Protegidas que

garanticen la conservacioacuten de la biodiversidad y el mantenimiento de los servicios

ecoloacutegicos

Que los Arts 89 242 y 248 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declaran

respectivamente que el Estado tomaraacute medidas orientadas a regular bajo estrictas

normas de bioseguridad la propagacioacuten en el medio ambiente la experimentacioacuten

el uso la comercializacioacuten y la importacioacuten de organismos geneacuteticamente

modificados que la organizacioacuten y funcionamiento de la economiacutea responderaacute

41

entre otros principios al de sustentabilidad y ratifica el derecho soberano del

Estado sobre la biodiversidad promoviendo su conservacioacuten y utilizacioacuten

sustentable con la participacioacuten de las poblaciones involucradas y de conformidad

con los convenios y tratados internacionales Que el Ecuador suscribioacute y ratificoacute el

Convenio sobre la Diversidad Bioloacutegica seguacuten consta en los Registros Oficiales

No 109 del 18 de enero de 1993 y el 146 del 16 de marzo de 1993 El cual regula

la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de la biodiversidad y sus componentes y

establece la participacioacuten justa y equitativa en los beneficios que se deriven de la

utilizacioacuten de los recursos geneacuteticos asociados reconociendo el derecho soberano

que ejercen los Estados sobre sus recursos bioloacutegicos Que el Estado ha suscrito y

ratificado varios Convenios Internacionales relacionados con la conservacioacuten de la

biodiversidad tales como la Convencioacuten sobre Humedales de Importancia

Internacional especialmente como Haacutebitat de Aves Acuaacuteticas o Convencioacuten de

Ramsar la Convencioacuten para la Proteccioacuten del Patrimonio Mundial Cultural y

Natural la Convencioacuten sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas

de Flora y Fauna Silvestres (CITES) Convenio Marco de Cambio Climaacutetico el

Tratado de Cooperacioacuten Amazoacutenica entre los maacutes relevantes Que estaacuten vigentes

en el Ecuador normas de aplicacioacuten regional de la Comunidad Andina de manera

especial las Decisiones de la Comisioacuten del Acuerdo de Cartagena Nos 344 345

391 y 486 relativas a la Propiedad Industrial la proteccioacuten a los Derechos de los

Obtentores de Variedades Vegetales y al Acceso a los Recursos Geneacuteticos Que la

biodiversidad constituye la base del capital natural del paiacutes capaz de proporcionar

un flujo constante de bienes y servicios cuya conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable

permitan satisfacer las necesidades humanas de consumo y produccioacuten y

garanticen el sustento de la vida Que la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de

la biodiversidad son de intereacutes nacional por su importancia econoacutemica ecoloacutegica

geneacutetica social cultural cientiacutefica educativa recreativa y esteacutetica y por lo tanto

tiene un valor estrateacutegico para el desarrollo sustentable presente y futuro del

Ecuador Que siendo el Ecuador uno de los paiacuteses de mayor biodiversidad del

mundo catalogado como mega diverso constituye una prioridad para el paiacutes

proteger su riqueza bioloacutegica y cultural asociada para las generaciones presentes y

futuras ante la preocupante y considerable reduccioacuten y peacuterdida de la biodiversidad

42

como consecuencia de determinadas actividades humanas en el paiacutes Que es

indispensable expedir normas que rijan la conservacioacuten y uso sustentable de la

biodiversidad (Ley para la conservacioacuten y uso sustentable de la biodiversidad

1993)

CAPIacuteTULO VIII De la Investigacioacuten y Capacitacioacuten Forestales

Art 50- El Ministerio del Ambiente promoveraacute realizaraacute y coordinaraacute la

investigacioacuten relativa a la conservacioacuten administracioacuten uso y desarrollo de los

recursos forestales y de las aacutereas naturales del patrimonio forestal

Art 51- Para el cumplimiento de las actividades previstas en el artiacuteculo anterior

al Ministerio del Ambiente le corresponde

a) Crear centros de investigacioacuten sobre especies forestales nativas y exoacuteticas de

fauna y flora silvestres

b) Suscribir convenios relativos a la investigacioacuten capacitacioacuten y educacioacuten

forestales

c) Ejecutar programas de capacitacioacuten y adiestramiento en conservacioacuten

administracioacuten y desarrollo de recursos forestales y aacutereas naturales de patrimonio

del Estado

d) Establecer en coordinacioacuten con el Ministerio de Educacioacuten y Cultura y otras

entidades del sector puacuteblico programas de educacioacuten y divulgacioacuten relativas a los

aspectos mencionados en el literal anterior

e) Organizar cursos de capacitacioacuten forestal y de conservacioacuten conjuntamente

con el Servicio Ecuatoriano de Capacitacioacuten Profesional -SECAP- y otras entidades

y dependencias del sector puacuteblico o privado

f) Las demaacutes que le asignen esta Ley y los reglamentos (Ley forestal y

conservacioacuten de aacutereas 2004)

Toda esta riqueza biodiversa en el Ecuador corre gran peligro de que por falta

de una legislacioacuten que lo proteja sea amenazada por el intereacutes de convertir no en

43

elementos vitales para el Sumak Kawsay sino que apetecido por sus componentes

convertirlos en mercanciacuteas y llevarlos al mercado globalizado De hecho parte de

la destruccioacuten y desaparicioacuten de especies ha sido por falta de una legislacioacuten

responsable y soberana para la proteccioacuten de la biodiversidad asiacute como la

responsabilidad de los gobiernos de turno que no han visto a estos seres vivos como

titulares de derecho (Ley orgaacutenica de la biodiversidad 2011)

El Coacutedigo Orgaacutenico del Ambiente (COA) manifiesta en el Titulo III DE LOS

DERECHOS DEBERES Y PRINCIPIOS AMBIENTALES art5 derecho de la

poblacioacuten a vivir en un ambiente sano

El derecho a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente equilibrado

comprende

1- La conservacioacuten manejo sostenible y recuperacioacuten del patrimonio natural la

biodiversidad y todos sus componentes con respeto a los derechos de la naturaleza

y a los derechos colectivos de las comunas comunidades pueblos y nacionalidades

2- El manejo sostenible de los ecosistemas con especial atencioacuten a los

ecosistemas fraacutegiles y amenazados tales como paramos humedales bosques

nublados bosques tropicales secos y huacutemedos manglares y ecosistemas marinos y

marinos-costeros

3- La intangibilidad del Sistema Nacional de Aacutereas Protegidas en los teacuterminos

establecidos en la constitucioacuten y la Ley

4- La conservacioacuten preservacioacuten y recuperacioacuten de los recursos hiacutedricos

cuencas hidrograacuteficas y caudales ecoloacutegicos asociados al ciclo hidroloacutegico

5- La conservacioacuten y uso sostenible del suelo que prevenga la erosioacuten la

degradacioacuten la desertificacioacuten y permita su restauracioacuten

6- La prevencioacuten control y reparacioacuten integral de los dantildeos ambientales

7- La obligacioacuten de toda obra proyecto o actividad en todas sus fases de

sujetarse al procedimiento de evaluacioacuten de impacto ambiental

44

8- El desarrollo y uso de praacutecticas y tecnologiacuteas ambientalmente limpias y

sanas asiacute como de energiacuteas alternativas no contaminantes renovables

diversificadas y de bajo impacto ambiental

9- El uso experimentacioacuten y el desarrollo de la biotecnologiacutea y la

comercializacioacuten de sus productos bajo estrictas normas de bioseguridad con

sujecioacuten a las prohibiciones establecidas en la Constitucioacuten y demaacutes normativa

vigente

Los principios ambientales deberaacuten ser reconocidos e incorporados en toda

manifestacioacuten de la administracioacuten puacuteblica asiacute como en las providencias judiciales

estos principios son

Responsabilidad integral - Responsabilidad de quien promueve una

actividad que genere o pueda generar impacto sobre el ambiente

Mejor tecnologiacutea disponible y mejores praacutecticas ambientales - El estado

deberaacute promover a los sectores puacuteblicos y privados el desarrollo y uso de

tecnologiacuteas ambientalmente limpias y de energiacutea alternativa no

contaminantes y de bajo impacto que minimicen en todas las fases de una

actividad productiva

TIacuteTULO I DE LA CONSERVACIOacuteN DE LA BIODIVERSIDAD

Articulo 31- La conservacioacuten de la biodiversidad se realizaraacute in situ o ex situ

en funcioacuten de sus caracteriacutesticas ecoloacutegicas niveles de endemismo categoriacutea de

especies amenazadas de extincioacuten para salvaguardar el patrimonio bioloacutegico de la

erosioacuten geneacutetica

Articulo 32- Se promoveraacuten y regularaacuten las investigaciones cientiacuteficas in situ

y ex situ que comprendan actividades de extraccioacuten coleccioacuten recoleccioacuten

importacioacuten movilizacioacuten transportacioacuten exportacioacuten y disposicioacuten temporal o

final de especies de vida silvestre

Articulo 33- La biodiversidad terrestre insular marina y dulceacuiacutecola seraacute

conservada in situ Se procuraraacute el uso sostenible de sus componentes de forma tal

45

que no se ocasione su disminucioacuten a largo plazo para mantener su potencial de

satisfacer las necesidades de las generaciones presentes y futuras

Articulo 35- Para la proteccioacuten de la vida silvestre se establecen las siguientes

condiciones a las personas naturales y juriacutedicas

1 Conservar las especies de vida silvestre en su habitad natural prohibiendo

su extraccioacuten salvo las consideraciones para investigacioacuten repoblacioacuten de

especies con cualquier tipo de amenaza y las establecidas en este coacutedigo

2 Reconocer el uso tradicional y el aprovechamiento de las especies de vida

silvestre por motivos de subsistencia o por praacutecticas culturales medicinales

3 Promover investigaciones sobre vida silvestre para difundir el

bioconocimiento dentro del territorio nacional

Articulo 66- Son medios de conservacioacuten de especies de vida silvestre los que

se detallan a continuacioacuten

Viveros

Jardines botaacutenicos

Zooloacutegicos

Centros de criacutea y reproduccioacuten sostenible

Centros de rescate y rehabilitacioacuten

Bancos de germoplasma

Acuarios

TIacuteTULO IV RECURSOS GENEacuteTICOS Y SUS DERIVADOS

BIOSEGURIDAD BIOCOMERCIO

Artiacuteculo 72- Los derechos otorgados sobre los recursos bioloacutegicos no conceden

derecho alguno sobre los recursos geneacuteticos o sus derivados no sobre los

conocimientos colectivos asociados a estos Las investigaciones realizadas sobre

los recursos geneacuteticos deberaacuten ser sistematizadas y ser recopiladas por el Instituto

Nacional de Biodiversidad

Artiacuteculo 75- Las normas de bioseguridad regularaacuten los productos de la

biotecnologiacutea moderna con el objeto de contribuir a la conservacioacuten y el uso

46

sostenible de la biodiversidad y garantizar los derechos de la salud humana y el

ambiente

Articulo 80- La Autoridad Ambiental Nacional regularaacute el biocomercio para

lo cual deberaacute considerar los objetivos de la conservacioacuten de la biodiversidad la

sostenibilidad social econoacutemica y ambiental asiacute como la distribucioacuten justa de los

beneficios de conformidad con las disposiciones de este coacutedigo

En los uacuteltimos antildeos se ha observado la accioacuten paralela de numerosas

organizaciones gubernamentales y no gubernamentales universidades

comunidades e individuos que han desplegado acciones en favor de la

biodiversidad del rescate de los conocimientos praacutecticas e innovaciones

relacionados a eacutesta y de la documentacioacuten o desarrollo de meacutetodos para la

conservacioacuten y utilizacioacuten sostenible de estos recursos entre otras acciones

El lograr la conservacioacuten y uso sostenible de la biodiversidad implica lograr

beneficios para el ser humano sin agotar el recurso y asegurar las posibilidades de

aprovechamiento de la biodiversidad para las proacuteximas generaciones En este

sentido la biodiversidad puede conservarse mediante dos estrategias

bull La estrategia de conservacioacuten in situ

bull La estrategia de conservacioacuten ex situ (Estrella amp col 2005)

47

3 MARCO METODOLOacuteGICO

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa

Pycnoporus spp

El objetivo de este experimento es aislar identificar y caracterizar la cepa nativa

ecuatoriana del hongo Pycnoporus spp

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de Pycnoporus sanguineus

48

311 Materiales y meacutetodos

El trabajo experimental se realizoacute en el laboratorio de Biotecnologiacutea Fuacutengica del

Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente (CEBA) en convenio con el

Ingenio Azucarero del Norte (IANCEM) localizado en la Ciudad de Ibarra a 2241

msnm (UTM WGS84 17 N 816705 Este 36766 Norte) con una temperatura

promedio de 18 degC

3111 Aislamiento

La muestra de hongo Pycnoporus spp se recolectoacute de un bosque de la ciudad de

Tena a una altitud de 543 msnm UTM WGS84 18N 186566 Este 9891710 Norte

la misma se encontroacute creciendo naturalmente en troncos de la madera piguumle

(Pollalesta discolor) en proceso de descomposicioacuten

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus

49

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de Pollalesta discolor

Para la presente investigacioacuten la reproduccioacuten celular se realizoacute tanto por medio

de tejido como por esporas en un medio rico en Agar Papa Dextrosa (PDA) y Agar

extracto de Malta (MEA) siguiendo la teacutecnica descrita por Pineda (2014) se

preparoacute el medio con agua destilada y se esterilizoacute por 15 minutos en autoclave a

15 PSI y 121 degC El medio esteacuteril se sirvioacute en caja petri y se procedioacute a inocular

con tejido y espora de la especie seleccionada (Pineda 2014) Las muestras

inoculadas se incubaron a 22 degC y se observoacute el crecimiento del hongo durante seis

diacuteas

3112 Identificacioacuten

La identificacioacuten fue realizada por el laboratorio especializado IDgen-

Identificacioacuten Molecular localizado en la ciudad de Quito Para ello se usoacute dos

muestras de cepas puras de la especie Pycnoporus previamente aisladas con coacutedigo

CEBA-T-PS-010116 son cultivos axeacutenicos de hongos creciendo en agar

Se realizoacute la identificacioacuten molecular de microorganismos (Extraccioacuten de ADN

Amplificacioacuten de barcode secuenciacioacuten estaacutendar ensamblaje de productos de

50

PCR y buacutesqueda en base de datos) El meacutetodo de determinacioacuten se realizoacute por

identificacioacuten molecular por barcoding

Los procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR se

describen en el detalle de protocolos (anexo 1) Los productos de PCR fueron

depurados previo a su secuenciacioacuten El producto de amplificacioacuten limpio y los

primeros ITS1 ITS4 ITS5 EF1-983F EF1-2218R fueron utilizados para la

secuenciacioacuten con el meacutetodo SANGER Se limpiaron y ensamblaron las secuencias

obtenidas con el programa bioinformaacutetico GENEIOUS y se compararon las

secuencias ensambladas con la base de datos de nucleoacutetidos de GenBank

3113 Caracterizacioacuten

La caracterizacioacuten del Pycnoporus sanguineus estudiada se realizoacute a traveacutes del

anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico el cual se realizoacute en el laboratorio del INIAP

localizado en la ciudad de Quito Se realizoacute un anaacutelisis proximal macro y micro

elementos siguiendo las normas y meacutetodos de la institucioacuten

312 Resultados y discusioacuten

3121 Aislamiento

En la figura 34 se presenta los cuerpos fructiacuteferos de los hongos Pycnoporus

sanguineus que se recolectaron en la ciudad del Tena Ecuador los mismos que se

almacenaron en bolsa de polietileno y se llevaron al laboratorio

51

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno

En la figura 35 se presenta el proceso de preparacioacuten del medio de cultivo para la

especie nativa

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA

52

En la figura 36 y 37 se presenta el procedimiento para la obtencioacuten de esporas

tejido e inoculacioacuten de la especie nativa de Pycnoporus spp

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo

En la figura 38 se presenta el cultivo de Pycnoporus spp creciendo en un medio

rico luego de 6 diacuteas de incubacioacuten a 22 degC el mismo que se procedioacute a su

purificacioacuten por la teacutecnica de repique hasta lograr una cepa pura la cual fue

53

codificada como CEBA-T-PS-010116 y almacenada en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos del CEBA

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus sanguineus

(Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et al 2015a E de F A Smacircnia Smacircnia Juacutenior

amp Loguercio-Leite 1998 Vikineswary et al 2006) coinciden con la teacutecnica

utilizada en la presente investigacioacuten (Pineda 2014) realizar el aislamiento en un

medio de cultivo Agar Papa Dextrosa mientras (Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et

al 2015a) utilizaron como medio de cultivo Agar Harina Integral de Trigo asiacute como

(Acosta et al2010 Atteke y col 2013 Cruz Muntildeoz et al 2015a Machuca amp

Ferraz 2001 Schliephake et al 1993 Uzan et al 2010) manifiestan utilizar como

medio de cultivo Agar Extracto de Malta a esto antildeade (Cruz Muntildeoz et al 2015)

utilizar como medio de cultivo medios afines al material vegetal de donde se

recolectoacute y (Boumlse 1946) utiliza Medio Czapek-Dox con sulfato de manganeso

algunas veces adicionado con extracto de semillas de guisantes o salvado de trigo

Seguacuten (Cruz Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll et al2000b Schliephakeet al 1993)

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura

54

3122 Identificacioacuten

El ADN de cada una de las muestras fue extraiacutedo y con el fin de identificar la

calidad de la extraccioacuten se realizoacute una electroforesis Las extracciones de ADN

genoacutemico obtenidos evidencian una calidad alta y una concentracioacuten superior a 400

ng de ADN por cada 8 ul de extracto Se utilizoacute las extracciones de ADN

pertenecientes a las muestras para la amplificacioacuten del fragmento ITS Se puede

evidenciar que no existen productos de amplificacioacuten para las muestras por lo que

para estas se decidioacute amplificar un fragmento del factor de elongacioacuten 1 alfa (EF1a)

Adicionalmente se diluyeron las muestras hasta una concentracioacuten de 30nguL

para descartar procesos inhibitorios de la PCR debido a una elevada concentracioacuten

de ADN previo a su utilizacioacuten en el ensamblaje de la PCR

Se determina que la cepa nativa estudiada codificada como CEBA-T-PS-

010116 corresponde a la especie Trametes sanguinea en la longitud 652 949

de calidad y 99 de identidad en el fragmento ITS

En el meacutetodo utilizado para la identificacioacuten coincido con (Cruz Muntildeoz y col

2015) el cual manifiesta La identificacioacuten se realizoacute a nivel molecular para lo cual

se enviaron dos muestras de colonias puras (punta de hifa) al laboratorio de la

Estacioacuten Nacional de Epidemiologiacutea Cuarentena y Saneamiento Vegetal en

Quereacutetaro Quereacutetaro para la extraccioacuten del ADN ribosomal y su amplificacioacuten

secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes del Centro

Nacional para la Informacioacuten Biotecnoloacutegica (NCBI EEUU)

De acuerdo con la base de datos Catalogue of Life la especie estudiada se

clasifica

Filo Basidiomicota

Clase Agaricomicetes

Orden Polyporales

Familia Polyporaceae

Geacutenero Pycnoporus

Especie sanguineus

55

Los sinoacutenimos para Pycnoporus sanguineus (L) (Murrill 1904) (nombre

vaacutelido) son Trametes sanguinea (L) (Lloyd 1924) Trametes sanguinea var

intermedia (Corner 1989) Trametes sanguinea var major (Corner 1989)

Trametes sanguinea var sanguinea (L) (Lloyd 1924) determinaacutendose que la

especie nativa ecuatoriana pertenece a la especie Pycnoporus sanguineus(Roskov

Y 2016)

3123 Caracterizacioacuten

De los resultados obtenido para el anaacutelisis proximal por el laboratorio del INIAP

se determina que la cepa nativa de Pycnoporus sanguineus tiene una humedad

1112 cenizas 209 EE (Extracto eteacutereo) 089 proteiacutena 1372 fibra

3418 ELN (Extracto libre de nitroacutegenos) 4912 Para el anaacutelisis de minerales

macro elementos se determinoacute que contiene calcio 027 foacutesforo 035 magnesio

006 potasio 052 sodio 001 Para micro elementos cobre 3ppm hierro 136

ppm manganeso 54 ppm zinc 58 ppm En la literatura se encuentra los

metabolismos secundarios asiacute tenemos que (Atteke et al 2013) (Berrio et al 2007)

(Camarero et al 2004) (Camarero et al 2005 ME Eugenio et al 2010) (Lu et al

2007b Machuca amp Ferraz 2001) (Madhavi amp Lele 2009 Munusamy et al 2008

Ramiacuterez-Cavazos et al 2014) (Sigoillot et al 2002 2004) (Xu et al 2000)

manifiestan la produccioacuten de lacasa ademaacutes antildeade (Boumlse 1946 Henrique Rosa et

al 2003) la produccioacuten de poliporina (Achenbach amp Blumm 1991 Acosta et al

2010 Cruz Muntildeoz et al 2015ordf Dias amp Urban 2009 A Smacircnia et al 2003 E de

F A Smacircnia et al 1998) manifiestan la produccioacuten de Cinabarina fenoxacina otra

consideracioacuten la hace (Achenbach amp Blumm 1991) el cual manifiesta la

produccioacuten O-acetyl-cinabarina pero ninguno de los autores anteriormente

mencionados manifiesta la caracteriacutesticas quiacutemicas a nivel proximal y de minerales

de la especie

56

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es desarrollar un protocolo para la conservacioacuten

de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

321 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue aislada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego

se inocularon con la cepa nativa seleccionada y se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC

Los tubos colonizados fueron liofilizados en un equipo liofilizador de bandejas

marca VirTiswizard 20 a una temperatura de -40ordmC por 26 horas a una presioacuten de

57

vaciacuteo de 300 atm la cepa liofilizada fue depositada en el banco de recursos

geneacuteticos microbianos del CEBA (Pineda 2014) para su conservacioacuten

322 Resultados y discusioacuten

En la figura 310 se presenta el procedimiento para el cultivo de Pycnoporus

sanguineus en tubos se observa el crecimiento del micelio en los dos medios de

cultivo (MEA y PDA) a una temperatura de 22 ordmC durante 6 diacuteas

En la figura 311 y 312 se presenta el procedimiento para la liofilizacioacuten de las

muestras de Pycnoporus sanguineus como se observa se coloca los tubos de ensayo

con las cepas cultivadas en la bandeja y luego se carga el liofilizador el cual arranca

su operacioacuten con una temperatura de 15 ordmC disminuyendo la temperatura durante 8

horas hasta llegar -50 degC como se observa en la figura 311 disminuyendo 10 ordmC

cada hora durante 8 horas hasta llegar a ndash 50 ordmC luego empieza el proceso de secado

en el cual se aumenta la temperatura 10 ordmC durante 18 horas hasta llegar a 40 ordmC a

un presioacuten de vaciacuteo de menos 300 atm

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten

58

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus

En la figura 313 se presenta la muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

como se observa luego de 26 horas en el liofilizador las muestras estaacuten totalmente

deshidratadas y listas para el protocolo de conservacioacuten

59

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

Existen meacutetodos de conservacioacuten por liofilizacioacuten para otras especies en la cual

los autores solo recomiendan que es el mejor meacutetodo para conservacioacuten sin

embargo no se establece un procedimiento para realizar esta teacutecnica y mucho

menos se encontroacute informacioacuten sobre el proceso de liofilizacioacuten para la especie

Pycnoporus sanguineus en la presente investigacioacuten queda establecido el

procedimiento a seguir para conservar por esta teacutecnica la especie estudiada

Al conservar la especie a largo plazo se garantiza que por el deterioro o

destruccioacuten del ecosistema la especie no desaparezca aportando con la cepa nativa

en

Ambiental- el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de compuestos

recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su sistema

enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en aserraderos

(Kirk 1971) P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a Mycena

citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de cafeacute

causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum Jaramillo

2012)

60

Econoacutemico - La implementacioacuten de este proyecto a escala industrial generariacutea

ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa nativa

ecuatoriana Pycnoporus sanguineus

Social - Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial farmaceacuteutico

En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la sangre eliminar

verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas menopaacuteusicos y

del vientre

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es seleccionar el mejor medio de cultivo para la

produccioacuten de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus a partir de cepa

liofilizada

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de Pycnoporus sanguineus

331 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue liofilizada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

61

Disentildeo experimental la experimentacioacuten se planificoacute con un disentildeo

completamente al azar (DCA) con cinco reacuteplicas y completamente aleatorio El

factor de estudio fue el medio de cultivo con los niveles MEA y PDA como variable

de respuesta se establecioacute la velocidad de crecimiento lineal de la cepa del hongo

Los paraacutemetros de operacioacuten como la temperatura y la presioacuten se mantuvieron

contaste a 22degC y 101 325 Pa como factor de ruido se consideroacute el nivel de luz

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en cajas petri y luego se

inocularon con cepa nativa de Pycnoporus sanguineus y se incubaron por 7 diacuteas a

22 degC se tomoacute las medidas de crecimiento (Pineda 2014)

332 Resultados y discusioacuten

En la tabla 31 se presenta la matriz de resultados experimentales como se

observa el tratamiento 1 tiene la mayor velocidad de crecimiento lineal medida en

mmdiacutea

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada

Tratamientos Velocidad de crecimiento

MEA PDA

1 392 292

2 383 292

3 375 283

4 383 275

5 392 283

Valor promedio (Ẋ) 385 285

Varianza (Ợ2) 000515 000515

Desviacioacuten estaacutendar (Ợ) 00717635 00717635

Coeficiente de varianza (CV) 186399 251802

62

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

MEDIOS Media Error tiacutep Intervalo de confianza 95

Liacutemite inferior Liacutemite superior

MEA 3850 032 3776 3924

PDA 2850 032 2776 2924

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

385 a

285 b

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA

Vel

oci

dad

de

crec

iem

ien

to

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA MEA PDA PDA MEA PDA PDA MEA MEA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Velocidad Promedio Limete superior Limete inferior

63

Anaacutelisis de varianza

En la tabla 33 se presenta el anaacutelisis de varianza que descompone la varianza de

Velocidad en dos componentes un componente entre-grupos y un componente

dentro-de-grupos La razoacuten-F que en este caso es igual a 485437 es el cociente

entre el estimado entre-grupos y el estimado dentro-de-grupos Puesto que el valor-

P de la prueba-F es menor que 005 existe una diferencia estadiacutesticamente

significativa entre la media de Velocidad entre un nivel de Medio y otro con un

nivel del 950 de confianza

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio

Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razoacuten-F Valor-P

Entre grupos 25 1 25 48544 00000

Intra grupos 00412 8 000515

Total (Corr) 25412 9

Pruebas de Rangos Muacuteltiple para Velocidad por Medio (950 LSD)

Se aplica un procedimiento de comparacioacuten muacuteltiple para determinar cuaacuteles

medias son significativamente diferentes de otras La mitad inferior de la salida

muestra las diferencias estimadas entre cada par de medias En la parte superior de

la tabla 34 se han identificado 2 grupos homogeacuteneos seguacuten la alineacioacuten de las Xs

en columnas No existen diferencias estadiacutesticamente significativas entre aquellos

niveles que compartan una misma columna de Xs El meacutetodo empleado

actualmente para discriminar entre las medias es el procedimiento de diferencia

miacutenima significativa (LSD) de Fisher Con este meacutetodo hay un riesgo del 50 al

decir que cada par de medias es significativamente diferente cuando la diferencia

real es igual a 0

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher

Medio Casos Media Grupos Homogeacuteneos

PDA 5 285 X

MEA 5 385 X

64

Como se observa la mayor velocidad de crecimiento lineal se presenta cuando

se trabaja con MEA con una velocidad promedio de 385 mmdiacutea Identificando

que el mejor medio para la produccioacuten del hongo es el Agar Extracto de Malta

(MEA)

En la figura 317 se observar el crecimiento de la cepa y determinar la velocidad

de crecimiento lineal en los medios de cultivo estudiados

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa

(Acosta-Urdapilleta et al 2010) manifiesta de que las velocidades maacutes altas de

crecimiento fueron de 9 mm diacutea utilizando sustratos hervidos encino lirio trigo y

avena y la menor velocidad 2 mm diacutea se dio con el tratamiento bajo cedro con

PDA obtiene velocidades de crecimiento de 17 a 35 mmdiacutea (Cruz Muntildeoz et al

2015) manifiesta que obtuvo velocidades de crecimiento de 48 mmdiacutea con

extracto de casuarina y 61 mmdiacutea con extracto de mango coincido con Acosta

(2016) en la velocidad al utilizar extracto PDA ya que en la presente investigacioacuten

obtuvimos velocidad de crecimiento 285 mmdiacutea sin embargo el mejor medio de

cultivo utilizado es MEA con 385 mmdiacutea

65

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de

Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

El objetivo de este acaacutepite es realizar una ficha para la conservacioacuten de la cepa de

Pycnoporus sanguineus

341 Introduccioacuten

Al determinar en queacute medio de cultivo tuvo mayor velocidad de crecimiento la

cepa seleccionada se deberiacutea tener un registro en un banco de recursos geneacuteticos

microbianos que garanticen la conservacioacuten de la cepa para en un futuro aprovechar

de manea sustentable el recurso fuacutengico

Ecuador posee un vasto territorio con una riqueza microbioloacutegica muy amplia y

poco estudiada por lo que la conservacioacuten de los recursos geneacuteticos propios de

nuestros ecosistemas resulta esencial para evitar la peacuterdida de biodiversidad y el

acceso a genomas y oportunidades diferentes a las de otras regiones geograacuteficas

Sin embargo nuestro paiacutes no posee auacuten una ley de Acceso a sus recursos geneacuteticos

ni tiene sistematizados los bancos donde estos recursos se conservan

El objetivo de establecer el banco de recursos geneacuteticos microbianos potenciales

para el desarrollo de la Biorefineria ecuatoriana mediante la identificacioacuten

aislamiento cultivo y conservacioacuten de cepas puras que permitan el maacuteximo

aprovechamiento de las materias primas utilizando como insumo la biodiversidad

ecuatoriana en el marco del desarrollo sostenible (Pineda 2016) banco de

recursos geneacuteticos microbianos es el reguardo inalterable del patrimonio geneacutetico

nacional de microorganismos Para esto se debe contar con infraestructura y

equipos de laboratorio contar con profesionales especialistas en el manejo

conservacioacuten y preservacioacuten de cepas nativas fuacutengicas A traveacutes de procesos de

liofilizacioacuten se conservan las cepas por un periodo determinado Respaldos de las

muestras y efectivas medidas de seguridad aseguraran que la cepa se mantendraacute en

condiciones oacuteptimas De esta manera se permitiraacute potenciar la innovacioacuten cientiacutefica

local y posesionar a Ecuador como un centro tecnoloacutegico siendo su principal

objetivo la conservacioacuten a largo plazo de cepas propios de la geografiacutea ecuatoriana

66

ya que estaacuten bajo permanente amenaza de desaparecer ya sea por acciones humanas

o situaciones naturales

Con la creacioacuten del banco de recursos geneacuteticos microbianos se lograriacutea

Preservar y proteger los recursos geneacuteticos

Contribuir y propiciar su uso ordenado racional y sustentable

Coadyuvar las acciones de recoleccioacuten aislamiento identificacioacuten

caracterizacioacuten potenciacioacuten uso y preservacioacuten

Difundir la importancia estrateacutegica de conservacioacuten del medio ambiente

entre a comunidad cientiacutefica y la poblacioacuten en general

Preservar proteger mejorar y promover el uso sustentable de la riqueza

geneacutetica del paiacutes

El hongo Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial

farmaceacuteutico En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la

sangre eliminar verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas

menopaacuteusicos y del vientre (Acosta 2016) Los cientiacuteficos del banco brasilentildeo

estaacuten intentando domesticar o producir en laboratorios el hongo Pycnoporus

sanguineus ya que tiene fines terapeacuteuticos por ejemplo sentildeala que la

especie Pycnoporus sanguineus es usada por indiacutegenas amazoacutenicos para tratar

uacutelceras y caacutencer Y agrega que si se lograse su cultivo artificial con cepas

vigorosas podriacutea servir en otros laboratorios para investigaciones de caraacutecter

quiacutemico y biotecnoloacutegico por sus propiedades farmacoloacutegicas (BBC 2015) La

definicioacuten de la produccioacuten anual de hongo fresco se realiza teniendo en cuenta las

poliacuteticas y estrategias concebidas dentro del Plan Nacional de Desarrollo del

Ecuador Entre las estrategias se establece el fomento a la produccioacuten para el

consumo interno mediante el apoyo financiero y teacutecnico a pequentildeos y medianos

productores y a las comunidades campesinas (SEMPLADES 2009) El costo de

cepas de Pycnoporus sanguineus no se encontroacute sin embargo el costo para otras

especies es de 150 USD por lo que tener conservada las cepas no solo seriacutea rentable

sino tambieacuten se deja abierto para futuras investigaciones

67

342 Ficha Pycnoporus sanguineus

68

69

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus

Codigo

Bacteria Hongo x

Denominacion de la cepa utilizada por el depositante

Si x No

Si No x

Si No x

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3

Humanos Animales Plantas

CEBA-T-PS-010116TIPO DE MICROORGANISMO

Nombre cientiacutefico

iquestConoce el tipo de cepa

iquestEl microorganismo alberga un plagravesmido natural

iquestSe manipulo geneacuteticamente al microorganismo

DESIGNACIOacuteN DE LA CEPA

Pycnoporus sanguineus

INFORMACIOacuteN RELATIVA

William Goacutemez

Ecuador

Napo Tena UTM 18 S 186563 9891708

1472016

Fuente

Paiacutes de origen

Provincia Ciudad si es posible latitud y longitud

Fecha de recoleccioacuten

5102016

Datos de muestreo

Aislamiento de la cepa

Provincia Ciudad donde fue aislado

Si no aisloacute la cepa siacutervase indicar a los cientiacuteficos o

laboratorios que lo hicieron

Aislado por

Imbabura Ibarra

Dr Julio Pineda

William GoacutemezRecolectado por

Fecha del aislamiento

Evaluacioacuten del riesgo

Grupo de riesgo

Patoacutegeno para

Temperatura 23 ordmC Tiempo de encuvacioacuten

iquestEste microorganismo sobrevive a la congelacioacuten Si x No

Nombre

Institucioacuten

Direccioacuten

Email

Teleacutefono

Fecha

Firma

26 dias

CRECIMIENTO Y MANTENIMIENTO

Meacutetodo usado para la identificacioacuten de la cepa Secuenciacioacuten ADN

Motivo del deposito (Aplicaciones biotecnologicas control de calidad etc) Conservacioacuten

INFORMACIOacuteN ADICIONAL

Requerieintos especiales (Luz gas etc)

Medio de cultivo Agar malta

1522017

IFORMACIOacuteN DE LA PERSONA QUE DEPOacuteSITA

William Goacutemez

CEBA

Tena 8-20 y Tungurahua

williamedissnyahooes

983000610

70

4 CONCLUSIONES

Se establecioacute un protocolo para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten

del hongo nativo Pycnoporus spp aislado de la ciudad del Tena lo cual

representa un aporte al desarrollo cientiacutefico y tecnoloacutegico

Por primera vez se desarrolla un procedimiento para la conservacioacuten de la cepa

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus por liofilizacioacuten meacutetodo que

garantiza la conservacioacuten de la especie por maacutes de 23 antildeos y su manejo de forma

sostenible generando valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana

Se establecioacute que el mejor medio para la produccioacuten de la cepa pura de

Pycnoporus sanguineus es el Agar Extracto de Malta con una velocidad de

crecimiento lineal de 385 mmdiacutea lo cual representa un aporte al desarrollo de

las tecnologiacuteas de produccioacuten fuacutengica

Se presenta una ficha y registro de la cepa Pycnoporus sanguineus lo cual

permitiraacute generar valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana y

principalmente la conservacioacuten de la especie

5 RECOMENDACIONES

Se recomienda aislar identificar y caracterizar nuevas especies nativas del

geacutenero Pycnoporus spp que permita incrementar el patrimonio del banco de

recursos geneacuteticos microbianos (BRGM)

Desarrollar la tecnologiacutea de produccioacuten de cepas nativas en las escalas de banco

y piloto con la finalidad de consolidar el Know How con posibilidades de

patentar los procedimientos

Desarrollar la tecnologiacutea a escala de laboratorio para la produccioacuten de biomasa

de cuerpo fructiacutefero de Pycnoporus spp con fines a su aplicacioacuten en la industria

farmaceacuteutica y enzimaacutetica

71

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87

7 ANEXOS

Anexo 1 Procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR

88

89

90

91

92

93

Anexo 2 Resultados anaacutelisis bromatoloacutegico Pycnoporus sanguineus

94

Anexo 3 Metabolitos producidos por las especies de Pycnoporus

Metabolito Especie Referencia

Lacasas P cinnabarinus P coccineus

P sanguineus

(Atteke y col 2013 Berrio Plou

Ballesteros Martiacutenez y Martiacutenez 2007

Camarero y col 2004 Camarero Ibarra

Martiacutenez y Martiacutenez 2005 ME Eugenio y

col 2010 Lu y col 2007b Machuca y

Ferraz 2001 Madhavi y Lele 2009

Munusamy y col 2008 Ramiacuterez-Cavazos y

col 2014 Sigoillot y col 2002 2004 Xu y

col 2000)

Peroxidasas extracelulares

(Lignin Versaacutetil y

Manganeso Peroxidasa)

P cinnabarinus P coccineus (Levasseur y col 2014 Machuca y Ferraz

2001)

Celulasas

(β-glucosidasas

Xilanasas)

P cinnabarinus P coccineus (Bey Berrin Poidevin y Sigoillot 2011

Machuca y Ferraz 2001 Sigoillot y col

2002)

Celobiosa deshidrogenasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col 2002)

Galactosidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara Hayashi y

Mitsutomi 1981)

DDMP P sanguineus (Teoh y col 2011)

Poliporina P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col 2003)

Cinabarina (3-fenoxacina) P sanguineus P cinnabarinus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Cruz Muntildeoz y col 2015a Dias

y Urban 2009 A Smacircnia y col 2003 E de

F A Smacircnia y col 1998)

O-acetyl-cinabarina P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Dias y Urban 2009 Gocenoglu

y Pazarlioglu 2014)

Tramesanguina P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez

Adame y col 2010)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Pycnoporina P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

95

Metabolito Especie Referencia

2-amino-fenoxazin-3-ona P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Pycnosanguina eacuteter

fenoxacina

P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Dias y Urban

2009)

5-6- dihidroergosterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol peroacutexido P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings Pilawa

Theobald y Berger 2001 Stentelaire y col

2000)

96

Anexo 4 Principales compuestos bioactivos obtenidos de Pycnoporus spp

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Lacasas Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Eggert y col 1996 Machuca y

Ferraz 2001 Sigoillot y col 2002

Xu y col 2000)

P sanguineus (Ramiacuterez-Cavazos y col 2014)

Antiinflamatoria P cinnabarinus (Madhavi y Lele 2009)

Biorremediacioacuten de aguas

residuales

P coccineus (Berrio y col 2007 Jaouani

Guilleacuten Penninckx Martiacutenez y

Martiacutenez 2005)

P cinnabarinus (Munusamy y col 2008)

Degradacioacuten de colorantes

sinteacuteticos

P cinnabarinus (Camarero y col 2005)

P sanguineus (Atteke y col 2013 Lu y col

2007b)

Blanqueo de pulpa para papel P cinnabarinus (Camarero y col 2004 Sigoillot y

col 2004)

P sanguineus (ME Eugenio y col 2010)

Peroxidasas

totales

Enzima ligninoliacutetica P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Lignin

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Manganeso

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Versaacutetil

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

β-glucosidasas Enzimas celulasas P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

P cinnabarinus (Bey y col 2011)

Xilanasas Enzimas celulasas P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col

2002)

P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Celobiosa

deshidrogenasa

Enzima oxidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoilloty col

2002)

Galactosidasa Enzima hidrolasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara y col

1981)

DDMP Antifuacutengico P sanguineus (Teoh y col 2011)

97

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Poliporina Anmicrobiano P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col

2003)

Cinabarina (3-

fenoxacina)

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010

Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Antimicrobiana P sanguineus (E de F A Smacircnia y col 1998)

Antiviral P sanguineus (A Smacircnia y col 2003)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

O-acetyl-

cinabarina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido

cinabariacutenico

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Antibacterial P cinnabarinus (Gocenoglu y Pazarlioglu 2014)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Tramesanguina Pigmento P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Pycnoporina Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina Pigmento P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

2-amino-

fenoxazin-3-ona

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

pycnosanguin

eacuteter fenoxazina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antimocrobiano P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antiviral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

5-6-

dihidroergostero

l

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol

peroacutexido

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina Saborizante aromatizante P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings y

col 2001 Stentelaire y col 2000)

98

Page 8: MAESTRIA EN GESTIÓN SUSTENTABLE DE RECURSOS NATURALES

7

8

9

RESUMEN

En Ecuador no se conoce el protocolo de aislamiento conservacioacuten y produccioacuten a

escala laboratorio de la cepa nativa Pycnoporus sanguineus El cuerpo fructiacutefero

se recolecto en la ciudad del Tena misma que se encontraba en troncos en

descomposicioacuten de Pollalesta discolor La reproduccioacuten celular se realizoacute tanto

por medio de tejido como por esporas en un medio rico en PDA se encubaron a 22

ordmC durante seis diacuteas se procedioacute a la purificacioacuten de la cepa por la teacutecnica de

repique hasta lograr una cepa pura La identificacioacuten fue realizada por laboratorios

IDgen en la cual se determinoacute 99 de identidad en el fragmento ITS es Pycnoporus

sanguineus En el anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico se determinoacute que la especie tiene

un ELN de 4912 para el anaacutelisis de macro elementes se encontroacute en mayor

cantidad potasio 052 micro elementos como hierro 136 ppm Para la

conservacioacuten de la cepa se aplicoacute la teacutecnica de la liofilizacioacuten se preparoacute dos

medios de cultivo MEA y PDA se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego se

inocularon con la cepa nativa seleccionada se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC Los

tubos colonizados fueron liofilizados Para determinar la velocidad de crecimiento

de la cepa nativa se utilizoacute como medio de cultivo PDA y MEA en donde fue

colocada la cepa anteriormente liofilizada en el centro de la caja petri con la ayuda

de cinta meacutetrica se determinoacute la velocidad de crecimiento diariamente se incuboacute

durante siete diacuteas la mayor velocidad de crecimiento se observa en el medio de

cultivo MEA de 385 mmdiacutea Puesto que el valor-P de la prueba-F es menor que

005 existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre la media de

velocidad entre un nivel de medio y otro con un nivel del 950 de confianza

10

SUMMARY

In Ecuador is not known isolation Protocol-scale production and conservation

laboratory or the native strain of Pycnoporus sanguineus The fruiting body is

collected in the city of Tena same that was in trunks in decomposition of Pollalesta

discolor Cellular reproduction was carried out both by means of tissue and spores

in an environment rich in PDA incubate to 22 degC six days was purification or the

strain by the technique of tolling to achieve a pure strain The identification was

performed by laboratories IDgen 99 identity in the fragment was determined in

which ITS is Pycnoporus sanguineus The bromatological chemical analysis

determined that the species has an ELN of 4912 for the analysis of macro

elements found in most potassium 052 micro elements as iron 136 ppm For the

conservation of the strain was applied the technique of lyophilization it was

prepared two culture media MEA PDA was sterilized and served in 5ml tubes and

they were then inoculated with the native strain selected they were incubated for 7

days at 22 degrees Colonized tubes were lyophilized To determine the rate of

growth of the native strain was used as a PDA culture medium and MEA where was

placed the above freeze-dried strain in the center of the box petri with the help of

tape measure determined the speed of growth daily incubated for seven days the

higher speed of growth is observed in the culture medium MEA 385 mmday Since

the disagreement of the test F is less than 005 there is a statistically significant

difference between the average speed between a middle level and another the

950 confidence level

Palabras clave

Aislamiento biodiversidad caracterizacioacuten conservacioacuten fuacutengica liofilizacioacuten

Pycnoporus

11

ABREVIATURAS

BRGM Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos

EE Extracto Eteacutereo o grasa bruta

ELN Elementos Libres de Nitroacutegeno

FEL Fermentacioacuten Estado Liacutequido

FES Fermentacioacuten Estado Solido

IANCEM Ingenio Azucarero del Norte Compantildeiacutea de Economiacutea Mixta

LSD Diferencia Miacutenima Significativa

MAE Ministerio del Ambiente Ecuador

MAISFCI Modelo de Atencioacuten Integral de Salud Familiar Comunitario

e Intercultural

MEA Agar Malta Dextrosa

ODM Objetivos de Desarrollo del Milenio

PDA Agar Papa Dextrosa

SEMPLADES Secretaria Nacional de Planificacioacuten y Desarrollo

WFP Proyecto Mundial de Alimentacioacuten

12

IacuteNDICE DE CONTENIDO

RESUMEN 9

SUMMARY 10

1 PROBLEMA 17

11 Introduccioacuten 17

12 Situacioacuten probleacutemica 18

13 Problema cientiacutefico 19

14 Objetivos de la investigacioacuten 19

15 Hipoacutetesis 20

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA 21

21 La salud un desafiacuteo global 21

211 Situacioacuten actual 21

212 Situacioacuten futura 21

213 Propuestas al desafiacuteo 21

22 Geacutenero Pycnoporus spp 22

221 Recoleccioacuten 22

222 Aislamiento 24

223 Identificacioacuten 26

224 Caracterizacioacuten 26

225 Conservacioacuten 27

23 Produccioacuten de Biomasa 30

231 Paraacutemetros de operacioacuten 30

232 Medios de cultivo 30

233 Incubacioacuten 31

24 Produccioacuten de metabolitos 32

241 Cinnabarina 32

242 Vainillina 33

13

243 Enzimas ligninoliacuteticas 33

244 Inductores 34

25 Importancia industrial 36

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos 36

252 Control bioloacutegico 37

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico 37

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios 38

26 Marco legal 38

3 MARCO METODOLOacuteGICO 47

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa Pycnoporus

spp helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47

311 Materiales y meacutetodos 48

3111 Aislamiento 48

3112 Identificacioacuten 49

3113 Caracterizacioacuten 50

312 Resultados y discusioacuten 50

3121 Aislamiento 50

3122 Identificacioacuten 54

3123 Caracterizacioacuten 55

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus 56

321 Materiales y meacutetodos 56

322 Resultados y discusioacuten 57

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus 60

331 Materiales y meacutetodos 60

332 Resultados y discusioacuten 61

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos (BRGM) 65

14

341 Introduccioacuten 65

342 Ficha Pycnoporus sanguineus 67

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus 69

4 CONCLUSIONES 70

5 RECOMENDACIONES 70

6 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 71

7 ANEXOS 87

15

IacuteNDICE DE FIGURAS

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten 23

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente 28

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de

Pycnoporus sanguineus 47

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus 48

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de

Pollalesta discolor 49

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno 51

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA 51

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo 52

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo 52

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus

sanguineus 53

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

56

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten 57

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten 58

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus 58

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada 59

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de

Pycnoporus sanguineus 60

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

62

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa 64

16

IacuteNDICE DE TABLAS

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp 24

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp 25

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL 35

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES 35

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada 61

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio 63

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher 63

17

1 PROBLEMA

11 Introduccioacuten

Los hongos son imprescindibles para el funcionamiento de la vida Sin ellos la

acumulacioacuten de residuos orgaacutenicos formariacutea enormes cementerios de cadaacuteveres

vegetales y animales produciendo grandes trastornos en la naturaleza (Zeikus

1981) La cadena troacutefica se modificariacutea de tal manera que provocariacutea la

desaparicioacuten de muchas especies (de Diego Calonge 2009)

Pycnoporus spp ha sido durante mucho tiempo utilizado en la medicina popular

de Aacutefrica y Ameacuterica para tratar numerosas enfermedades Los extractos de este

hongo son demostrados por poseer ingredientes bioactivos involucrados en

tratamiento antitumoral y actividades antioxidantes (Cao Zhang amp Xu 2014) Por

el potencial lignoceluliacutetico y los metabolitos secundarios de este hongo es

importante la buacutesqueda de sustancias antivirales antioxidantes antifuacutengicas y

antibacterianas (Smacircnia et al 2003) Se cuenta con el recurso natural pero no se

han realizado estudios de como producir y conservar la cepa nativa (Cruz Muntildeoz et

al 2015a)

Se pretende aportar con un banco de recursos geneacuteticos con la posibilidad de que

esta cepa sea utilizada en el sector farmaceacuteutico por su actividad bioloacutegica

antioxidante antifuacutengica y antibacterial (Smacircnia et al 1995) y en el sector textil

ya que produce un pigmento extraiacutedo llamado cinnabarin que se utiliza para la

decoloracioacuten parcial y completa de ciertos tintes (Schliephake Lonergan Jones amp

Mainwaring 1993) en el sector alimentario para la produccioacuten de vainilla (Zheng

et al 2007)

En teacuterminos econoacutemicos la implementacioacuten de este proyecto a escala industrial

generariacutea ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa

nativa ecuatoriana Pycnoporus spp Por ejemplo la vainilla natural producida por

el hongo tiene un costo en el mercado de 4000 USDKg ingresos que se quedariacutean

en manos de los productores nacionales Ademaacutes la creacioacuten de estas industrias

generariacutea fuentes de trabajo y ayudariacutea al aumento de la balanza comercial nacional

18

En teacuterminos ambientales el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de

compuestos recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su

sistema enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en

aserraderos (Kirk 1971) Adicionalmente el aislamiento y almacenamiento de la

cepa nativa de Pycnoporus spp en Bancos de Recursos Geneacuteticos con fines

industriales y acadeacutemicos promoveriacutea la preservacioacuten de la especie

En el aacutembito social se mejorariacutea el nivel educativo de la poblacioacuten en teacuterminos

de preservacioacuten y aprovechamiento de la biodiversidad fuacutengica de la cual no se

tiene maacutes conocimiento que los usos ancestrales (Hawksworth 1991) Ademaacutes

mejorariacutea la calidad de la salud de la poblacioacuten gracias a sus propiedades

medicinales ya comprobadas cientiacuteficamente por lo que su potencial en la

industria farmaceacuteutica es grande

La academia se veriacutea favorecida a su vez gracias a la recopilacioacuten de meacutetodos y

datos teacutecnicos necesarios para la conservacioacuten y almacenamiento de la cepa

facilitando el desarrollo de investigaciones de caraacutecter quiacutemico y biotecnoloacutegico

(Cruz 2004)

12 Situacioacuten probleacutemica

En el campo de la salud el no aprovechamiento de los metabolitos fuacutengicos

provocariacutea un caos en el tratamiento de ciertas enfermedades ya que muchos

medicamentos son producidos a partir de estos (Chang amp Miles 2004) Hay que

recordar el papel que desempentildea la penicilina descubierta por Fleming en 1928 a

partir del hongo Penicillium notatum para el tratamiento de las infecciones ( Valdeacutes

et al 1998) En la actualidad se conoce miles de sustancias medicinales producidos

por hongos y pronto saldraacuten maacutes incluso capaces de combatir el SIDA (Calonge

2009)

No obstante muchas especies de hongos estaacuten bajo amenaza de desaparecer

como consecuencia del deterioro o destruccioacuten de los ecosistemas (Hernaacutendez

Gonzaacutelez Hernaacutendez Herrera amp Camino 2014)

19

El Ecuador es un paiacutes pequentildeo pero uno de los maacutes biodiversos por su ubicacioacuten

espacial (Estrella Manosalvas Mariaca amp Ribadeneira 2005) El 18 de la

superficie nacional considerada como aacuterea protegida para la conservacioacuten de la

riqueza natural (MAE 2008) El aprovechamiento sostenible de la biodiversidad

nacional es promovido por el Plan Nacional para el Buen Vivir que enfatiza en el

bioconocimiento y su aplicacioacuten para la produccioacuten de nuevos bienes y servicios

ecoloacutegicamente sustentables suscitando al cambio de la matriz productiva

(Senplades 2009)

13 Problema cientiacutefico

Se evidencia limitado conocimiento en el manejo sustentable del geacutenero fuacutengico

Pycnoporus spp nativa ecuatoriana hacieacutendose necesario el establecimiento de

protocolos para aislamiento conservacioacuten purificacioacuten produccioacuten especiacutefica de

cepas nativas propagacioacuten o crecimiento celular en medios artificiales o naturales

y produccioacuten

Objeto

El proceso de produccioacuten y conservacioacuten de la especie nativa ecuatoriana de

Pycnoporus spp

Campo

Conservacioacuten de los recursos geneacuteticos microbianos

14 Objetivos de la investigacioacuten

Objetivo General

Desarrollar un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus mediante procesos que permitan la

conservacioacuten del recurso natural fuacutengico y su aprovechamiento de manera

sustentable

20

Objetivos especiacuteficos

Aislar identificar y caracterizar la especie fuacutengica de Pycnoporus

sanguineus

Desarrollar un protocolo para la conservacioacuten de la especie

Seleccionar el mejor medio de cultivo para la produccioacuten de Pycnoporus

spp a traveacutes de la velocidad de crecimiento lineal

Disentildear una ficha de cepas microbianas puras para su conservacioacuten en

el Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

15 Hipoacutetesis

Hipoacutetesis alternativa

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

Hipoacutetesis nula

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus no se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

21

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA

21 La salud un desafiacuteo global

Es una realidad compleja a traveacutes de un enfoque interdisciplinario que supera

los liacutemites del paradigma positivista de la ciencia claacutesica (Alcaacutentara-Moreno

2008) depende de la interaccioacuten de muacuteltiples factores sociales poliacuteticos

econoacutemicos culturales y cientiacuteficos (Roberto Bricentildeo-Leoacuten 2000) y responde a

una condicioacuten histoacuterica ya que la visioacuten particular de la sociedad va cambiando con

el tiempo (Ritzer 2001)

211 Situacioacuten actual

Dentro de los objetivos del desarrollo sostenible (2015) el objetivoacute 3 comprende

garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades La

participacioacuten mancomunada de los paiacuteses para cumplir los ODM ha desencadenado

en el movimiento contra la pobreza maacutes exitoso de la historia especialmente en

temas de salud y alimentacioacuten mundial

212 Situacioacuten futura

La Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS 2013) ha pedido a los paiacuteses que

sigan invirtiendo en investigaciones de aacutembito nacional con el objetivo de poner

en marcha un sistema de cobertura sanitaria universal adaptado a las necesidades

particulares de cada paiacutes

213 Propuestas al desafiacuteo

Estudios de casos realizados en muchos paiacuteses demuestran la importancia que

tienen las investigaciones nacionales y mundiales en la mejora de la salud

investigaciones que abarcan desde la prevencioacuten y el control de enfermedades

especiacuteficas hasta la mejora del funcionamiento de los sistemas de salud

22

22 Geacutenero Pycnoporus spp

Entre muchos hongos de pudricioacuten blanca el geacutenero Pycnoporus spp es un

geacutenero representativo de la familia Polyporaceae que se encuentra ampliamente

distribuido a nivel mundial en zonas templadas y tropicales donde tiene gran

importancia en la regulacioacuten del ciclo de carbono (Zeikus 1981) Forma un grupo

cosmopolita de cuatro especies Pycnoporus puniceus Pycnoporus cinnabarinus

Pycnoporus sanguineus Pycnoporus coccineus (Lesage-Meessen et al 2011) A

principios de 1990 el geacutenero Pycnoporus se perfiloacute como una alternativa para la

consecucioacuten de compuestos enzimaacuteticos viables en la degradacioacuten eficiente de

biomasa y la obtencioacuten de metabolitos secundarios de intereacutes como antioxidantes

(Borderes Costa Guedes amp Tavares 2011a) antibacterianos (A Smacircnia et al

1995) y antiparasitarios (Correa et al 2005)

Pese a que los hongos del geacutenero Pycnoporus spp no son especies comestibles

su importancia radica en la capacidad de degradar eficientemente compuestos

lignoceluloacutesicos (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) lo que les confiere un

gran potencial para ser usados en procesos biotecnoloacutegicos de degradacioacuten de

residuos agriacutecolas hasta azuacutecares fermentables uacutetiles en la produccioacuten de etanol y

otros productos biotecnoloacutegicos de alto valor comercial (Call 1994 Zeikus 1981)

Diversas investigaciones han estudiado las condiciones oacuteptimas para la obtencioacuten

de compuestos sintetizados por este geacutenero y la influencia de diversos factores

logrando un mejor control del bioproceso y una mejor comprensioacuten del

metabolismo de Pycnoporus spp (Falconnier et al 1994 Lesage-Meessen et al

2011 Levasseur et al 2014 Liu et al 2015 Piscitelli et al 2011 Rivera-Hoyos et

al 2013)

221 Recoleccioacuten

Para la recoleccioacuten es necesario conocer de antemano las caracteriacutesticas

macroscoacutepicas del cuerpo fructiacutefero del hongo (Ortiz et al 2016) Pycnoporus spp

posee un basidioma en forma de abanico (flabeliforme) maacutes o menos aplanado de

color naranja intenso y un margen redondeado de color similar al resto del

23

carpoacuteforo su tamantildeo puede variar entre 3 a 10 cm de ancho y su carne variacutea de

corchoso a duro Se encuentra adherido al sustrato por la base y ocasionalmente

los bordes son cofluentes es decir que se peguen con los de los basidiomas

contiguos En la zona de unioacuten con el sustrato el basidioma es maacutes grueso

pudiendo alcanzar los 3 cm de grosor mientras en los bordes es maacutes delgado

alcanzando menos de 1 cm de grosor (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016

Papinutti 2013) Se puede observar a simple vista que el himenio de este geacutenero

posee poros por donde libera las esporas (Alexopoulos amp Beneke 1962) los cuales

pueden alcanzar entre 2-3 cm de diaacutemetro y una forma de redondeada u oblonga

(Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) En la figura 21 se pueden apreciar las

caracteriacutesticas generales del geacutenero

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Macroscoacutepicamente las especies son diferenciables entre siacute por ejemplo P

sanguineus tiene un color maacutes rojizo que su homologo P cinnabarinus ademaacutes

tiene una base estrecha que le da la apariencia de subestipitado mientras P

cinnabarinus es seacutesil Este uacuteltimo tiene a su vez una superficie pileacuteica libre o escasa

de vellosidades a diferencia de P fulgens con el cual suele asemejarse por la

24

coloracioacuten del carpoacuteforo (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016 Papinutti

2013)

Pycnoporus spp suele encontrarse en sustratos lignoceluloacutesicos en

descomposicioacuten sobre los cuales crece naturalmente (Borderes Costa Guedes amp

Tavares 2011b) Una vez reconocido el hongo y recolectado su cuerpo fructiacutefero

se deben tomar apuntes acerca de los diferentes substratos en donde fue encontrado

(tierra madera en descomposicioacuten mantillo del bosquehellip) (Chanona-Goacutemez

Andrade-Gallegos Castellanos-Albores amp Saacutenchez 2007) las coordenadas y la

temperatura ambiental En la tabla 21 se listan algunos materiales lignoceluloacutesicos

de donde se han recolectado las cepas de Pycnoporus spp

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp

Especie Material vegetal en descomposicioacuten Referencia

P sanguineus Madera de casuarina y mango (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Madera contaminada con petroacuteleo (Acosta-Urdapilleta Alonso-

Paz Rodriacuteguez Adame y col

2010 Quiroz-Castantildeeda y col

2009)

Troncos de palma (Achenbach y Blumm 1991)

Encino (Chanona-Goacutemez y col 2007)

Madera de Parkia oppositifolia (Esposito Innocentini-Mei

Ferraz Canhos y Duraacuten 1993)

P cinnabarinus Madera de pino (Eggert Temp y Eriksson 1996)

Troncos quemados (Guzmaacuten 1979)

P coccineus Eucalipto (Machuca y Ferraz 2001)

222 Aislamiento

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura (Cruz

Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

25

2000b Schliephake et al 1993) Es necesario haber adicionado cloranfenicol

(200 g l) a los medios de cultivo para evitar contaminaciones bacterianas

(Henrique Rosa y col 2003) Seguacuten Correa y colaboradores (2005) el MEA es el

medio oacuteptimo para el crecimiento micelial posterior a la purificacioacuten mientras que

Acosta-Urdapilleta y colaboradores (2010) afirman que es el Agar Harina Integral

de Trigo (HTIA por sus siglas en ingleacutes) Por su parte Cruz-Muntildeoz y

colaboradores (2015) aseveran que los medios de cultivo oacuteptimos son los que

contienen extracto del material vegetal de donde se recolectoacute el hongo En la tabla

22 se mencionan los principales medios de cultivo empleados para el aislamiento

de Pycnoporus spp

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp

Especie Medio de cultivo Referencia

P sanguineus Agar Papa Dextrosa (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a E de F A

Smacircnia Smacircnia Juacutenior y Loguercio-

Leite 1998 Vikineswary y col 2006)

Agar Harina Integral de Trigo (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a)

Agar Extracto de Malta (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Atteke

y col 2013 Cruz Muntildeoz y col 2015a

Machuca y Ferraz 2001 Schliephake y

col 1993 Uzan y col 2010)

Medios afines al material vegetal de

donde se recolectoacute (Agar Extracto de

Casuarina Agar Extracto de Mango)

(Cruz Muntildeoz y col 2015)

Medio Czapek-Dox con sulfato de

manganeso algunas veces adicionado

con extracto de semillas de guisantes

o salvado de trigo

(Boumlse 1946)

P

cinnabarinus

Agar Extracto de malta (American Type Culture Collection

2016a)

26

Especie Medio de cultivo Referencia

Agar Extracto de levadura (American Type Culture Collection

2016b)

Agar Papa Dextrosa (FuQuan y QiJin 2008)

223 Identificacioacuten

Microscoacutepicamente se pueden identificar cuatro tipo de hifas 1) las de los tubos

o poros que son de pared delgada ramificadas y se tintildeen con fioxina 2) las del

margen y el piacuteleo que son un poco maacutes gruesas no ramificadas no se tintildeen con

fioxina y usualmente tienen graacutenulo anaranjados que se disuelven en KOH 3) las

de la zona de transicioacuten y tubos que tienen grosor variable y se disponen en capas

y 4) las que se encuentran uacutenicamente en la zona de transicioacuten que son delgadas

con ramificaciones cortas y recurvadas (Papinutti 2013) Para la diferenciacioacuten

entre P sanguineus y P cinnabarinus es necesario saber que el primero tiene un

sistema de hifas dimiacutetico mientras el del segundo es trimiacutetico (Asociacioacuten

Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) Para evitar vacilaciones lo maacutes preciso es realizar

pruebas a nivel molecular mediante extraccioacuten del ADN ribosomal y su

amplificacioacuten secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes

(Cruz Muntildeoz et al 2015a)

224 Caracterizacioacuten

Para la determinacioacuten de las condiciones oacuteptimas de crecimiento y la produccioacuten

de metabolitos secundarios se toman discos (5 mm de diaacutemetro) de PDA con

micelio del borde radial de cultivos de 30 diacuteas de edad y se depositan en nuevas

cajas de petri con medio de cultivo acorde con lo que se quiera medir o producir se

incuba por 30 diacuteas maacutes a 23 degC con luz blanca continua (Curz et al 2015a) El

crecimiento micelial no de manera obligatoria estaacute relacionado con la produccioacuten

de metabolitos secundarios (Baumer Mas Diego Pacheco Morgado amp Furigo

2008) Los metabolitos primarios y secundarios producidos por el geacutenero

Pycnoporus spp variacutean dependiendo de la especie y condiciones de cultivo (Acosta

Paz Rodriacuteguez Adame amp col 2010) una vez extraiacutedos en alguacuten tipo de solvente

27

seguacuten el experimento ejecutado se identifican por cromatografiacutea de capa fina

mediante comparacioacuten de los frentes de retencioacuten (Cruz et al 2015a) cromatografiacutea

de gases o espectrometriacutea de masas (Teoh Don y Ujang 2011) En el anexo 3 se

nombran los principales metabolitos producidos por Pycnoporus spp

Es necesario realizarle a la cepa purificada ensayos de actividad enzimaacutetica para

identificar algunos usos potenciales a nivel industrial Como eacuteste geacutenero pertenece

a los hongos de pudricioacuten blanca se deben realizar ensayos de actividad

ligninoliacutetica celuloliacutetica hemiceluloliacutetica de acuerdo con el Manual de Micologiacutea

Experimental de la Universidad de Buenos Aires (Forchiassin et al 2014) Las

enzimas ligninoliacuteticas maacutes abundantes en eacuteste hongo son las lacasas (Eggert et al

1996) lo que facilita su proceso de purificacioacuten Se habiacutea llegado a pensar que la

produccioacuten de peroxidasas extracelulares era nula (Machuca amp Ferraz 2001)

225 Conservacioacuten

La cepa debe ser almacenada en refrigeracioacuten a 4 ordmC para que no pierda su

viabilidad (Borderes et al 2011b Schliephake et al 1993) Aunque existen otros

meacutetodos que tambieacuten pueden emplearse Inmersioacuten en agua destilada inmersioacuten en

aceite mineral liofilizacioacuten congelacioacuten repique (Ortiz et al 2016) La

temperatura de congelacioacuten es de -80 degC en hielo seco o nitroacutegeno liacutequido y la de

liofilizacioacuten de 2 a 8 degC Cada vez que se vaya a usar la cepa limpie su envase con

etanol al 70 y transfiera aseacutepticamente (American Type Culture Collection

2016a 2016b Uzan amp col 2010) El periacuteodo de viabilidad para algunos hongos

conservados bajo este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith amp Onions 1994) En la figura

22 se observa un laboratorio apto para la obtencioacuten de recursos geneacuteticos fuacutengicos

28

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Meacutetodos a corto plazo que ayudan a la conservacioacuten de la cepa se aplica cuando

su uso es generalmente frecuente (Garciacutea amp Uruburuacute 1991) dentro de estos

meacutetodos se tendriacutea

El cultivo seriado consiste en resembrar al microorganismo cada cierto tiempo

en un medio adecuado este meacutetodo es vaacutelido para periacuteodos de 15 diacuteas se incrementa

la posibilidad de contaminacioacuten de la cepa (Mateos 2002)

La conservacioacuten por suspensioacuten en agua destilada es un meacutetodo sencillo

econoacutemico y seguro capaz de garantizar la supervivencia de cultivos fuacutengicos por

periacuteodos prolongados de dos hasta siete antildeos (Jong amp Birmingham 2001) Consiste

en suspender en agua esteacuteril ceacutelulas de cultivo como conidias esporas picnidios

esclerocidos (Bueno 1998)

La conservacioacuten con aceite mineral consiste en recubrir con aceite mineral

esteacuteril un cultivo que se encuentre en condiciones oacuteptimas de crecimiento micelial

y esporulacioacuten generalmente (Jong amp Atkins 1986) esta teacutecnica disminuye la

deshidratacioacuten del medio es utilizado en pequentildeas colecciones cuando la

liofilizacioacuten no resulta econoacutemica (Jong ampBirmingham 2001) Un amplio rango

de hongos a sobrevivido por este meacutetodo por un periacuteodo de 12 a 30 meses (Smith

et al 1994)

La desecacioacuten es un meacutetodo de conservacioacuten que reduce draacutesticamente el

metabolismo Sin embargo no todos los microorganismos sobreviven a estos

29

meacutetodos de secado por lo que se hace necesario antildeadir agentes protectores (leche

descremada glumato soacutedico al 10) La conservacioacuten en suelo es una teacutecnica que

ha sido usada ampliamente en laboratorios industriales para el mantenimiento de

cultivos de importancia comercial (Jong et al 1985) Este meacutetodo es usado para

cultivos que producen esporas y estructura de resistencia las cepas pueden

almacenarse en diferentes sustratos como arena papel filtro El meacutetodo consiste en

esterilizar y secar el suelo el cual es utilizado como medio absorbente con una

pequentildea cantidad de inoacuteculo preserva la viabilidad en un periacuteodo de tres a ocho

antildeos (Jong et al 2001)

Meacutetodos a largo plazo son los mejores porque en ellos se paraliza el crecimiento

de las ceacutelulas microbianas pero estas no han muerto Asiacute se garantiza el maacuteximo

de estabilidad geneacutetica (Garciacutea et al 1991) dentro de estos meacutetodos se tendriacutea

La liofilizacioacuten Es un proceso en el cual se congela el producto y posteriormente

se introduce en una caacutemara al vaciacuteo para realizar la separacioacuten del agua por

sublimacioacuten es otro de los meacutetodos de conservacioacuten de hongos por tiempo

prolongado Si bien es muy recomendado requiere contar con un liofilizador lo

que no siempre estaacute al alcance de todos los investigadores La liofilizacioacuten es un

proceso de conservacioacuten que tambieacuten involucra la deshidratacioacuten de las conidias o

cualquier otra estructura propagativa (Ames nd) El periacuteodo de viabilidad para

algunos hongos conservados por este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith et al 1994)

La criocongelacioacuten se basa en la utilizacioacuten de una temperatura

extremadamente friacutea para poder disminuir de forma controlada las funciones vitales

del organismo que se pretende conservar y que eacuteste se conserve vivo pero

ldquodormidordquo durante un periacuteodo de tiempo muy elevado sin que pierda sus

propiedades su principio radica en que toda ceacutelula tejido u organismo sometido a

bajas temperaturas disminuye sus funciones vitales permaneciendo en estado de

dormancia por periacuteodos prolongados es decir sus actividades metaboacutelicas estaacuten

suprimidas (Pasarellt amp McGinnis 1992 Rico et al 2004)

30

23 Produccioacuten de Biomasa

La obtencioacuten de compuestos derivados de la produccioacuten de Pycnoporus spp se

realiza mediante procesos fermentativos que pueden llevarse a cabo en medios de

crecimiento liacutequidos (Fermentacioacuten en Estado Liacutequido FEL) o soacutelidos

(Fermentacioacuten en Estado Soacutelido FES) Investigaciones efectuadas por Acosta-

Urdapilleta y colaboradores (2010) indican que los metabolitos primarios y

secundarios producidos por el geacutenero Pycnoporus dependen de la especie y las

condiciones de cultivo del mismo

231 Paraacutemetros de operacioacuten

El nivel de humedad del sustrato ejerce un efecto significativo en el proceso de

FES recomendaacutendose una humedad del 70 (Annuar Sammantha Murthy amp

Sabanatham 2010) Asiacute mismo el aumento del oxiacutegeno en el ambiente favorece

la tasa y la extensioacuten de la degradacioacuten de la biomasa por parte de Pycnoporus spp

(Hatakka amp Uusi-Rauva 1983) lo que se traduce en un aumento de la

bioconversioacuten Por otro lado el pH del medio de cultivo estaacute directamente

relacionado con el crecimiento del micelio daacutendose un mayor descenso de pH en

medios que presentan mayor crecimiento micelial (Holler amp Brooks 1980) No

obstante la mayoriacutea de estos estudios han sido realizados en condiciones in vitro

no contemplando la influencia de factores que pueden modificar los resultados en

procesos a mayor escala (Behrentz amp Giraldo 1993)

232 Medios de cultivo

Las fuentes de carbono comuacutenmente usadas en los procesos de FEL son lactosa

maltosa glucosa fructuosa extracto de levadura harinas de algunos cereales entre

otros (Chegwin A amp Nieto R 2013 Suaacuterez Arango amp Nieto 2013) La glucosa y

la fructosa permiten obtener una alta densidad de biomasa pues son maacutes faacuteciles de

asimilar que la maltosa no obstante pueden ser inhibidores de reacciones

metaboacutelicas secundarias del hongo (Ander Eriksson y Yu 1983) Los

suplementos de medios de cultivo maacutes utilizados son tartrato de diamonio tartrato

31

disoacutedico KH2PO4 CaCl2H2H2O MgSO4middot7H2O FeSO4middot7H2O ZnSO4middot7H2O

MnSO4middotH2O CuSO4middot5H2O y extracto de levadura (Eggert et al 1996 Gocenoglu

yPazarlioglu 2014 Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

2000a Levasseur e al 2014)

Pycnoporus spp puede cultivarse faacutecilmente a escala de laboratorio y en planta

piloto obteniendo altos rendimientos de produccioacuten a partir del uso de substratos

como almidoacuten extracto de malta maltosa metilcelulosa sacarosa dextrosa

caldos suplementados con extracto de levadura yo fosfoliacutepidos (Holler amp Brooks

1980 Oddou Stentelaire Lesage-Meessen Asther amp Colonna Ceccaldi 1999)

salvado de maiacutez salvado de trigo y salvado de arroz (FuQuan amp QiJin 2008

Levasseur et al 2014 Zimbardiet al 2016) tambieacuten se reporta el uso de residuos

agroindustriales como el bagazo de la cantildea de azuacutecar residuos de cultivo de

plaacutetano virutas de madera caacutentildeamo caacutescaras de algodoacuten hojas de palma de aceite

y residuos de frutas (Annuar et al 2010 Leŝtan Ŝtrancar amp Perdih 1990)

Existe una estrecha relacioacuten entre el aumento del crecimiento micelial del hongo

con el carbono total disponible en el medio de cultivo (Holler amp Brooks 1980) El

raacutepido crecimiento del hongo en medios pobres sobre todo cuando no se antildeade

ninguna fuente de carbono puede ser causado por la expansioacuten de su micelio como

estrategia para evitar la inanicioacuten (Levasseur et al 2014) Levasseur y

colaboradores (2014) sugieren que un alto contenido de lignina en el medio de

cultivo inhibe el crecimiento de P cinnabarinus en condiciones de cultivo en donde

la lignina es la uacutenica fuente de carbono disponible

233 Incubacioacuten

La mayoriacutea de estudios de estimacioacuten de la velocidad de crecimiento micelial

se realizan midiendo el diaacutemetro del micelio del hongo en las placas de petri sin

embargo el crecimiento tambieacuten se relaciona con la densidad de micelio en el

medio (Royse 1997)

FuQuan y QiJin (2008) estudiaron el crecimiento de Pcinnabarinus por FES en

bolsas con 075 kg de salvado de trigo y aserriacuten suplementado con sacarosa y

CaCO3 a una temperatura de crecimiento de 25 a 30 ordmC un pH 70 y una humedad

32

del sustrato del 60 al 65 logroacute una colonizacioacuten completa del micelio despueacutes

de los 26 a los 30 diacuteas y la obtencioacuten de carpoacuteforos transcurridos 32 diacuteas despueacutes

de la aparicioacuten de los primordios

Holler y Brooks (1980) estudiaron el crecimiento del micelio de P cinnabarinus

por FEL utilizando extracto de malta suplementado con NaNO3 K2HPO4

MgSO47H2O KCL y FeSO47H2O y sacarosa a partir de una suspensioacuten de

esporas y tacos de agar con micelio se cultivoacute a 28 ordmC por un intervalo de 4 diacuteas

El medio de levadura-extracto de almidoacuten mostroacute el mayor aumento de peso seco

del micelio (10638 mg) en comparacioacuten con el medio extracto de madera (0336

mg)

24 Produccioacuten de metabolitos

241 Cinnabarina

La produccioacuten de cinnabarina puede realizarse in vitro en medios soacutelidos y

liacutequidos o in vivo a partir de los basidiocarpos cuya obtencioacuten es maacutes faacutecil Las

mayores concentraciones de este pigmento se obtienen en Agar Papa Dextrosa

(PDA por sus siglas en ingleacutes) y Agar Extracto de Malta (MEA por sus siglas en

ingleacutes) mientras el mayor crecimiento micelial se obtiene en medios conformados

por los extractos de los materiales lignoceluloacutesicos de donde las cepas fueron

aisladas (Cruz Muntildeoz et al 2015b) Baumer y colaboradores (2008) indican que la

velocidad de crecimiento del hongo no implica necesariamente una mayor

produccioacuten de cinnabarina Investigaciones efectuadas por Acosta-Urdapilleta y

colaboradores (2010) sugieren que el mejor sustrato para producir cinnabarina en

primordios de P sanguineus es el aserriacuten de pino seguido por el de encino y el de

cedro sin importar la cepa utilizada En dichos experimentos el contenido promedio

del cinnabarina en cajas de petri fue de 6-9 mg g de micelio mientras en primordios

del hongo fue de 56 mgg de micelio y en cuerpos fructiacuteferos bien desarrollados de

68 mgg de carpoacuteforo La ventaja de usar basidiocarpos en vez de primordios para

la extraccioacuten de cinnabarina es la posibilidad de realizar hasta dos o maacutes cosechas

del hongo lo que requiere de 242 a 356 diacuteas Sin embargo el cultivo en caja de

petri permite obtener cinnabarina mucho maacutes raacutepido entre 7 a 15 diacuteas con una

33

mayor actividad antioxidante (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez M

Adame amp col 2010) Hay que evaluar la situacioacuten si la cinnabarina es requerida

para investigaciones conviene producir el hongo en cajas de petri pero si es

requerida para uso industrial conviene maacutes producir primordios o cuerpos

fructiacuteferos

242 Vainillina

El hongo P cinnabarinus fue cultivado por Falconnier y colaboradores (1994)

utilizando un medio que conteniacutea maltosa como fuente de carbono tartrato de

diamonio como fuente de nitroacutegeno y suplementos como KH2PO4 CaCl2 MgSO4

y extracto de levadura obteniendo una concentracioacuten en el medio de cultivo de 64

mgL de vainillina En comparacioacuten Oddou y colaboradores (1999) demostraron

que este hongo basidiomiceto presenta una mayor produccioacuten de vainillina (760

mgL) usando una mezcla compuesta por fosfoliacutepidos y glucosa obteniendo

ademaacutes una gran densidad de biomasa fuacutengica El proceso fermentativo se llevoacute a

cabo en un biorreactor agitado a una velocidad de 120 rpm con un flujo de aire de

093 vvm (voluacutemenes de aire unidad de volumen de medio por minuto) al principio

del proceso fermentativo y 028 vvm posterior a los tres diacuteas manteniendo una

temperatura constante de 30 ordmC Lo anterior respalda lo dicho por Leŝtan y

colaboradores (1990) quienes demostraron que la combinacioacuten de liacutepidos y glucosa

induce el crecimiento del micelio de algunos basidiomicetos (Ander et al 1983)

243 Enzimas ligninoliacuteticas

Zimbardi y colaboradores(2016) indicaron que las fuentes de nitroacutegeno maacutes

efectivas para la produccioacuten de lacasas de P sanguineus por FES son en orden

descendente NH4Cl peptona extracto de malta caseiacutena urea extracto de

levadura asparagina KNO3 NH4NO3 (NH4)2SO4 NaNO3 Siendo la mejor fuente

de carbono para la produccioacuten de lacasa el salvado de trigo Mariacutea Eugenia Eugenio

Carbajo Martiacuten Gonzaacutelez y Villar (2009) concluyeron que la produccioacuten de lacasa

34

por hongos no soacutelo depende de las fuentes de carbono y nitroacutegeno sino tambieacuten de

la concentracioacuten de nitroacutegeno del medio de cultivo

La obtencioacuten de celulasa a partir de este hongo fue estudiada por Onofre Santos

Kagimura y Mattiello (2015) quienes reportaron que P sanguineus fue cultivado

en bagazo de cantildea enriquecido con carboximetilcelulosa glucosa NaNO3

KH2PO4 MgSO4 KCl FeSO47H2O ZnSO4 y urea a una temperatura de 30 degC y

pH 55 presentando una actividad enzimaacutetica de la celulasa de 1632 plusmn 265 Umiddotgmiddot-

La tabla 13 y 14 especifican las condiciones de cultivo para la produccioacuten de lacasa

por Pycnoporus spp y sus respectivos rendimientos

244 Inductores

La adicioacuten de inductores enzimaacuteticos constituye una estrategia para aumentar la

produccioacuten de compuestos metaboacutelicos mediante la optimizacioacuten de las

condiciones de cultivo (Schliephake et al 1993)

Seguacuten Lomascolo y colaboradores (2003) la produccioacuten de lacasa fuacutengica es

influenciada por la presencia de inductores que regulan la siacutentesis de la enzima a

nivel transcripcional empero el efecto de cada compuesto y la concentracioacuten

oacuteptima para la produccioacuten de lacasa variacutea seguacuten las diferentes cepas fuacutengicas

Compuestos fenoacutelicos como como 25-xilidina se adicionan al medio de cultivo

para incrementar la produccioacuten de lacasa (Schliephake y col 1993) tambieacuten se

reporta el uso de aacutecido feruacutelico (Levasseur et al 2014 Lomascolo y col 2003)

etanol (Eggert et al 1996) alcohol veratriacutelico e iones Cu2+ Estos dos uacuteltimos son

los inductores maacutes comunes de actividad lacasa su efecto en la produccioacuten

enzimaacutetica por FEL ha sido maacutes estudiada que por FES (Piscitelli et al 2011

Rivera-Hoyos et al 2013) Por su parte el etanol a pesar de tener un efecto

inhibidor inicial en el crecimiento del micelio es un fuerte inductor de la expresioacuten

de lacasa en P cinnabarinus permitiendo obtener altos rendimientos Meza y

colaboradores (2003) estudiaron el efecto del etanol en la produccioacuten de lacasas de

P cinnabarinus en bagazo de cantildea de azuacutecar y encontraron que la adicioacuten de etanol

al inicio de la fermentacioacuten incrementa raacutepidamente la actividad enzimaacutetica 215

veces maacutes que el sustrato que no conteniacutea etanol alcanzando niveles maacuteximos de

35

129 UmiddotL-1 despueacutes de 15 diacuteas los cuales se mantienen constantes hasta la final de

la fermentacioacuten Por otro lado el alcohol veratriacutelico estimula la produccioacuten de

peroxidasas totales (Piscitelli et al 2011) mientras los compuestos que aportan

iones de manganeso como MnSO4 son especiacuteficos para manganeso peroxidasa

(MnP) (Pezzella Guarino amp Piscitelli 2015)Las tablas 23 y 24 muestran la

influencia de algunas sustancias inductoras en la produccioacuten de lacasa fuacutengica a

traveacutes de procesos FEL y FES respectivamente

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL

EspecieCepa Inductor Actividad

enzimaacutetica

Condiciones

fermentacioacuten Referencia

P sanguineus Sin inductor 5 117 U L-1 pH 50 28 ordmC

150 rpm

(Lu y col 2007a)

25-xilidina 1 368 U L-1 pH 45 25 ordmC

125 rpm

(S Pointing Jones y

Vrijmoed 2000)

sacarosa-

asparagina

820 000 U L-1 28ordmC 200 rpm (Mariacutea Eugenia

Eugenio y col 2009)

P cinnabarinus 25-xilidina 9 600 U L-1 pH 45 30 ordmC 60

rpm

(Eggert y col 1996)

aacutecido feruacutelico 29 000 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Herpoeumll y col

2000a)

etanol 266 600 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Lomascolo y col

2003)

Los valores con unidades en rpm hacen referencia a la velocidad de agitacioacuten en

el biorreactor

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P sanguineus Hojas de palma de

aceite urea

CaCO3

466 U gmiddot-1 Humedad 75-85

25 ordmC densidad

del inoculo 30

(Vikineswary y

col 2006)

Mazorca de maiacutez

CuSO4 NH4Cl

1386 U g-1 Humedad 41 mL

g-1 sustrato 26 ordmC

(Zimbardi y col

2016)

36

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P

cinnabarinus

Bagazo de cantildea

alcohol veratriacutelico

850 U middotgmiddot-1 Humedad 70

25 ordmC

(Meza Auria

Lomascolo

Sigoillot y

Casalot 2007)

Bagazo de cantildea

etanol gaseoso

900 U middotgmiddot-1 24 ordmC Flujo

suministro etanol

40 mL min-1

(Meza

Lomascolo

Casalot Sigoillot

y Auria 2005)

Duarte Tiba Santiago Garcia y Bara (2012) estudiaron el efecto de distintos

compuestos inductores en la produccioacuten de tirosinasa por P sanguineus en

condiciones de luminosidad como estrategia para disminuir la produccioacuten de lacasa

(la cual aumenta en la oscuridad) demostrando que sustancias como aacutecido de sodio

aacutecido salicilhidroxaacutemico y feniltiourea poseiacutean una actividad inhibitoria mientras

que L-tirosina fue el mejor inductor para la produccioacuten de esta enzima seguido de

L-dopa (L-dihidroxifenilalanina 34) aacutecido cafeico (aacutecido 34 dihidroxicinaacutemico)

aacutecido 2-(4-Hydroxyphenyl) propanoico y guayacol

25 Importancia industrial

En el anexo 4 se resumen los principales metabolitos producidos por Pycnoporus

spp y su uso

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos

Los hongos de pudricioacuten blanca pueden degradar compuestos de estructura

polifenoacutelica semejante a la lignina como los compuestos xenobioacuteticos gracias a la

accioacuten de enzimas extracelulares ligninoliacuteticas producidas por estas especies que

actuacutean despolimerizando unidades no repetitivas de fenilpropanoide ligadas por

varios enlaces carbono-carbono (S B Pointing 2001 Swamy y Ramsay 1999)

Compuestos xenobioacuteticos como los colorantes industriales constituyen

37

contaminantes persistentes debido a su origen sinteacutetico por lo que pueden daacutersele

a las lacasas de Pycnoporus spp aplicaciones en biorremediacioacuten (Bumpus y Aust

1987) Schliephake y colaboradores (1993) realizaron ensayos exitosos de

decoloracioacuten de efluentes textiles (con contenido de colorantes sinteacuteticos) dentro de

un biorreactor de lecho empaquetado inmovilizando el hongo P cinnabarinus en

una membrana de nylon para que produjera lacasas demostrando la capacidad del

hongo para tolerar residuos potencialmente toacutexicos y degradarlos

252 Control bioloacutegico

El uso de hongos antagonistas ha demostrado ser una eficiente opcioacuten para el

control bioloacutegico de fitopatoacutegenos causantes de diversas enfermedades en cultivos

vegetales (Fernaacutendez-Larrea 2001 Infante Martiacutenez Gonzaacutelez amp Reyes 2009)

Estudios realizados en P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a

Mycena citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de

cafeacute causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum

Jaramillo 2012) Viecelli y Stangarlin (2010) obtuvieron resultados similares

contra Pseudocercospora griseola causante de la enfermedad ldquomancha angularrdquo en

cultivos de friacutejol tras rociar la superficie de las hojas de la planta con el extracto

acuoso obtenido del micelio de P sanguineus

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico

Algunas especies de hongos de la familia Polyporaceae producen pigmentos

rojos o anaranjados derivados de aacutecidos polipoacutericos y terpenilquinones los cuales

son causales de la coloracioacuten naranja de los hongos Pycnoporus spp (Veliacutešek y

Cejpek 2011) Los principales compuestos producidos por P sanguineus son

poliporin cinnabarina aacutecido cinabariacutenico y tramesanguina (Henrique Rosa et al

2003) A Smacircnia y colaboradores (1995) demostraron que la cinnabarina tiene

propiedades antibacterianas (Gocenoglu amp Pazarlioglu 2014) capaces de inhibir el

crecimiento de bacterias como Escherichia coli Klebsiella pneumoniae

38

Pseudomonas aeruginosa Salmonella typhi Staphylococcus aureus y miembros

del geacutenero Streptococcus siendo maacutes efectiva para el control de cocos

grampositivos que de bacilos Gram-negativos (E de F A Smacircnia et al 1998)

Ensayos utilizando P sanguineus evidenciaron la efectividad del ergosterol-58-

endoperoacutexido producido contra amastigotes de Leishmania (Viannia) panamensis

(Correa et al 2005)

Es necesario saber que los metabolitos secundarios producidos por esta especie

presentan un gran potencial antioxidante y que su eficiencia de produccioacuten no

necesariamente estaacute relacionada con la velocidad de crecimiento micelial (Borderes

et al 2011a)

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios

El aacutecido feruacutelico es un producto de la degradacioacuten de la lignina por hongos de

podredumbre blanca (Kirk 1971) Falconnier y colaboradores (1994) demostraron

el aacutecido feruacutelico de P cinnabarinus se puede biotransformar en vainillina y alcohol

vainiacutellico a traveacutes de una viacutea reductora o formar metoxihidroquinona a traveacutes de la

descarboxilacioacuten oxidativa La vainillina es una moleacutecula de alto valor comercial

aislada comuacutenmente de vainas de vainilla responsable del aroma y sabor de la

vainilla (Cid-Perez 2011) La demanda actual de alimentos producidos de forma

natural ha estimulado la buacutesqueda de medios alternativos de produccioacuten de

vainillina convirtiendo a los hongos del geacutenero Pycnoporus spp en una excelente

opcioacuten para la obtencioacuten de este aditivo alimentario (Falconnier et al 1994)

26 Marco legal

Seguacuten la Organizacioacuten de los Estados Ibero-americanos (OEI) los cambios y la

destruccioacuten de sus haacutebitats la contaminacioacuten ambiental la inadecuada poliacutetica

forestal la recoleccioacuten de cuerpos fructiacuteferos y la fragmentacioacuten de los ecosistemas

son las pesadillas de los hongos En las uacuteltimas deacutecadas han sufrido un descenso

laquocualitativo y cuantitativoraquo Por su laquopapel crucial en el funcionamiento de los

ecosistemasraquo y consciente de que las setas se han omitido en los programas de

39

conservacioacuten un grupo de micoacutelogos decidioacute realizar en 2003 la primera laquoLista

Roja preliminar de hongos en la Peniacutensula Ibeacutericaraquo que comprende hasta 67

taxones (subdivisiones de una especie) de hongos amenazados Es necesario hacer

una ley que tenga en cuenta los intereses de todos de los recolectores

acostumbrados a tomar sus setas y de la administracioacuten y comunidades autoacutenomas

que deben velar por la conservacioacuten de su patrimonio natural

Legislacioacuten internacional los seres humanos han dependido de la biodiversidad

y especiacuteficamente de los recursos geneacuteticos para producir innovar mejorar y

adaptarla a sus necesidades particulares Antes de la vigencia del Convenio sobre

la Diversidad Bioloacutegica (CDB) el acceso a los recursos geneacuteticos era libre

Normalmente las uacutenicas barreras para el acceso a estos recursos eran las distancias

y las fronteras geograacuteficas el desconocimiento de su existencia su poca adaptacioacuten

a otros ecosistemas su limitada aceptacioacuten o la falta de la verificacioacuten de su utilidad

por parte de otras culturas (Estrella Manosalvas Mariaca Ribadeneira 2005)

En el Convenio sobre diversidad bioloacutegica se define a los recursos geneacuteticos

como ldquomaterial geneacutetico de valor real o potencialrdquo y el material geneacutetico como

ldquotodo material de origen vegetal animal microbiano o de otra iacutendole que contenga

unidades funcionales de la herenciardquo

El principal objetivo de la Federacioacuten Internacional de Colecciones de Cultivo

(WFCC) la cual es un conjunto de comiteacutes comisiones y federaciones (COMCOF)

de la Unioacuten Internacional de Sociedades Microbiologiacutea (IUMS) Unioacuten

Internacional de Ciencias Bioloacutegicas (IUBS) es la promocioacuten y desarrollo de

cultivos de microorganismos y liacuteneas celulares La coleccioacuten de cultivos se debe

realizar de forma segura y de conformidad con las diferentes legislaciones y

regulaciones que controlan este tema en el proceso de aislamiento manipulacioacuten

almacenamiento y distribucioacuten de microrganismo y cultivos celulares hay muchas

etapas en las que se requiere conformidad con la ley regulaciones o convenciones

internacionales una coleccioacuten de cultivos deberiacutea tener conformidad en

Requerimientos en salud y seguridad

40

Clasificacioacuten de los microorganismos en funcioacuten de su riesgo

Regulaciones de cuarentena

Derechos de propiedad intelectual

Convencioacuten sobre diversidad bioloacutegica Informacioacuten segura suministrada al receptor

de los microorganismos

Regulaciones gubernamentales sobre el enviacuteo de cultivos

Control en la distribucioacuten de organismos peligrosos

Tratado de Budapest (para los depoacutesitos de patentes) (WFCC 2010)

Legislacioacuten nacional

Que los artiacuteculos 14 74 275 276 387 388 de la Constitucioacuten de la Repuacuteblica

reconoce el derecho de la poblacioacuten a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente

equilibrado que garantice la sostenibilidad y el buen vivir Declara de intereacutes

puacuteblico la preservacioacuten del ambiente la conservacioacuten de los ecosistemas la

biodiversidad y la integridad del patrimonio geneacutetico del paiacutes la prevencioacuten del

dantildeo ambiental y la recuperacioacuten de los espacios naturales degradados

(Constitucioacuten poliacutetica de la repuacuteblica del Ecuador)

Que el Art 86 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declara de intereacutes

puacuteblico a la conservacioacuten de los ecosistemas la biodiversidad y el patrimonio

geneacutetico del paiacutes a la recuperacioacuten de espacios naturales degradados al

establecimiento de un Sistema Nacional de Aacutereas Naturales Protegidas que

garanticen la conservacioacuten de la biodiversidad y el mantenimiento de los servicios

ecoloacutegicos

Que los Arts 89 242 y 248 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declaran

respectivamente que el Estado tomaraacute medidas orientadas a regular bajo estrictas

normas de bioseguridad la propagacioacuten en el medio ambiente la experimentacioacuten

el uso la comercializacioacuten y la importacioacuten de organismos geneacuteticamente

modificados que la organizacioacuten y funcionamiento de la economiacutea responderaacute

41

entre otros principios al de sustentabilidad y ratifica el derecho soberano del

Estado sobre la biodiversidad promoviendo su conservacioacuten y utilizacioacuten

sustentable con la participacioacuten de las poblaciones involucradas y de conformidad

con los convenios y tratados internacionales Que el Ecuador suscribioacute y ratificoacute el

Convenio sobre la Diversidad Bioloacutegica seguacuten consta en los Registros Oficiales

No 109 del 18 de enero de 1993 y el 146 del 16 de marzo de 1993 El cual regula

la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de la biodiversidad y sus componentes y

establece la participacioacuten justa y equitativa en los beneficios que se deriven de la

utilizacioacuten de los recursos geneacuteticos asociados reconociendo el derecho soberano

que ejercen los Estados sobre sus recursos bioloacutegicos Que el Estado ha suscrito y

ratificado varios Convenios Internacionales relacionados con la conservacioacuten de la

biodiversidad tales como la Convencioacuten sobre Humedales de Importancia

Internacional especialmente como Haacutebitat de Aves Acuaacuteticas o Convencioacuten de

Ramsar la Convencioacuten para la Proteccioacuten del Patrimonio Mundial Cultural y

Natural la Convencioacuten sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas

de Flora y Fauna Silvestres (CITES) Convenio Marco de Cambio Climaacutetico el

Tratado de Cooperacioacuten Amazoacutenica entre los maacutes relevantes Que estaacuten vigentes

en el Ecuador normas de aplicacioacuten regional de la Comunidad Andina de manera

especial las Decisiones de la Comisioacuten del Acuerdo de Cartagena Nos 344 345

391 y 486 relativas a la Propiedad Industrial la proteccioacuten a los Derechos de los

Obtentores de Variedades Vegetales y al Acceso a los Recursos Geneacuteticos Que la

biodiversidad constituye la base del capital natural del paiacutes capaz de proporcionar

un flujo constante de bienes y servicios cuya conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable

permitan satisfacer las necesidades humanas de consumo y produccioacuten y

garanticen el sustento de la vida Que la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de

la biodiversidad son de intereacutes nacional por su importancia econoacutemica ecoloacutegica

geneacutetica social cultural cientiacutefica educativa recreativa y esteacutetica y por lo tanto

tiene un valor estrateacutegico para el desarrollo sustentable presente y futuro del

Ecuador Que siendo el Ecuador uno de los paiacuteses de mayor biodiversidad del

mundo catalogado como mega diverso constituye una prioridad para el paiacutes

proteger su riqueza bioloacutegica y cultural asociada para las generaciones presentes y

futuras ante la preocupante y considerable reduccioacuten y peacuterdida de la biodiversidad

42

como consecuencia de determinadas actividades humanas en el paiacutes Que es

indispensable expedir normas que rijan la conservacioacuten y uso sustentable de la

biodiversidad (Ley para la conservacioacuten y uso sustentable de la biodiversidad

1993)

CAPIacuteTULO VIII De la Investigacioacuten y Capacitacioacuten Forestales

Art 50- El Ministerio del Ambiente promoveraacute realizaraacute y coordinaraacute la

investigacioacuten relativa a la conservacioacuten administracioacuten uso y desarrollo de los

recursos forestales y de las aacutereas naturales del patrimonio forestal

Art 51- Para el cumplimiento de las actividades previstas en el artiacuteculo anterior

al Ministerio del Ambiente le corresponde

a) Crear centros de investigacioacuten sobre especies forestales nativas y exoacuteticas de

fauna y flora silvestres

b) Suscribir convenios relativos a la investigacioacuten capacitacioacuten y educacioacuten

forestales

c) Ejecutar programas de capacitacioacuten y adiestramiento en conservacioacuten

administracioacuten y desarrollo de recursos forestales y aacutereas naturales de patrimonio

del Estado

d) Establecer en coordinacioacuten con el Ministerio de Educacioacuten y Cultura y otras

entidades del sector puacuteblico programas de educacioacuten y divulgacioacuten relativas a los

aspectos mencionados en el literal anterior

e) Organizar cursos de capacitacioacuten forestal y de conservacioacuten conjuntamente

con el Servicio Ecuatoriano de Capacitacioacuten Profesional -SECAP- y otras entidades

y dependencias del sector puacuteblico o privado

f) Las demaacutes que le asignen esta Ley y los reglamentos (Ley forestal y

conservacioacuten de aacutereas 2004)

Toda esta riqueza biodiversa en el Ecuador corre gran peligro de que por falta

de una legislacioacuten que lo proteja sea amenazada por el intereacutes de convertir no en

43

elementos vitales para el Sumak Kawsay sino que apetecido por sus componentes

convertirlos en mercanciacuteas y llevarlos al mercado globalizado De hecho parte de

la destruccioacuten y desaparicioacuten de especies ha sido por falta de una legislacioacuten

responsable y soberana para la proteccioacuten de la biodiversidad asiacute como la

responsabilidad de los gobiernos de turno que no han visto a estos seres vivos como

titulares de derecho (Ley orgaacutenica de la biodiversidad 2011)

El Coacutedigo Orgaacutenico del Ambiente (COA) manifiesta en el Titulo III DE LOS

DERECHOS DEBERES Y PRINCIPIOS AMBIENTALES art5 derecho de la

poblacioacuten a vivir en un ambiente sano

El derecho a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente equilibrado

comprende

1- La conservacioacuten manejo sostenible y recuperacioacuten del patrimonio natural la

biodiversidad y todos sus componentes con respeto a los derechos de la naturaleza

y a los derechos colectivos de las comunas comunidades pueblos y nacionalidades

2- El manejo sostenible de los ecosistemas con especial atencioacuten a los

ecosistemas fraacutegiles y amenazados tales como paramos humedales bosques

nublados bosques tropicales secos y huacutemedos manglares y ecosistemas marinos y

marinos-costeros

3- La intangibilidad del Sistema Nacional de Aacutereas Protegidas en los teacuterminos

establecidos en la constitucioacuten y la Ley

4- La conservacioacuten preservacioacuten y recuperacioacuten de los recursos hiacutedricos

cuencas hidrograacuteficas y caudales ecoloacutegicos asociados al ciclo hidroloacutegico

5- La conservacioacuten y uso sostenible del suelo que prevenga la erosioacuten la

degradacioacuten la desertificacioacuten y permita su restauracioacuten

6- La prevencioacuten control y reparacioacuten integral de los dantildeos ambientales

7- La obligacioacuten de toda obra proyecto o actividad en todas sus fases de

sujetarse al procedimiento de evaluacioacuten de impacto ambiental

44

8- El desarrollo y uso de praacutecticas y tecnologiacuteas ambientalmente limpias y

sanas asiacute como de energiacuteas alternativas no contaminantes renovables

diversificadas y de bajo impacto ambiental

9- El uso experimentacioacuten y el desarrollo de la biotecnologiacutea y la

comercializacioacuten de sus productos bajo estrictas normas de bioseguridad con

sujecioacuten a las prohibiciones establecidas en la Constitucioacuten y demaacutes normativa

vigente

Los principios ambientales deberaacuten ser reconocidos e incorporados en toda

manifestacioacuten de la administracioacuten puacuteblica asiacute como en las providencias judiciales

estos principios son

Responsabilidad integral - Responsabilidad de quien promueve una

actividad que genere o pueda generar impacto sobre el ambiente

Mejor tecnologiacutea disponible y mejores praacutecticas ambientales - El estado

deberaacute promover a los sectores puacuteblicos y privados el desarrollo y uso de

tecnologiacuteas ambientalmente limpias y de energiacutea alternativa no

contaminantes y de bajo impacto que minimicen en todas las fases de una

actividad productiva

TIacuteTULO I DE LA CONSERVACIOacuteN DE LA BIODIVERSIDAD

Articulo 31- La conservacioacuten de la biodiversidad se realizaraacute in situ o ex situ

en funcioacuten de sus caracteriacutesticas ecoloacutegicas niveles de endemismo categoriacutea de

especies amenazadas de extincioacuten para salvaguardar el patrimonio bioloacutegico de la

erosioacuten geneacutetica

Articulo 32- Se promoveraacuten y regularaacuten las investigaciones cientiacuteficas in situ

y ex situ que comprendan actividades de extraccioacuten coleccioacuten recoleccioacuten

importacioacuten movilizacioacuten transportacioacuten exportacioacuten y disposicioacuten temporal o

final de especies de vida silvestre

Articulo 33- La biodiversidad terrestre insular marina y dulceacuiacutecola seraacute

conservada in situ Se procuraraacute el uso sostenible de sus componentes de forma tal

45

que no se ocasione su disminucioacuten a largo plazo para mantener su potencial de

satisfacer las necesidades de las generaciones presentes y futuras

Articulo 35- Para la proteccioacuten de la vida silvestre se establecen las siguientes

condiciones a las personas naturales y juriacutedicas

1 Conservar las especies de vida silvestre en su habitad natural prohibiendo

su extraccioacuten salvo las consideraciones para investigacioacuten repoblacioacuten de

especies con cualquier tipo de amenaza y las establecidas en este coacutedigo

2 Reconocer el uso tradicional y el aprovechamiento de las especies de vida

silvestre por motivos de subsistencia o por praacutecticas culturales medicinales

3 Promover investigaciones sobre vida silvestre para difundir el

bioconocimiento dentro del territorio nacional

Articulo 66- Son medios de conservacioacuten de especies de vida silvestre los que

se detallan a continuacioacuten

Viveros

Jardines botaacutenicos

Zooloacutegicos

Centros de criacutea y reproduccioacuten sostenible

Centros de rescate y rehabilitacioacuten

Bancos de germoplasma

Acuarios

TIacuteTULO IV RECURSOS GENEacuteTICOS Y SUS DERIVADOS

BIOSEGURIDAD BIOCOMERCIO

Artiacuteculo 72- Los derechos otorgados sobre los recursos bioloacutegicos no conceden

derecho alguno sobre los recursos geneacuteticos o sus derivados no sobre los

conocimientos colectivos asociados a estos Las investigaciones realizadas sobre

los recursos geneacuteticos deberaacuten ser sistematizadas y ser recopiladas por el Instituto

Nacional de Biodiversidad

Artiacuteculo 75- Las normas de bioseguridad regularaacuten los productos de la

biotecnologiacutea moderna con el objeto de contribuir a la conservacioacuten y el uso

46

sostenible de la biodiversidad y garantizar los derechos de la salud humana y el

ambiente

Articulo 80- La Autoridad Ambiental Nacional regularaacute el biocomercio para

lo cual deberaacute considerar los objetivos de la conservacioacuten de la biodiversidad la

sostenibilidad social econoacutemica y ambiental asiacute como la distribucioacuten justa de los

beneficios de conformidad con las disposiciones de este coacutedigo

En los uacuteltimos antildeos se ha observado la accioacuten paralela de numerosas

organizaciones gubernamentales y no gubernamentales universidades

comunidades e individuos que han desplegado acciones en favor de la

biodiversidad del rescate de los conocimientos praacutecticas e innovaciones

relacionados a eacutesta y de la documentacioacuten o desarrollo de meacutetodos para la

conservacioacuten y utilizacioacuten sostenible de estos recursos entre otras acciones

El lograr la conservacioacuten y uso sostenible de la biodiversidad implica lograr

beneficios para el ser humano sin agotar el recurso y asegurar las posibilidades de

aprovechamiento de la biodiversidad para las proacuteximas generaciones En este

sentido la biodiversidad puede conservarse mediante dos estrategias

bull La estrategia de conservacioacuten in situ

bull La estrategia de conservacioacuten ex situ (Estrella amp col 2005)

47

3 MARCO METODOLOacuteGICO

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa

Pycnoporus spp

El objetivo de este experimento es aislar identificar y caracterizar la cepa nativa

ecuatoriana del hongo Pycnoporus spp

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de Pycnoporus sanguineus

48

311 Materiales y meacutetodos

El trabajo experimental se realizoacute en el laboratorio de Biotecnologiacutea Fuacutengica del

Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente (CEBA) en convenio con el

Ingenio Azucarero del Norte (IANCEM) localizado en la Ciudad de Ibarra a 2241

msnm (UTM WGS84 17 N 816705 Este 36766 Norte) con una temperatura

promedio de 18 degC

3111 Aislamiento

La muestra de hongo Pycnoporus spp se recolectoacute de un bosque de la ciudad de

Tena a una altitud de 543 msnm UTM WGS84 18N 186566 Este 9891710 Norte

la misma se encontroacute creciendo naturalmente en troncos de la madera piguumle

(Pollalesta discolor) en proceso de descomposicioacuten

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus

49

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de Pollalesta discolor

Para la presente investigacioacuten la reproduccioacuten celular se realizoacute tanto por medio

de tejido como por esporas en un medio rico en Agar Papa Dextrosa (PDA) y Agar

extracto de Malta (MEA) siguiendo la teacutecnica descrita por Pineda (2014) se

preparoacute el medio con agua destilada y se esterilizoacute por 15 minutos en autoclave a

15 PSI y 121 degC El medio esteacuteril se sirvioacute en caja petri y se procedioacute a inocular

con tejido y espora de la especie seleccionada (Pineda 2014) Las muestras

inoculadas se incubaron a 22 degC y se observoacute el crecimiento del hongo durante seis

diacuteas

3112 Identificacioacuten

La identificacioacuten fue realizada por el laboratorio especializado IDgen-

Identificacioacuten Molecular localizado en la ciudad de Quito Para ello se usoacute dos

muestras de cepas puras de la especie Pycnoporus previamente aisladas con coacutedigo

CEBA-T-PS-010116 son cultivos axeacutenicos de hongos creciendo en agar

Se realizoacute la identificacioacuten molecular de microorganismos (Extraccioacuten de ADN

Amplificacioacuten de barcode secuenciacioacuten estaacutendar ensamblaje de productos de

50

PCR y buacutesqueda en base de datos) El meacutetodo de determinacioacuten se realizoacute por

identificacioacuten molecular por barcoding

Los procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR se

describen en el detalle de protocolos (anexo 1) Los productos de PCR fueron

depurados previo a su secuenciacioacuten El producto de amplificacioacuten limpio y los

primeros ITS1 ITS4 ITS5 EF1-983F EF1-2218R fueron utilizados para la

secuenciacioacuten con el meacutetodo SANGER Se limpiaron y ensamblaron las secuencias

obtenidas con el programa bioinformaacutetico GENEIOUS y se compararon las

secuencias ensambladas con la base de datos de nucleoacutetidos de GenBank

3113 Caracterizacioacuten

La caracterizacioacuten del Pycnoporus sanguineus estudiada se realizoacute a traveacutes del

anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico el cual se realizoacute en el laboratorio del INIAP

localizado en la ciudad de Quito Se realizoacute un anaacutelisis proximal macro y micro

elementos siguiendo las normas y meacutetodos de la institucioacuten

312 Resultados y discusioacuten

3121 Aislamiento

En la figura 34 se presenta los cuerpos fructiacuteferos de los hongos Pycnoporus

sanguineus que se recolectaron en la ciudad del Tena Ecuador los mismos que se

almacenaron en bolsa de polietileno y se llevaron al laboratorio

51

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno

En la figura 35 se presenta el proceso de preparacioacuten del medio de cultivo para la

especie nativa

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA

52

En la figura 36 y 37 se presenta el procedimiento para la obtencioacuten de esporas

tejido e inoculacioacuten de la especie nativa de Pycnoporus spp

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo

En la figura 38 se presenta el cultivo de Pycnoporus spp creciendo en un medio

rico luego de 6 diacuteas de incubacioacuten a 22 degC el mismo que se procedioacute a su

purificacioacuten por la teacutecnica de repique hasta lograr una cepa pura la cual fue

53

codificada como CEBA-T-PS-010116 y almacenada en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos del CEBA

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus sanguineus

(Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et al 2015a E de F A Smacircnia Smacircnia Juacutenior

amp Loguercio-Leite 1998 Vikineswary et al 2006) coinciden con la teacutecnica

utilizada en la presente investigacioacuten (Pineda 2014) realizar el aislamiento en un

medio de cultivo Agar Papa Dextrosa mientras (Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et

al 2015a) utilizaron como medio de cultivo Agar Harina Integral de Trigo asiacute como

(Acosta et al2010 Atteke y col 2013 Cruz Muntildeoz et al 2015a Machuca amp

Ferraz 2001 Schliephake et al 1993 Uzan et al 2010) manifiestan utilizar como

medio de cultivo Agar Extracto de Malta a esto antildeade (Cruz Muntildeoz et al 2015)

utilizar como medio de cultivo medios afines al material vegetal de donde se

recolectoacute y (Boumlse 1946) utiliza Medio Czapek-Dox con sulfato de manganeso

algunas veces adicionado con extracto de semillas de guisantes o salvado de trigo

Seguacuten (Cruz Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll et al2000b Schliephakeet al 1993)

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura

54

3122 Identificacioacuten

El ADN de cada una de las muestras fue extraiacutedo y con el fin de identificar la

calidad de la extraccioacuten se realizoacute una electroforesis Las extracciones de ADN

genoacutemico obtenidos evidencian una calidad alta y una concentracioacuten superior a 400

ng de ADN por cada 8 ul de extracto Se utilizoacute las extracciones de ADN

pertenecientes a las muestras para la amplificacioacuten del fragmento ITS Se puede

evidenciar que no existen productos de amplificacioacuten para las muestras por lo que

para estas se decidioacute amplificar un fragmento del factor de elongacioacuten 1 alfa (EF1a)

Adicionalmente se diluyeron las muestras hasta una concentracioacuten de 30nguL

para descartar procesos inhibitorios de la PCR debido a una elevada concentracioacuten

de ADN previo a su utilizacioacuten en el ensamblaje de la PCR

Se determina que la cepa nativa estudiada codificada como CEBA-T-PS-

010116 corresponde a la especie Trametes sanguinea en la longitud 652 949

de calidad y 99 de identidad en el fragmento ITS

En el meacutetodo utilizado para la identificacioacuten coincido con (Cruz Muntildeoz y col

2015) el cual manifiesta La identificacioacuten se realizoacute a nivel molecular para lo cual

se enviaron dos muestras de colonias puras (punta de hifa) al laboratorio de la

Estacioacuten Nacional de Epidemiologiacutea Cuarentena y Saneamiento Vegetal en

Quereacutetaro Quereacutetaro para la extraccioacuten del ADN ribosomal y su amplificacioacuten

secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes del Centro

Nacional para la Informacioacuten Biotecnoloacutegica (NCBI EEUU)

De acuerdo con la base de datos Catalogue of Life la especie estudiada se

clasifica

Filo Basidiomicota

Clase Agaricomicetes

Orden Polyporales

Familia Polyporaceae

Geacutenero Pycnoporus

Especie sanguineus

55

Los sinoacutenimos para Pycnoporus sanguineus (L) (Murrill 1904) (nombre

vaacutelido) son Trametes sanguinea (L) (Lloyd 1924) Trametes sanguinea var

intermedia (Corner 1989) Trametes sanguinea var major (Corner 1989)

Trametes sanguinea var sanguinea (L) (Lloyd 1924) determinaacutendose que la

especie nativa ecuatoriana pertenece a la especie Pycnoporus sanguineus(Roskov

Y 2016)

3123 Caracterizacioacuten

De los resultados obtenido para el anaacutelisis proximal por el laboratorio del INIAP

se determina que la cepa nativa de Pycnoporus sanguineus tiene una humedad

1112 cenizas 209 EE (Extracto eteacutereo) 089 proteiacutena 1372 fibra

3418 ELN (Extracto libre de nitroacutegenos) 4912 Para el anaacutelisis de minerales

macro elementos se determinoacute que contiene calcio 027 foacutesforo 035 magnesio

006 potasio 052 sodio 001 Para micro elementos cobre 3ppm hierro 136

ppm manganeso 54 ppm zinc 58 ppm En la literatura se encuentra los

metabolismos secundarios asiacute tenemos que (Atteke et al 2013) (Berrio et al 2007)

(Camarero et al 2004) (Camarero et al 2005 ME Eugenio et al 2010) (Lu et al

2007b Machuca amp Ferraz 2001) (Madhavi amp Lele 2009 Munusamy et al 2008

Ramiacuterez-Cavazos et al 2014) (Sigoillot et al 2002 2004) (Xu et al 2000)

manifiestan la produccioacuten de lacasa ademaacutes antildeade (Boumlse 1946 Henrique Rosa et

al 2003) la produccioacuten de poliporina (Achenbach amp Blumm 1991 Acosta et al

2010 Cruz Muntildeoz et al 2015ordf Dias amp Urban 2009 A Smacircnia et al 2003 E de

F A Smacircnia et al 1998) manifiestan la produccioacuten de Cinabarina fenoxacina otra

consideracioacuten la hace (Achenbach amp Blumm 1991) el cual manifiesta la

produccioacuten O-acetyl-cinabarina pero ninguno de los autores anteriormente

mencionados manifiesta la caracteriacutesticas quiacutemicas a nivel proximal y de minerales

de la especie

56

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es desarrollar un protocolo para la conservacioacuten

de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

321 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue aislada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego

se inocularon con la cepa nativa seleccionada y se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC

Los tubos colonizados fueron liofilizados en un equipo liofilizador de bandejas

marca VirTiswizard 20 a una temperatura de -40ordmC por 26 horas a una presioacuten de

57

vaciacuteo de 300 atm la cepa liofilizada fue depositada en el banco de recursos

geneacuteticos microbianos del CEBA (Pineda 2014) para su conservacioacuten

322 Resultados y discusioacuten

En la figura 310 se presenta el procedimiento para el cultivo de Pycnoporus

sanguineus en tubos se observa el crecimiento del micelio en los dos medios de

cultivo (MEA y PDA) a una temperatura de 22 ordmC durante 6 diacuteas

En la figura 311 y 312 se presenta el procedimiento para la liofilizacioacuten de las

muestras de Pycnoporus sanguineus como se observa se coloca los tubos de ensayo

con las cepas cultivadas en la bandeja y luego se carga el liofilizador el cual arranca

su operacioacuten con una temperatura de 15 ordmC disminuyendo la temperatura durante 8

horas hasta llegar -50 degC como se observa en la figura 311 disminuyendo 10 ordmC

cada hora durante 8 horas hasta llegar a ndash 50 ordmC luego empieza el proceso de secado

en el cual se aumenta la temperatura 10 ordmC durante 18 horas hasta llegar a 40 ordmC a

un presioacuten de vaciacuteo de menos 300 atm

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten

58

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus

En la figura 313 se presenta la muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

como se observa luego de 26 horas en el liofilizador las muestras estaacuten totalmente

deshidratadas y listas para el protocolo de conservacioacuten

59

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

Existen meacutetodos de conservacioacuten por liofilizacioacuten para otras especies en la cual

los autores solo recomiendan que es el mejor meacutetodo para conservacioacuten sin

embargo no se establece un procedimiento para realizar esta teacutecnica y mucho

menos se encontroacute informacioacuten sobre el proceso de liofilizacioacuten para la especie

Pycnoporus sanguineus en la presente investigacioacuten queda establecido el

procedimiento a seguir para conservar por esta teacutecnica la especie estudiada

Al conservar la especie a largo plazo se garantiza que por el deterioro o

destruccioacuten del ecosistema la especie no desaparezca aportando con la cepa nativa

en

Ambiental- el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de compuestos

recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su sistema

enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en aserraderos

(Kirk 1971) P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a Mycena

citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de cafeacute

causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum Jaramillo

2012)

60

Econoacutemico - La implementacioacuten de este proyecto a escala industrial generariacutea

ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa nativa

ecuatoriana Pycnoporus sanguineus

Social - Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial farmaceacuteutico

En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la sangre eliminar

verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas menopaacuteusicos y

del vientre

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es seleccionar el mejor medio de cultivo para la

produccioacuten de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus a partir de cepa

liofilizada

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de Pycnoporus sanguineus

331 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue liofilizada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

61

Disentildeo experimental la experimentacioacuten se planificoacute con un disentildeo

completamente al azar (DCA) con cinco reacuteplicas y completamente aleatorio El

factor de estudio fue el medio de cultivo con los niveles MEA y PDA como variable

de respuesta se establecioacute la velocidad de crecimiento lineal de la cepa del hongo

Los paraacutemetros de operacioacuten como la temperatura y la presioacuten se mantuvieron

contaste a 22degC y 101 325 Pa como factor de ruido se consideroacute el nivel de luz

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en cajas petri y luego se

inocularon con cepa nativa de Pycnoporus sanguineus y se incubaron por 7 diacuteas a

22 degC se tomoacute las medidas de crecimiento (Pineda 2014)

332 Resultados y discusioacuten

En la tabla 31 se presenta la matriz de resultados experimentales como se

observa el tratamiento 1 tiene la mayor velocidad de crecimiento lineal medida en

mmdiacutea

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada

Tratamientos Velocidad de crecimiento

MEA PDA

1 392 292

2 383 292

3 375 283

4 383 275

5 392 283

Valor promedio (Ẋ) 385 285

Varianza (Ợ2) 000515 000515

Desviacioacuten estaacutendar (Ợ) 00717635 00717635

Coeficiente de varianza (CV) 186399 251802

62

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

MEDIOS Media Error tiacutep Intervalo de confianza 95

Liacutemite inferior Liacutemite superior

MEA 3850 032 3776 3924

PDA 2850 032 2776 2924

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

385 a

285 b

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA

Vel

oci

dad

de

crec

iem

ien

to

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA MEA PDA PDA MEA PDA PDA MEA MEA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Velocidad Promedio Limete superior Limete inferior

63

Anaacutelisis de varianza

En la tabla 33 se presenta el anaacutelisis de varianza que descompone la varianza de

Velocidad en dos componentes un componente entre-grupos y un componente

dentro-de-grupos La razoacuten-F que en este caso es igual a 485437 es el cociente

entre el estimado entre-grupos y el estimado dentro-de-grupos Puesto que el valor-

P de la prueba-F es menor que 005 existe una diferencia estadiacutesticamente

significativa entre la media de Velocidad entre un nivel de Medio y otro con un

nivel del 950 de confianza

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio

Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razoacuten-F Valor-P

Entre grupos 25 1 25 48544 00000

Intra grupos 00412 8 000515

Total (Corr) 25412 9

Pruebas de Rangos Muacuteltiple para Velocidad por Medio (950 LSD)

Se aplica un procedimiento de comparacioacuten muacuteltiple para determinar cuaacuteles

medias son significativamente diferentes de otras La mitad inferior de la salida

muestra las diferencias estimadas entre cada par de medias En la parte superior de

la tabla 34 se han identificado 2 grupos homogeacuteneos seguacuten la alineacioacuten de las Xs

en columnas No existen diferencias estadiacutesticamente significativas entre aquellos

niveles que compartan una misma columna de Xs El meacutetodo empleado

actualmente para discriminar entre las medias es el procedimiento de diferencia

miacutenima significativa (LSD) de Fisher Con este meacutetodo hay un riesgo del 50 al

decir que cada par de medias es significativamente diferente cuando la diferencia

real es igual a 0

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher

Medio Casos Media Grupos Homogeacuteneos

PDA 5 285 X

MEA 5 385 X

64

Como se observa la mayor velocidad de crecimiento lineal se presenta cuando

se trabaja con MEA con una velocidad promedio de 385 mmdiacutea Identificando

que el mejor medio para la produccioacuten del hongo es el Agar Extracto de Malta

(MEA)

En la figura 317 se observar el crecimiento de la cepa y determinar la velocidad

de crecimiento lineal en los medios de cultivo estudiados

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa

(Acosta-Urdapilleta et al 2010) manifiesta de que las velocidades maacutes altas de

crecimiento fueron de 9 mm diacutea utilizando sustratos hervidos encino lirio trigo y

avena y la menor velocidad 2 mm diacutea se dio con el tratamiento bajo cedro con

PDA obtiene velocidades de crecimiento de 17 a 35 mmdiacutea (Cruz Muntildeoz et al

2015) manifiesta que obtuvo velocidades de crecimiento de 48 mmdiacutea con

extracto de casuarina y 61 mmdiacutea con extracto de mango coincido con Acosta

(2016) en la velocidad al utilizar extracto PDA ya que en la presente investigacioacuten

obtuvimos velocidad de crecimiento 285 mmdiacutea sin embargo el mejor medio de

cultivo utilizado es MEA con 385 mmdiacutea

65

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de

Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

El objetivo de este acaacutepite es realizar una ficha para la conservacioacuten de la cepa de

Pycnoporus sanguineus

341 Introduccioacuten

Al determinar en queacute medio de cultivo tuvo mayor velocidad de crecimiento la

cepa seleccionada se deberiacutea tener un registro en un banco de recursos geneacuteticos

microbianos que garanticen la conservacioacuten de la cepa para en un futuro aprovechar

de manea sustentable el recurso fuacutengico

Ecuador posee un vasto territorio con una riqueza microbioloacutegica muy amplia y

poco estudiada por lo que la conservacioacuten de los recursos geneacuteticos propios de

nuestros ecosistemas resulta esencial para evitar la peacuterdida de biodiversidad y el

acceso a genomas y oportunidades diferentes a las de otras regiones geograacuteficas

Sin embargo nuestro paiacutes no posee auacuten una ley de Acceso a sus recursos geneacuteticos

ni tiene sistematizados los bancos donde estos recursos se conservan

El objetivo de establecer el banco de recursos geneacuteticos microbianos potenciales

para el desarrollo de la Biorefineria ecuatoriana mediante la identificacioacuten

aislamiento cultivo y conservacioacuten de cepas puras que permitan el maacuteximo

aprovechamiento de las materias primas utilizando como insumo la biodiversidad

ecuatoriana en el marco del desarrollo sostenible (Pineda 2016) banco de

recursos geneacuteticos microbianos es el reguardo inalterable del patrimonio geneacutetico

nacional de microorganismos Para esto se debe contar con infraestructura y

equipos de laboratorio contar con profesionales especialistas en el manejo

conservacioacuten y preservacioacuten de cepas nativas fuacutengicas A traveacutes de procesos de

liofilizacioacuten se conservan las cepas por un periodo determinado Respaldos de las

muestras y efectivas medidas de seguridad aseguraran que la cepa se mantendraacute en

condiciones oacuteptimas De esta manera se permitiraacute potenciar la innovacioacuten cientiacutefica

local y posesionar a Ecuador como un centro tecnoloacutegico siendo su principal

objetivo la conservacioacuten a largo plazo de cepas propios de la geografiacutea ecuatoriana

66

ya que estaacuten bajo permanente amenaza de desaparecer ya sea por acciones humanas

o situaciones naturales

Con la creacioacuten del banco de recursos geneacuteticos microbianos se lograriacutea

Preservar y proteger los recursos geneacuteticos

Contribuir y propiciar su uso ordenado racional y sustentable

Coadyuvar las acciones de recoleccioacuten aislamiento identificacioacuten

caracterizacioacuten potenciacioacuten uso y preservacioacuten

Difundir la importancia estrateacutegica de conservacioacuten del medio ambiente

entre a comunidad cientiacutefica y la poblacioacuten en general

Preservar proteger mejorar y promover el uso sustentable de la riqueza

geneacutetica del paiacutes

El hongo Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial

farmaceacuteutico En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la

sangre eliminar verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas

menopaacuteusicos y del vientre (Acosta 2016) Los cientiacuteficos del banco brasilentildeo

estaacuten intentando domesticar o producir en laboratorios el hongo Pycnoporus

sanguineus ya que tiene fines terapeacuteuticos por ejemplo sentildeala que la

especie Pycnoporus sanguineus es usada por indiacutegenas amazoacutenicos para tratar

uacutelceras y caacutencer Y agrega que si se lograse su cultivo artificial con cepas

vigorosas podriacutea servir en otros laboratorios para investigaciones de caraacutecter

quiacutemico y biotecnoloacutegico por sus propiedades farmacoloacutegicas (BBC 2015) La

definicioacuten de la produccioacuten anual de hongo fresco se realiza teniendo en cuenta las

poliacuteticas y estrategias concebidas dentro del Plan Nacional de Desarrollo del

Ecuador Entre las estrategias se establece el fomento a la produccioacuten para el

consumo interno mediante el apoyo financiero y teacutecnico a pequentildeos y medianos

productores y a las comunidades campesinas (SEMPLADES 2009) El costo de

cepas de Pycnoporus sanguineus no se encontroacute sin embargo el costo para otras

especies es de 150 USD por lo que tener conservada las cepas no solo seriacutea rentable

sino tambieacuten se deja abierto para futuras investigaciones

67

342 Ficha Pycnoporus sanguineus

68

69

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus

Codigo

Bacteria Hongo x

Denominacion de la cepa utilizada por el depositante

Si x No

Si No x

Si No x

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3

Humanos Animales Plantas

CEBA-T-PS-010116TIPO DE MICROORGANISMO

Nombre cientiacutefico

iquestConoce el tipo de cepa

iquestEl microorganismo alberga un plagravesmido natural

iquestSe manipulo geneacuteticamente al microorganismo

DESIGNACIOacuteN DE LA CEPA

Pycnoporus sanguineus

INFORMACIOacuteN RELATIVA

William Goacutemez

Ecuador

Napo Tena UTM 18 S 186563 9891708

1472016

Fuente

Paiacutes de origen

Provincia Ciudad si es posible latitud y longitud

Fecha de recoleccioacuten

5102016

Datos de muestreo

Aislamiento de la cepa

Provincia Ciudad donde fue aislado

Si no aisloacute la cepa siacutervase indicar a los cientiacuteficos o

laboratorios que lo hicieron

Aislado por

Imbabura Ibarra

Dr Julio Pineda

William GoacutemezRecolectado por

Fecha del aislamiento

Evaluacioacuten del riesgo

Grupo de riesgo

Patoacutegeno para

Temperatura 23 ordmC Tiempo de encuvacioacuten

iquestEste microorganismo sobrevive a la congelacioacuten Si x No

Nombre

Institucioacuten

Direccioacuten

Email

Teleacutefono

Fecha

Firma

26 dias

CRECIMIENTO Y MANTENIMIENTO

Meacutetodo usado para la identificacioacuten de la cepa Secuenciacioacuten ADN

Motivo del deposito (Aplicaciones biotecnologicas control de calidad etc) Conservacioacuten

INFORMACIOacuteN ADICIONAL

Requerieintos especiales (Luz gas etc)

Medio de cultivo Agar malta

1522017

IFORMACIOacuteN DE LA PERSONA QUE DEPOacuteSITA

William Goacutemez

CEBA

Tena 8-20 y Tungurahua

williamedissnyahooes

983000610

70

4 CONCLUSIONES

Se establecioacute un protocolo para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten

del hongo nativo Pycnoporus spp aislado de la ciudad del Tena lo cual

representa un aporte al desarrollo cientiacutefico y tecnoloacutegico

Por primera vez se desarrolla un procedimiento para la conservacioacuten de la cepa

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus por liofilizacioacuten meacutetodo que

garantiza la conservacioacuten de la especie por maacutes de 23 antildeos y su manejo de forma

sostenible generando valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana

Se establecioacute que el mejor medio para la produccioacuten de la cepa pura de

Pycnoporus sanguineus es el Agar Extracto de Malta con una velocidad de

crecimiento lineal de 385 mmdiacutea lo cual representa un aporte al desarrollo de

las tecnologiacuteas de produccioacuten fuacutengica

Se presenta una ficha y registro de la cepa Pycnoporus sanguineus lo cual

permitiraacute generar valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana y

principalmente la conservacioacuten de la especie

5 RECOMENDACIONES

Se recomienda aislar identificar y caracterizar nuevas especies nativas del

geacutenero Pycnoporus spp que permita incrementar el patrimonio del banco de

recursos geneacuteticos microbianos (BRGM)

Desarrollar la tecnologiacutea de produccioacuten de cepas nativas en las escalas de banco

y piloto con la finalidad de consolidar el Know How con posibilidades de

patentar los procedimientos

Desarrollar la tecnologiacutea a escala de laboratorio para la produccioacuten de biomasa

de cuerpo fructiacutefero de Pycnoporus spp con fines a su aplicacioacuten en la industria

farmaceacuteutica y enzimaacutetica

71

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sanguineus RP15 Potential Application for Dye Decolorization International

Journal of Molecular Sciences 17(5) 672

httpdoiorg103390ijms17050672

87

7 ANEXOS

Anexo 1 Procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR

88

89

90

91

92

93

Anexo 2 Resultados anaacutelisis bromatoloacutegico Pycnoporus sanguineus

94

Anexo 3 Metabolitos producidos por las especies de Pycnoporus

Metabolito Especie Referencia

Lacasas P cinnabarinus P coccineus

P sanguineus

(Atteke y col 2013 Berrio Plou

Ballesteros Martiacutenez y Martiacutenez 2007

Camarero y col 2004 Camarero Ibarra

Martiacutenez y Martiacutenez 2005 ME Eugenio y

col 2010 Lu y col 2007b Machuca y

Ferraz 2001 Madhavi y Lele 2009

Munusamy y col 2008 Ramiacuterez-Cavazos y

col 2014 Sigoillot y col 2002 2004 Xu y

col 2000)

Peroxidasas extracelulares

(Lignin Versaacutetil y

Manganeso Peroxidasa)

P cinnabarinus P coccineus (Levasseur y col 2014 Machuca y Ferraz

2001)

Celulasas

(β-glucosidasas

Xilanasas)

P cinnabarinus P coccineus (Bey Berrin Poidevin y Sigoillot 2011

Machuca y Ferraz 2001 Sigoillot y col

2002)

Celobiosa deshidrogenasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col 2002)

Galactosidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara Hayashi y

Mitsutomi 1981)

DDMP P sanguineus (Teoh y col 2011)

Poliporina P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col 2003)

Cinabarina (3-fenoxacina) P sanguineus P cinnabarinus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Cruz Muntildeoz y col 2015a Dias

y Urban 2009 A Smacircnia y col 2003 E de

F A Smacircnia y col 1998)

O-acetyl-cinabarina P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Dias y Urban 2009 Gocenoglu

y Pazarlioglu 2014)

Tramesanguina P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez

Adame y col 2010)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Pycnoporina P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

95

Metabolito Especie Referencia

2-amino-fenoxazin-3-ona P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Pycnosanguina eacuteter

fenoxacina

P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Dias y Urban

2009)

5-6- dihidroergosterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol peroacutexido P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings Pilawa

Theobald y Berger 2001 Stentelaire y col

2000)

96

Anexo 4 Principales compuestos bioactivos obtenidos de Pycnoporus spp

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Lacasas Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Eggert y col 1996 Machuca y

Ferraz 2001 Sigoillot y col 2002

Xu y col 2000)

P sanguineus (Ramiacuterez-Cavazos y col 2014)

Antiinflamatoria P cinnabarinus (Madhavi y Lele 2009)

Biorremediacioacuten de aguas

residuales

P coccineus (Berrio y col 2007 Jaouani

Guilleacuten Penninckx Martiacutenez y

Martiacutenez 2005)

P cinnabarinus (Munusamy y col 2008)

Degradacioacuten de colorantes

sinteacuteticos

P cinnabarinus (Camarero y col 2005)

P sanguineus (Atteke y col 2013 Lu y col

2007b)

Blanqueo de pulpa para papel P cinnabarinus (Camarero y col 2004 Sigoillot y

col 2004)

P sanguineus (ME Eugenio y col 2010)

Peroxidasas

totales

Enzima ligninoliacutetica P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Lignin

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Manganeso

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Versaacutetil

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

β-glucosidasas Enzimas celulasas P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

P cinnabarinus (Bey y col 2011)

Xilanasas Enzimas celulasas P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col

2002)

P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Celobiosa

deshidrogenasa

Enzima oxidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoilloty col

2002)

Galactosidasa Enzima hidrolasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara y col

1981)

DDMP Antifuacutengico P sanguineus (Teoh y col 2011)

97

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Poliporina Anmicrobiano P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col

2003)

Cinabarina (3-

fenoxacina)

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010

Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Antimicrobiana P sanguineus (E de F A Smacircnia y col 1998)

Antiviral P sanguineus (A Smacircnia y col 2003)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

O-acetyl-

cinabarina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido

cinabariacutenico

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Antibacterial P cinnabarinus (Gocenoglu y Pazarlioglu 2014)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Tramesanguina Pigmento P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Pycnoporina Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina Pigmento P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

2-amino-

fenoxazin-3-ona

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

pycnosanguin

eacuteter fenoxazina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antimocrobiano P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antiviral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

5-6-

dihidroergostero

l

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol

peroacutexido

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina Saborizante aromatizante P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings y

col 2001 Stentelaire y col 2000)

98

Page 9: MAESTRIA EN GESTIÓN SUSTENTABLE DE RECURSOS NATURALES

8

9

RESUMEN

En Ecuador no se conoce el protocolo de aislamiento conservacioacuten y produccioacuten a

escala laboratorio de la cepa nativa Pycnoporus sanguineus El cuerpo fructiacutefero

se recolecto en la ciudad del Tena misma que se encontraba en troncos en

descomposicioacuten de Pollalesta discolor La reproduccioacuten celular se realizoacute tanto

por medio de tejido como por esporas en un medio rico en PDA se encubaron a 22

ordmC durante seis diacuteas se procedioacute a la purificacioacuten de la cepa por la teacutecnica de

repique hasta lograr una cepa pura La identificacioacuten fue realizada por laboratorios

IDgen en la cual se determinoacute 99 de identidad en el fragmento ITS es Pycnoporus

sanguineus En el anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico se determinoacute que la especie tiene

un ELN de 4912 para el anaacutelisis de macro elementes se encontroacute en mayor

cantidad potasio 052 micro elementos como hierro 136 ppm Para la

conservacioacuten de la cepa se aplicoacute la teacutecnica de la liofilizacioacuten se preparoacute dos

medios de cultivo MEA y PDA se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego se

inocularon con la cepa nativa seleccionada se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC Los

tubos colonizados fueron liofilizados Para determinar la velocidad de crecimiento

de la cepa nativa se utilizoacute como medio de cultivo PDA y MEA en donde fue

colocada la cepa anteriormente liofilizada en el centro de la caja petri con la ayuda

de cinta meacutetrica se determinoacute la velocidad de crecimiento diariamente se incuboacute

durante siete diacuteas la mayor velocidad de crecimiento se observa en el medio de

cultivo MEA de 385 mmdiacutea Puesto que el valor-P de la prueba-F es menor que

005 existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre la media de

velocidad entre un nivel de medio y otro con un nivel del 950 de confianza

10

SUMMARY

In Ecuador is not known isolation Protocol-scale production and conservation

laboratory or the native strain of Pycnoporus sanguineus The fruiting body is

collected in the city of Tena same that was in trunks in decomposition of Pollalesta

discolor Cellular reproduction was carried out both by means of tissue and spores

in an environment rich in PDA incubate to 22 degC six days was purification or the

strain by the technique of tolling to achieve a pure strain The identification was

performed by laboratories IDgen 99 identity in the fragment was determined in

which ITS is Pycnoporus sanguineus The bromatological chemical analysis

determined that the species has an ELN of 4912 for the analysis of macro

elements found in most potassium 052 micro elements as iron 136 ppm For the

conservation of the strain was applied the technique of lyophilization it was

prepared two culture media MEA PDA was sterilized and served in 5ml tubes and

they were then inoculated with the native strain selected they were incubated for 7

days at 22 degrees Colonized tubes were lyophilized To determine the rate of

growth of the native strain was used as a PDA culture medium and MEA where was

placed the above freeze-dried strain in the center of the box petri with the help of

tape measure determined the speed of growth daily incubated for seven days the

higher speed of growth is observed in the culture medium MEA 385 mmday Since

the disagreement of the test F is less than 005 there is a statistically significant

difference between the average speed between a middle level and another the

950 confidence level

Palabras clave

Aislamiento biodiversidad caracterizacioacuten conservacioacuten fuacutengica liofilizacioacuten

Pycnoporus

11

ABREVIATURAS

BRGM Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos

EE Extracto Eteacutereo o grasa bruta

ELN Elementos Libres de Nitroacutegeno

FEL Fermentacioacuten Estado Liacutequido

FES Fermentacioacuten Estado Solido

IANCEM Ingenio Azucarero del Norte Compantildeiacutea de Economiacutea Mixta

LSD Diferencia Miacutenima Significativa

MAE Ministerio del Ambiente Ecuador

MAISFCI Modelo de Atencioacuten Integral de Salud Familiar Comunitario

e Intercultural

MEA Agar Malta Dextrosa

ODM Objetivos de Desarrollo del Milenio

PDA Agar Papa Dextrosa

SEMPLADES Secretaria Nacional de Planificacioacuten y Desarrollo

WFP Proyecto Mundial de Alimentacioacuten

12

IacuteNDICE DE CONTENIDO

RESUMEN 9

SUMMARY 10

1 PROBLEMA 17

11 Introduccioacuten 17

12 Situacioacuten probleacutemica 18

13 Problema cientiacutefico 19

14 Objetivos de la investigacioacuten 19

15 Hipoacutetesis 20

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA 21

21 La salud un desafiacuteo global 21

211 Situacioacuten actual 21

212 Situacioacuten futura 21

213 Propuestas al desafiacuteo 21

22 Geacutenero Pycnoporus spp 22

221 Recoleccioacuten 22

222 Aislamiento 24

223 Identificacioacuten 26

224 Caracterizacioacuten 26

225 Conservacioacuten 27

23 Produccioacuten de Biomasa 30

231 Paraacutemetros de operacioacuten 30

232 Medios de cultivo 30

233 Incubacioacuten 31

24 Produccioacuten de metabolitos 32

241 Cinnabarina 32

242 Vainillina 33

13

243 Enzimas ligninoliacuteticas 33

244 Inductores 34

25 Importancia industrial 36

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos 36

252 Control bioloacutegico 37

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico 37

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios 38

26 Marco legal 38

3 MARCO METODOLOacuteGICO 47

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa Pycnoporus

spp helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47

311 Materiales y meacutetodos 48

3111 Aislamiento 48

3112 Identificacioacuten 49

3113 Caracterizacioacuten 50

312 Resultados y discusioacuten 50

3121 Aislamiento 50

3122 Identificacioacuten 54

3123 Caracterizacioacuten 55

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus 56

321 Materiales y meacutetodos 56

322 Resultados y discusioacuten 57

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus 60

331 Materiales y meacutetodos 60

332 Resultados y discusioacuten 61

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos (BRGM) 65

14

341 Introduccioacuten 65

342 Ficha Pycnoporus sanguineus 67

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus 69

4 CONCLUSIONES 70

5 RECOMENDACIONES 70

6 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 71

7 ANEXOS 87

15

IacuteNDICE DE FIGURAS

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten 23

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente 28

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de

Pycnoporus sanguineus 47

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus 48

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de

Pollalesta discolor 49

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno 51

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA 51

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo 52

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo 52

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus

sanguineus 53

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

56

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten 57

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten 58

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus 58

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada 59

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de

Pycnoporus sanguineus 60

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

62

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa 64

16

IacuteNDICE DE TABLAS

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp 24

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp 25

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL 35

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES 35

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada 61

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio 63

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher 63

17

1 PROBLEMA

11 Introduccioacuten

Los hongos son imprescindibles para el funcionamiento de la vida Sin ellos la

acumulacioacuten de residuos orgaacutenicos formariacutea enormes cementerios de cadaacuteveres

vegetales y animales produciendo grandes trastornos en la naturaleza (Zeikus

1981) La cadena troacutefica se modificariacutea de tal manera que provocariacutea la

desaparicioacuten de muchas especies (de Diego Calonge 2009)

Pycnoporus spp ha sido durante mucho tiempo utilizado en la medicina popular

de Aacutefrica y Ameacuterica para tratar numerosas enfermedades Los extractos de este

hongo son demostrados por poseer ingredientes bioactivos involucrados en

tratamiento antitumoral y actividades antioxidantes (Cao Zhang amp Xu 2014) Por

el potencial lignoceluliacutetico y los metabolitos secundarios de este hongo es

importante la buacutesqueda de sustancias antivirales antioxidantes antifuacutengicas y

antibacterianas (Smacircnia et al 2003) Se cuenta con el recurso natural pero no se

han realizado estudios de como producir y conservar la cepa nativa (Cruz Muntildeoz et

al 2015a)

Se pretende aportar con un banco de recursos geneacuteticos con la posibilidad de que

esta cepa sea utilizada en el sector farmaceacuteutico por su actividad bioloacutegica

antioxidante antifuacutengica y antibacterial (Smacircnia et al 1995) y en el sector textil

ya que produce un pigmento extraiacutedo llamado cinnabarin que se utiliza para la

decoloracioacuten parcial y completa de ciertos tintes (Schliephake Lonergan Jones amp

Mainwaring 1993) en el sector alimentario para la produccioacuten de vainilla (Zheng

et al 2007)

En teacuterminos econoacutemicos la implementacioacuten de este proyecto a escala industrial

generariacutea ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa

nativa ecuatoriana Pycnoporus spp Por ejemplo la vainilla natural producida por

el hongo tiene un costo en el mercado de 4000 USDKg ingresos que se quedariacutean

en manos de los productores nacionales Ademaacutes la creacioacuten de estas industrias

generariacutea fuentes de trabajo y ayudariacutea al aumento de la balanza comercial nacional

18

En teacuterminos ambientales el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de

compuestos recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su

sistema enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en

aserraderos (Kirk 1971) Adicionalmente el aislamiento y almacenamiento de la

cepa nativa de Pycnoporus spp en Bancos de Recursos Geneacuteticos con fines

industriales y acadeacutemicos promoveriacutea la preservacioacuten de la especie

En el aacutembito social se mejorariacutea el nivel educativo de la poblacioacuten en teacuterminos

de preservacioacuten y aprovechamiento de la biodiversidad fuacutengica de la cual no se

tiene maacutes conocimiento que los usos ancestrales (Hawksworth 1991) Ademaacutes

mejorariacutea la calidad de la salud de la poblacioacuten gracias a sus propiedades

medicinales ya comprobadas cientiacuteficamente por lo que su potencial en la

industria farmaceacuteutica es grande

La academia se veriacutea favorecida a su vez gracias a la recopilacioacuten de meacutetodos y

datos teacutecnicos necesarios para la conservacioacuten y almacenamiento de la cepa

facilitando el desarrollo de investigaciones de caraacutecter quiacutemico y biotecnoloacutegico

(Cruz 2004)

12 Situacioacuten probleacutemica

En el campo de la salud el no aprovechamiento de los metabolitos fuacutengicos

provocariacutea un caos en el tratamiento de ciertas enfermedades ya que muchos

medicamentos son producidos a partir de estos (Chang amp Miles 2004) Hay que

recordar el papel que desempentildea la penicilina descubierta por Fleming en 1928 a

partir del hongo Penicillium notatum para el tratamiento de las infecciones ( Valdeacutes

et al 1998) En la actualidad se conoce miles de sustancias medicinales producidos

por hongos y pronto saldraacuten maacutes incluso capaces de combatir el SIDA (Calonge

2009)

No obstante muchas especies de hongos estaacuten bajo amenaza de desaparecer

como consecuencia del deterioro o destruccioacuten de los ecosistemas (Hernaacutendez

Gonzaacutelez Hernaacutendez Herrera amp Camino 2014)

19

El Ecuador es un paiacutes pequentildeo pero uno de los maacutes biodiversos por su ubicacioacuten

espacial (Estrella Manosalvas Mariaca amp Ribadeneira 2005) El 18 de la

superficie nacional considerada como aacuterea protegida para la conservacioacuten de la

riqueza natural (MAE 2008) El aprovechamiento sostenible de la biodiversidad

nacional es promovido por el Plan Nacional para el Buen Vivir que enfatiza en el

bioconocimiento y su aplicacioacuten para la produccioacuten de nuevos bienes y servicios

ecoloacutegicamente sustentables suscitando al cambio de la matriz productiva

(Senplades 2009)

13 Problema cientiacutefico

Se evidencia limitado conocimiento en el manejo sustentable del geacutenero fuacutengico

Pycnoporus spp nativa ecuatoriana hacieacutendose necesario el establecimiento de

protocolos para aislamiento conservacioacuten purificacioacuten produccioacuten especiacutefica de

cepas nativas propagacioacuten o crecimiento celular en medios artificiales o naturales

y produccioacuten

Objeto

El proceso de produccioacuten y conservacioacuten de la especie nativa ecuatoriana de

Pycnoporus spp

Campo

Conservacioacuten de los recursos geneacuteticos microbianos

14 Objetivos de la investigacioacuten

Objetivo General

Desarrollar un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus mediante procesos que permitan la

conservacioacuten del recurso natural fuacutengico y su aprovechamiento de manera

sustentable

20

Objetivos especiacuteficos

Aislar identificar y caracterizar la especie fuacutengica de Pycnoporus

sanguineus

Desarrollar un protocolo para la conservacioacuten de la especie

Seleccionar el mejor medio de cultivo para la produccioacuten de Pycnoporus

spp a traveacutes de la velocidad de crecimiento lineal

Disentildear una ficha de cepas microbianas puras para su conservacioacuten en

el Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

15 Hipoacutetesis

Hipoacutetesis alternativa

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

Hipoacutetesis nula

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus no se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

21

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA

21 La salud un desafiacuteo global

Es una realidad compleja a traveacutes de un enfoque interdisciplinario que supera

los liacutemites del paradigma positivista de la ciencia claacutesica (Alcaacutentara-Moreno

2008) depende de la interaccioacuten de muacuteltiples factores sociales poliacuteticos

econoacutemicos culturales y cientiacuteficos (Roberto Bricentildeo-Leoacuten 2000) y responde a

una condicioacuten histoacuterica ya que la visioacuten particular de la sociedad va cambiando con

el tiempo (Ritzer 2001)

211 Situacioacuten actual

Dentro de los objetivos del desarrollo sostenible (2015) el objetivoacute 3 comprende

garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades La

participacioacuten mancomunada de los paiacuteses para cumplir los ODM ha desencadenado

en el movimiento contra la pobreza maacutes exitoso de la historia especialmente en

temas de salud y alimentacioacuten mundial

212 Situacioacuten futura

La Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS 2013) ha pedido a los paiacuteses que

sigan invirtiendo en investigaciones de aacutembito nacional con el objetivo de poner

en marcha un sistema de cobertura sanitaria universal adaptado a las necesidades

particulares de cada paiacutes

213 Propuestas al desafiacuteo

Estudios de casos realizados en muchos paiacuteses demuestran la importancia que

tienen las investigaciones nacionales y mundiales en la mejora de la salud

investigaciones que abarcan desde la prevencioacuten y el control de enfermedades

especiacuteficas hasta la mejora del funcionamiento de los sistemas de salud

22

22 Geacutenero Pycnoporus spp

Entre muchos hongos de pudricioacuten blanca el geacutenero Pycnoporus spp es un

geacutenero representativo de la familia Polyporaceae que se encuentra ampliamente

distribuido a nivel mundial en zonas templadas y tropicales donde tiene gran

importancia en la regulacioacuten del ciclo de carbono (Zeikus 1981) Forma un grupo

cosmopolita de cuatro especies Pycnoporus puniceus Pycnoporus cinnabarinus

Pycnoporus sanguineus Pycnoporus coccineus (Lesage-Meessen et al 2011) A

principios de 1990 el geacutenero Pycnoporus se perfiloacute como una alternativa para la

consecucioacuten de compuestos enzimaacuteticos viables en la degradacioacuten eficiente de

biomasa y la obtencioacuten de metabolitos secundarios de intereacutes como antioxidantes

(Borderes Costa Guedes amp Tavares 2011a) antibacterianos (A Smacircnia et al

1995) y antiparasitarios (Correa et al 2005)

Pese a que los hongos del geacutenero Pycnoporus spp no son especies comestibles

su importancia radica en la capacidad de degradar eficientemente compuestos

lignoceluloacutesicos (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) lo que les confiere un

gran potencial para ser usados en procesos biotecnoloacutegicos de degradacioacuten de

residuos agriacutecolas hasta azuacutecares fermentables uacutetiles en la produccioacuten de etanol y

otros productos biotecnoloacutegicos de alto valor comercial (Call 1994 Zeikus 1981)

Diversas investigaciones han estudiado las condiciones oacuteptimas para la obtencioacuten

de compuestos sintetizados por este geacutenero y la influencia de diversos factores

logrando un mejor control del bioproceso y una mejor comprensioacuten del

metabolismo de Pycnoporus spp (Falconnier et al 1994 Lesage-Meessen et al

2011 Levasseur et al 2014 Liu et al 2015 Piscitelli et al 2011 Rivera-Hoyos et

al 2013)

221 Recoleccioacuten

Para la recoleccioacuten es necesario conocer de antemano las caracteriacutesticas

macroscoacutepicas del cuerpo fructiacutefero del hongo (Ortiz et al 2016) Pycnoporus spp

posee un basidioma en forma de abanico (flabeliforme) maacutes o menos aplanado de

color naranja intenso y un margen redondeado de color similar al resto del

23

carpoacuteforo su tamantildeo puede variar entre 3 a 10 cm de ancho y su carne variacutea de

corchoso a duro Se encuentra adherido al sustrato por la base y ocasionalmente

los bordes son cofluentes es decir que se peguen con los de los basidiomas

contiguos En la zona de unioacuten con el sustrato el basidioma es maacutes grueso

pudiendo alcanzar los 3 cm de grosor mientras en los bordes es maacutes delgado

alcanzando menos de 1 cm de grosor (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016

Papinutti 2013) Se puede observar a simple vista que el himenio de este geacutenero

posee poros por donde libera las esporas (Alexopoulos amp Beneke 1962) los cuales

pueden alcanzar entre 2-3 cm de diaacutemetro y una forma de redondeada u oblonga

(Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) En la figura 21 se pueden apreciar las

caracteriacutesticas generales del geacutenero

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Macroscoacutepicamente las especies son diferenciables entre siacute por ejemplo P

sanguineus tiene un color maacutes rojizo que su homologo P cinnabarinus ademaacutes

tiene una base estrecha que le da la apariencia de subestipitado mientras P

cinnabarinus es seacutesil Este uacuteltimo tiene a su vez una superficie pileacuteica libre o escasa

de vellosidades a diferencia de P fulgens con el cual suele asemejarse por la

24

coloracioacuten del carpoacuteforo (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016 Papinutti

2013)

Pycnoporus spp suele encontrarse en sustratos lignoceluloacutesicos en

descomposicioacuten sobre los cuales crece naturalmente (Borderes Costa Guedes amp

Tavares 2011b) Una vez reconocido el hongo y recolectado su cuerpo fructiacutefero

se deben tomar apuntes acerca de los diferentes substratos en donde fue encontrado

(tierra madera en descomposicioacuten mantillo del bosquehellip) (Chanona-Goacutemez

Andrade-Gallegos Castellanos-Albores amp Saacutenchez 2007) las coordenadas y la

temperatura ambiental En la tabla 21 se listan algunos materiales lignoceluloacutesicos

de donde se han recolectado las cepas de Pycnoporus spp

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp

Especie Material vegetal en descomposicioacuten Referencia

P sanguineus Madera de casuarina y mango (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Madera contaminada con petroacuteleo (Acosta-Urdapilleta Alonso-

Paz Rodriacuteguez Adame y col

2010 Quiroz-Castantildeeda y col

2009)

Troncos de palma (Achenbach y Blumm 1991)

Encino (Chanona-Goacutemez y col 2007)

Madera de Parkia oppositifolia (Esposito Innocentini-Mei

Ferraz Canhos y Duraacuten 1993)

P cinnabarinus Madera de pino (Eggert Temp y Eriksson 1996)

Troncos quemados (Guzmaacuten 1979)

P coccineus Eucalipto (Machuca y Ferraz 2001)

222 Aislamiento

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura (Cruz

Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

25

2000b Schliephake et al 1993) Es necesario haber adicionado cloranfenicol

(200 g l) a los medios de cultivo para evitar contaminaciones bacterianas

(Henrique Rosa y col 2003) Seguacuten Correa y colaboradores (2005) el MEA es el

medio oacuteptimo para el crecimiento micelial posterior a la purificacioacuten mientras que

Acosta-Urdapilleta y colaboradores (2010) afirman que es el Agar Harina Integral

de Trigo (HTIA por sus siglas en ingleacutes) Por su parte Cruz-Muntildeoz y

colaboradores (2015) aseveran que los medios de cultivo oacuteptimos son los que

contienen extracto del material vegetal de donde se recolectoacute el hongo En la tabla

22 se mencionan los principales medios de cultivo empleados para el aislamiento

de Pycnoporus spp

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp

Especie Medio de cultivo Referencia

P sanguineus Agar Papa Dextrosa (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a E de F A

Smacircnia Smacircnia Juacutenior y Loguercio-

Leite 1998 Vikineswary y col 2006)

Agar Harina Integral de Trigo (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a)

Agar Extracto de Malta (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Atteke

y col 2013 Cruz Muntildeoz y col 2015a

Machuca y Ferraz 2001 Schliephake y

col 1993 Uzan y col 2010)

Medios afines al material vegetal de

donde se recolectoacute (Agar Extracto de

Casuarina Agar Extracto de Mango)

(Cruz Muntildeoz y col 2015)

Medio Czapek-Dox con sulfato de

manganeso algunas veces adicionado

con extracto de semillas de guisantes

o salvado de trigo

(Boumlse 1946)

P

cinnabarinus

Agar Extracto de malta (American Type Culture Collection

2016a)

26

Especie Medio de cultivo Referencia

Agar Extracto de levadura (American Type Culture Collection

2016b)

Agar Papa Dextrosa (FuQuan y QiJin 2008)

223 Identificacioacuten

Microscoacutepicamente se pueden identificar cuatro tipo de hifas 1) las de los tubos

o poros que son de pared delgada ramificadas y se tintildeen con fioxina 2) las del

margen y el piacuteleo que son un poco maacutes gruesas no ramificadas no se tintildeen con

fioxina y usualmente tienen graacutenulo anaranjados que se disuelven en KOH 3) las

de la zona de transicioacuten y tubos que tienen grosor variable y se disponen en capas

y 4) las que se encuentran uacutenicamente en la zona de transicioacuten que son delgadas

con ramificaciones cortas y recurvadas (Papinutti 2013) Para la diferenciacioacuten

entre P sanguineus y P cinnabarinus es necesario saber que el primero tiene un

sistema de hifas dimiacutetico mientras el del segundo es trimiacutetico (Asociacioacuten

Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) Para evitar vacilaciones lo maacutes preciso es realizar

pruebas a nivel molecular mediante extraccioacuten del ADN ribosomal y su

amplificacioacuten secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes

(Cruz Muntildeoz et al 2015a)

224 Caracterizacioacuten

Para la determinacioacuten de las condiciones oacuteptimas de crecimiento y la produccioacuten

de metabolitos secundarios se toman discos (5 mm de diaacutemetro) de PDA con

micelio del borde radial de cultivos de 30 diacuteas de edad y se depositan en nuevas

cajas de petri con medio de cultivo acorde con lo que se quiera medir o producir se

incuba por 30 diacuteas maacutes a 23 degC con luz blanca continua (Curz et al 2015a) El

crecimiento micelial no de manera obligatoria estaacute relacionado con la produccioacuten

de metabolitos secundarios (Baumer Mas Diego Pacheco Morgado amp Furigo

2008) Los metabolitos primarios y secundarios producidos por el geacutenero

Pycnoporus spp variacutean dependiendo de la especie y condiciones de cultivo (Acosta

Paz Rodriacuteguez Adame amp col 2010) una vez extraiacutedos en alguacuten tipo de solvente

27

seguacuten el experimento ejecutado se identifican por cromatografiacutea de capa fina

mediante comparacioacuten de los frentes de retencioacuten (Cruz et al 2015a) cromatografiacutea

de gases o espectrometriacutea de masas (Teoh Don y Ujang 2011) En el anexo 3 se

nombran los principales metabolitos producidos por Pycnoporus spp

Es necesario realizarle a la cepa purificada ensayos de actividad enzimaacutetica para

identificar algunos usos potenciales a nivel industrial Como eacuteste geacutenero pertenece

a los hongos de pudricioacuten blanca se deben realizar ensayos de actividad

ligninoliacutetica celuloliacutetica hemiceluloliacutetica de acuerdo con el Manual de Micologiacutea

Experimental de la Universidad de Buenos Aires (Forchiassin et al 2014) Las

enzimas ligninoliacuteticas maacutes abundantes en eacuteste hongo son las lacasas (Eggert et al

1996) lo que facilita su proceso de purificacioacuten Se habiacutea llegado a pensar que la

produccioacuten de peroxidasas extracelulares era nula (Machuca amp Ferraz 2001)

225 Conservacioacuten

La cepa debe ser almacenada en refrigeracioacuten a 4 ordmC para que no pierda su

viabilidad (Borderes et al 2011b Schliephake et al 1993) Aunque existen otros

meacutetodos que tambieacuten pueden emplearse Inmersioacuten en agua destilada inmersioacuten en

aceite mineral liofilizacioacuten congelacioacuten repique (Ortiz et al 2016) La

temperatura de congelacioacuten es de -80 degC en hielo seco o nitroacutegeno liacutequido y la de

liofilizacioacuten de 2 a 8 degC Cada vez que se vaya a usar la cepa limpie su envase con

etanol al 70 y transfiera aseacutepticamente (American Type Culture Collection

2016a 2016b Uzan amp col 2010) El periacuteodo de viabilidad para algunos hongos

conservados bajo este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith amp Onions 1994) En la figura

22 se observa un laboratorio apto para la obtencioacuten de recursos geneacuteticos fuacutengicos

28

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Meacutetodos a corto plazo que ayudan a la conservacioacuten de la cepa se aplica cuando

su uso es generalmente frecuente (Garciacutea amp Uruburuacute 1991) dentro de estos

meacutetodos se tendriacutea

El cultivo seriado consiste en resembrar al microorganismo cada cierto tiempo

en un medio adecuado este meacutetodo es vaacutelido para periacuteodos de 15 diacuteas se incrementa

la posibilidad de contaminacioacuten de la cepa (Mateos 2002)

La conservacioacuten por suspensioacuten en agua destilada es un meacutetodo sencillo

econoacutemico y seguro capaz de garantizar la supervivencia de cultivos fuacutengicos por

periacuteodos prolongados de dos hasta siete antildeos (Jong amp Birmingham 2001) Consiste

en suspender en agua esteacuteril ceacutelulas de cultivo como conidias esporas picnidios

esclerocidos (Bueno 1998)

La conservacioacuten con aceite mineral consiste en recubrir con aceite mineral

esteacuteril un cultivo que se encuentre en condiciones oacuteptimas de crecimiento micelial

y esporulacioacuten generalmente (Jong amp Atkins 1986) esta teacutecnica disminuye la

deshidratacioacuten del medio es utilizado en pequentildeas colecciones cuando la

liofilizacioacuten no resulta econoacutemica (Jong ampBirmingham 2001) Un amplio rango

de hongos a sobrevivido por este meacutetodo por un periacuteodo de 12 a 30 meses (Smith

et al 1994)

La desecacioacuten es un meacutetodo de conservacioacuten que reduce draacutesticamente el

metabolismo Sin embargo no todos los microorganismos sobreviven a estos

29

meacutetodos de secado por lo que se hace necesario antildeadir agentes protectores (leche

descremada glumato soacutedico al 10) La conservacioacuten en suelo es una teacutecnica que

ha sido usada ampliamente en laboratorios industriales para el mantenimiento de

cultivos de importancia comercial (Jong et al 1985) Este meacutetodo es usado para

cultivos que producen esporas y estructura de resistencia las cepas pueden

almacenarse en diferentes sustratos como arena papel filtro El meacutetodo consiste en

esterilizar y secar el suelo el cual es utilizado como medio absorbente con una

pequentildea cantidad de inoacuteculo preserva la viabilidad en un periacuteodo de tres a ocho

antildeos (Jong et al 2001)

Meacutetodos a largo plazo son los mejores porque en ellos se paraliza el crecimiento

de las ceacutelulas microbianas pero estas no han muerto Asiacute se garantiza el maacuteximo

de estabilidad geneacutetica (Garciacutea et al 1991) dentro de estos meacutetodos se tendriacutea

La liofilizacioacuten Es un proceso en el cual se congela el producto y posteriormente

se introduce en una caacutemara al vaciacuteo para realizar la separacioacuten del agua por

sublimacioacuten es otro de los meacutetodos de conservacioacuten de hongos por tiempo

prolongado Si bien es muy recomendado requiere contar con un liofilizador lo

que no siempre estaacute al alcance de todos los investigadores La liofilizacioacuten es un

proceso de conservacioacuten que tambieacuten involucra la deshidratacioacuten de las conidias o

cualquier otra estructura propagativa (Ames nd) El periacuteodo de viabilidad para

algunos hongos conservados por este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith et al 1994)

La criocongelacioacuten se basa en la utilizacioacuten de una temperatura

extremadamente friacutea para poder disminuir de forma controlada las funciones vitales

del organismo que se pretende conservar y que eacuteste se conserve vivo pero

ldquodormidordquo durante un periacuteodo de tiempo muy elevado sin que pierda sus

propiedades su principio radica en que toda ceacutelula tejido u organismo sometido a

bajas temperaturas disminuye sus funciones vitales permaneciendo en estado de

dormancia por periacuteodos prolongados es decir sus actividades metaboacutelicas estaacuten

suprimidas (Pasarellt amp McGinnis 1992 Rico et al 2004)

30

23 Produccioacuten de Biomasa

La obtencioacuten de compuestos derivados de la produccioacuten de Pycnoporus spp se

realiza mediante procesos fermentativos que pueden llevarse a cabo en medios de

crecimiento liacutequidos (Fermentacioacuten en Estado Liacutequido FEL) o soacutelidos

(Fermentacioacuten en Estado Soacutelido FES) Investigaciones efectuadas por Acosta-

Urdapilleta y colaboradores (2010) indican que los metabolitos primarios y

secundarios producidos por el geacutenero Pycnoporus dependen de la especie y las

condiciones de cultivo del mismo

231 Paraacutemetros de operacioacuten

El nivel de humedad del sustrato ejerce un efecto significativo en el proceso de

FES recomendaacutendose una humedad del 70 (Annuar Sammantha Murthy amp

Sabanatham 2010) Asiacute mismo el aumento del oxiacutegeno en el ambiente favorece

la tasa y la extensioacuten de la degradacioacuten de la biomasa por parte de Pycnoporus spp

(Hatakka amp Uusi-Rauva 1983) lo que se traduce en un aumento de la

bioconversioacuten Por otro lado el pH del medio de cultivo estaacute directamente

relacionado con el crecimiento del micelio daacutendose un mayor descenso de pH en

medios que presentan mayor crecimiento micelial (Holler amp Brooks 1980) No

obstante la mayoriacutea de estos estudios han sido realizados en condiciones in vitro

no contemplando la influencia de factores que pueden modificar los resultados en

procesos a mayor escala (Behrentz amp Giraldo 1993)

232 Medios de cultivo

Las fuentes de carbono comuacutenmente usadas en los procesos de FEL son lactosa

maltosa glucosa fructuosa extracto de levadura harinas de algunos cereales entre

otros (Chegwin A amp Nieto R 2013 Suaacuterez Arango amp Nieto 2013) La glucosa y

la fructosa permiten obtener una alta densidad de biomasa pues son maacutes faacuteciles de

asimilar que la maltosa no obstante pueden ser inhibidores de reacciones

metaboacutelicas secundarias del hongo (Ander Eriksson y Yu 1983) Los

suplementos de medios de cultivo maacutes utilizados son tartrato de diamonio tartrato

31

disoacutedico KH2PO4 CaCl2H2H2O MgSO4middot7H2O FeSO4middot7H2O ZnSO4middot7H2O

MnSO4middotH2O CuSO4middot5H2O y extracto de levadura (Eggert et al 1996 Gocenoglu

yPazarlioglu 2014 Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

2000a Levasseur e al 2014)

Pycnoporus spp puede cultivarse faacutecilmente a escala de laboratorio y en planta

piloto obteniendo altos rendimientos de produccioacuten a partir del uso de substratos

como almidoacuten extracto de malta maltosa metilcelulosa sacarosa dextrosa

caldos suplementados con extracto de levadura yo fosfoliacutepidos (Holler amp Brooks

1980 Oddou Stentelaire Lesage-Meessen Asther amp Colonna Ceccaldi 1999)

salvado de maiacutez salvado de trigo y salvado de arroz (FuQuan amp QiJin 2008

Levasseur et al 2014 Zimbardiet al 2016) tambieacuten se reporta el uso de residuos

agroindustriales como el bagazo de la cantildea de azuacutecar residuos de cultivo de

plaacutetano virutas de madera caacutentildeamo caacutescaras de algodoacuten hojas de palma de aceite

y residuos de frutas (Annuar et al 2010 Leŝtan Ŝtrancar amp Perdih 1990)

Existe una estrecha relacioacuten entre el aumento del crecimiento micelial del hongo

con el carbono total disponible en el medio de cultivo (Holler amp Brooks 1980) El

raacutepido crecimiento del hongo en medios pobres sobre todo cuando no se antildeade

ninguna fuente de carbono puede ser causado por la expansioacuten de su micelio como

estrategia para evitar la inanicioacuten (Levasseur et al 2014) Levasseur y

colaboradores (2014) sugieren que un alto contenido de lignina en el medio de

cultivo inhibe el crecimiento de P cinnabarinus en condiciones de cultivo en donde

la lignina es la uacutenica fuente de carbono disponible

233 Incubacioacuten

La mayoriacutea de estudios de estimacioacuten de la velocidad de crecimiento micelial

se realizan midiendo el diaacutemetro del micelio del hongo en las placas de petri sin

embargo el crecimiento tambieacuten se relaciona con la densidad de micelio en el

medio (Royse 1997)

FuQuan y QiJin (2008) estudiaron el crecimiento de Pcinnabarinus por FES en

bolsas con 075 kg de salvado de trigo y aserriacuten suplementado con sacarosa y

CaCO3 a una temperatura de crecimiento de 25 a 30 ordmC un pH 70 y una humedad

32

del sustrato del 60 al 65 logroacute una colonizacioacuten completa del micelio despueacutes

de los 26 a los 30 diacuteas y la obtencioacuten de carpoacuteforos transcurridos 32 diacuteas despueacutes

de la aparicioacuten de los primordios

Holler y Brooks (1980) estudiaron el crecimiento del micelio de P cinnabarinus

por FEL utilizando extracto de malta suplementado con NaNO3 K2HPO4

MgSO47H2O KCL y FeSO47H2O y sacarosa a partir de una suspensioacuten de

esporas y tacos de agar con micelio se cultivoacute a 28 ordmC por un intervalo de 4 diacuteas

El medio de levadura-extracto de almidoacuten mostroacute el mayor aumento de peso seco

del micelio (10638 mg) en comparacioacuten con el medio extracto de madera (0336

mg)

24 Produccioacuten de metabolitos

241 Cinnabarina

La produccioacuten de cinnabarina puede realizarse in vitro en medios soacutelidos y

liacutequidos o in vivo a partir de los basidiocarpos cuya obtencioacuten es maacutes faacutecil Las

mayores concentraciones de este pigmento se obtienen en Agar Papa Dextrosa

(PDA por sus siglas en ingleacutes) y Agar Extracto de Malta (MEA por sus siglas en

ingleacutes) mientras el mayor crecimiento micelial se obtiene en medios conformados

por los extractos de los materiales lignoceluloacutesicos de donde las cepas fueron

aisladas (Cruz Muntildeoz et al 2015b) Baumer y colaboradores (2008) indican que la

velocidad de crecimiento del hongo no implica necesariamente una mayor

produccioacuten de cinnabarina Investigaciones efectuadas por Acosta-Urdapilleta y

colaboradores (2010) sugieren que el mejor sustrato para producir cinnabarina en

primordios de P sanguineus es el aserriacuten de pino seguido por el de encino y el de

cedro sin importar la cepa utilizada En dichos experimentos el contenido promedio

del cinnabarina en cajas de petri fue de 6-9 mg g de micelio mientras en primordios

del hongo fue de 56 mgg de micelio y en cuerpos fructiacuteferos bien desarrollados de

68 mgg de carpoacuteforo La ventaja de usar basidiocarpos en vez de primordios para

la extraccioacuten de cinnabarina es la posibilidad de realizar hasta dos o maacutes cosechas

del hongo lo que requiere de 242 a 356 diacuteas Sin embargo el cultivo en caja de

petri permite obtener cinnabarina mucho maacutes raacutepido entre 7 a 15 diacuteas con una

33

mayor actividad antioxidante (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez M

Adame amp col 2010) Hay que evaluar la situacioacuten si la cinnabarina es requerida

para investigaciones conviene producir el hongo en cajas de petri pero si es

requerida para uso industrial conviene maacutes producir primordios o cuerpos

fructiacuteferos

242 Vainillina

El hongo P cinnabarinus fue cultivado por Falconnier y colaboradores (1994)

utilizando un medio que conteniacutea maltosa como fuente de carbono tartrato de

diamonio como fuente de nitroacutegeno y suplementos como KH2PO4 CaCl2 MgSO4

y extracto de levadura obteniendo una concentracioacuten en el medio de cultivo de 64

mgL de vainillina En comparacioacuten Oddou y colaboradores (1999) demostraron

que este hongo basidiomiceto presenta una mayor produccioacuten de vainillina (760

mgL) usando una mezcla compuesta por fosfoliacutepidos y glucosa obteniendo

ademaacutes una gran densidad de biomasa fuacutengica El proceso fermentativo se llevoacute a

cabo en un biorreactor agitado a una velocidad de 120 rpm con un flujo de aire de

093 vvm (voluacutemenes de aire unidad de volumen de medio por minuto) al principio

del proceso fermentativo y 028 vvm posterior a los tres diacuteas manteniendo una

temperatura constante de 30 ordmC Lo anterior respalda lo dicho por Leŝtan y

colaboradores (1990) quienes demostraron que la combinacioacuten de liacutepidos y glucosa

induce el crecimiento del micelio de algunos basidiomicetos (Ander et al 1983)

243 Enzimas ligninoliacuteticas

Zimbardi y colaboradores(2016) indicaron que las fuentes de nitroacutegeno maacutes

efectivas para la produccioacuten de lacasas de P sanguineus por FES son en orden

descendente NH4Cl peptona extracto de malta caseiacutena urea extracto de

levadura asparagina KNO3 NH4NO3 (NH4)2SO4 NaNO3 Siendo la mejor fuente

de carbono para la produccioacuten de lacasa el salvado de trigo Mariacutea Eugenia Eugenio

Carbajo Martiacuten Gonzaacutelez y Villar (2009) concluyeron que la produccioacuten de lacasa

34

por hongos no soacutelo depende de las fuentes de carbono y nitroacutegeno sino tambieacuten de

la concentracioacuten de nitroacutegeno del medio de cultivo

La obtencioacuten de celulasa a partir de este hongo fue estudiada por Onofre Santos

Kagimura y Mattiello (2015) quienes reportaron que P sanguineus fue cultivado

en bagazo de cantildea enriquecido con carboximetilcelulosa glucosa NaNO3

KH2PO4 MgSO4 KCl FeSO47H2O ZnSO4 y urea a una temperatura de 30 degC y

pH 55 presentando una actividad enzimaacutetica de la celulasa de 1632 plusmn 265 Umiddotgmiddot-

La tabla 13 y 14 especifican las condiciones de cultivo para la produccioacuten de lacasa

por Pycnoporus spp y sus respectivos rendimientos

244 Inductores

La adicioacuten de inductores enzimaacuteticos constituye una estrategia para aumentar la

produccioacuten de compuestos metaboacutelicos mediante la optimizacioacuten de las

condiciones de cultivo (Schliephake et al 1993)

Seguacuten Lomascolo y colaboradores (2003) la produccioacuten de lacasa fuacutengica es

influenciada por la presencia de inductores que regulan la siacutentesis de la enzima a

nivel transcripcional empero el efecto de cada compuesto y la concentracioacuten

oacuteptima para la produccioacuten de lacasa variacutea seguacuten las diferentes cepas fuacutengicas

Compuestos fenoacutelicos como como 25-xilidina se adicionan al medio de cultivo

para incrementar la produccioacuten de lacasa (Schliephake y col 1993) tambieacuten se

reporta el uso de aacutecido feruacutelico (Levasseur et al 2014 Lomascolo y col 2003)

etanol (Eggert et al 1996) alcohol veratriacutelico e iones Cu2+ Estos dos uacuteltimos son

los inductores maacutes comunes de actividad lacasa su efecto en la produccioacuten

enzimaacutetica por FEL ha sido maacutes estudiada que por FES (Piscitelli et al 2011

Rivera-Hoyos et al 2013) Por su parte el etanol a pesar de tener un efecto

inhibidor inicial en el crecimiento del micelio es un fuerte inductor de la expresioacuten

de lacasa en P cinnabarinus permitiendo obtener altos rendimientos Meza y

colaboradores (2003) estudiaron el efecto del etanol en la produccioacuten de lacasas de

P cinnabarinus en bagazo de cantildea de azuacutecar y encontraron que la adicioacuten de etanol

al inicio de la fermentacioacuten incrementa raacutepidamente la actividad enzimaacutetica 215

veces maacutes que el sustrato que no conteniacutea etanol alcanzando niveles maacuteximos de

35

129 UmiddotL-1 despueacutes de 15 diacuteas los cuales se mantienen constantes hasta la final de

la fermentacioacuten Por otro lado el alcohol veratriacutelico estimula la produccioacuten de

peroxidasas totales (Piscitelli et al 2011) mientras los compuestos que aportan

iones de manganeso como MnSO4 son especiacuteficos para manganeso peroxidasa

(MnP) (Pezzella Guarino amp Piscitelli 2015)Las tablas 23 y 24 muestran la

influencia de algunas sustancias inductoras en la produccioacuten de lacasa fuacutengica a

traveacutes de procesos FEL y FES respectivamente

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL

EspecieCepa Inductor Actividad

enzimaacutetica

Condiciones

fermentacioacuten Referencia

P sanguineus Sin inductor 5 117 U L-1 pH 50 28 ordmC

150 rpm

(Lu y col 2007a)

25-xilidina 1 368 U L-1 pH 45 25 ordmC

125 rpm

(S Pointing Jones y

Vrijmoed 2000)

sacarosa-

asparagina

820 000 U L-1 28ordmC 200 rpm (Mariacutea Eugenia

Eugenio y col 2009)

P cinnabarinus 25-xilidina 9 600 U L-1 pH 45 30 ordmC 60

rpm

(Eggert y col 1996)

aacutecido feruacutelico 29 000 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Herpoeumll y col

2000a)

etanol 266 600 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Lomascolo y col

2003)

Los valores con unidades en rpm hacen referencia a la velocidad de agitacioacuten en

el biorreactor

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P sanguineus Hojas de palma de

aceite urea

CaCO3

466 U gmiddot-1 Humedad 75-85

25 ordmC densidad

del inoculo 30

(Vikineswary y

col 2006)

Mazorca de maiacutez

CuSO4 NH4Cl

1386 U g-1 Humedad 41 mL

g-1 sustrato 26 ordmC

(Zimbardi y col

2016)

36

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P

cinnabarinus

Bagazo de cantildea

alcohol veratriacutelico

850 U middotgmiddot-1 Humedad 70

25 ordmC

(Meza Auria

Lomascolo

Sigoillot y

Casalot 2007)

Bagazo de cantildea

etanol gaseoso

900 U middotgmiddot-1 24 ordmC Flujo

suministro etanol

40 mL min-1

(Meza

Lomascolo

Casalot Sigoillot

y Auria 2005)

Duarte Tiba Santiago Garcia y Bara (2012) estudiaron el efecto de distintos

compuestos inductores en la produccioacuten de tirosinasa por P sanguineus en

condiciones de luminosidad como estrategia para disminuir la produccioacuten de lacasa

(la cual aumenta en la oscuridad) demostrando que sustancias como aacutecido de sodio

aacutecido salicilhidroxaacutemico y feniltiourea poseiacutean una actividad inhibitoria mientras

que L-tirosina fue el mejor inductor para la produccioacuten de esta enzima seguido de

L-dopa (L-dihidroxifenilalanina 34) aacutecido cafeico (aacutecido 34 dihidroxicinaacutemico)

aacutecido 2-(4-Hydroxyphenyl) propanoico y guayacol

25 Importancia industrial

En el anexo 4 se resumen los principales metabolitos producidos por Pycnoporus

spp y su uso

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos

Los hongos de pudricioacuten blanca pueden degradar compuestos de estructura

polifenoacutelica semejante a la lignina como los compuestos xenobioacuteticos gracias a la

accioacuten de enzimas extracelulares ligninoliacuteticas producidas por estas especies que

actuacutean despolimerizando unidades no repetitivas de fenilpropanoide ligadas por

varios enlaces carbono-carbono (S B Pointing 2001 Swamy y Ramsay 1999)

Compuestos xenobioacuteticos como los colorantes industriales constituyen

37

contaminantes persistentes debido a su origen sinteacutetico por lo que pueden daacutersele

a las lacasas de Pycnoporus spp aplicaciones en biorremediacioacuten (Bumpus y Aust

1987) Schliephake y colaboradores (1993) realizaron ensayos exitosos de

decoloracioacuten de efluentes textiles (con contenido de colorantes sinteacuteticos) dentro de

un biorreactor de lecho empaquetado inmovilizando el hongo P cinnabarinus en

una membrana de nylon para que produjera lacasas demostrando la capacidad del

hongo para tolerar residuos potencialmente toacutexicos y degradarlos

252 Control bioloacutegico

El uso de hongos antagonistas ha demostrado ser una eficiente opcioacuten para el

control bioloacutegico de fitopatoacutegenos causantes de diversas enfermedades en cultivos

vegetales (Fernaacutendez-Larrea 2001 Infante Martiacutenez Gonzaacutelez amp Reyes 2009)

Estudios realizados en P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a

Mycena citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de

cafeacute causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum

Jaramillo 2012) Viecelli y Stangarlin (2010) obtuvieron resultados similares

contra Pseudocercospora griseola causante de la enfermedad ldquomancha angularrdquo en

cultivos de friacutejol tras rociar la superficie de las hojas de la planta con el extracto

acuoso obtenido del micelio de P sanguineus

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico

Algunas especies de hongos de la familia Polyporaceae producen pigmentos

rojos o anaranjados derivados de aacutecidos polipoacutericos y terpenilquinones los cuales

son causales de la coloracioacuten naranja de los hongos Pycnoporus spp (Veliacutešek y

Cejpek 2011) Los principales compuestos producidos por P sanguineus son

poliporin cinnabarina aacutecido cinabariacutenico y tramesanguina (Henrique Rosa et al

2003) A Smacircnia y colaboradores (1995) demostraron que la cinnabarina tiene

propiedades antibacterianas (Gocenoglu amp Pazarlioglu 2014) capaces de inhibir el

crecimiento de bacterias como Escherichia coli Klebsiella pneumoniae

38

Pseudomonas aeruginosa Salmonella typhi Staphylococcus aureus y miembros

del geacutenero Streptococcus siendo maacutes efectiva para el control de cocos

grampositivos que de bacilos Gram-negativos (E de F A Smacircnia et al 1998)

Ensayos utilizando P sanguineus evidenciaron la efectividad del ergosterol-58-

endoperoacutexido producido contra amastigotes de Leishmania (Viannia) panamensis

(Correa et al 2005)

Es necesario saber que los metabolitos secundarios producidos por esta especie

presentan un gran potencial antioxidante y que su eficiencia de produccioacuten no

necesariamente estaacute relacionada con la velocidad de crecimiento micelial (Borderes

et al 2011a)

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios

El aacutecido feruacutelico es un producto de la degradacioacuten de la lignina por hongos de

podredumbre blanca (Kirk 1971) Falconnier y colaboradores (1994) demostraron

el aacutecido feruacutelico de P cinnabarinus se puede biotransformar en vainillina y alcohol

vainiacutellico a traveacutes de una viacutea reductora o formar metoxihidroquinona a traveacutes de la

descarboxilacioacuten oxidativa La vainillina es una moleacutecula de alto valor comercial

aislada comuacutenmente de vainas de vainilla responsable del aroma y sabor de la

vainilla (Cid-Perez 2011) La demanda actual de alimentos producidos de forma

natural ha estimulado la buacutesqueda de medios alternativos de produccioacuten de

vainillina convirtiendo a los hongos del geacutenero Pycnoporus spp en una excelente

opcioacuten para la obtencioacuten de este aditivo alimentario (Falconnier et al 1994)

26 Marco legal

Seguacuten la Organizacioacuten de los Estados Ibero-americanos (OEI) los cambios y la

destruccioacuten de sus haacutebitats la contaminacioacuten ambiental la inadecuada poliacutetica

forestal la recoleccioacuten de cuerpos fructiacuteferos y la fragmentacioacuten de los ecosistemas

son las pesadillas de los hongos En las uacuteltimas deacutecadas han sufrido un descenso

laquocualitativo y cuantitativoraquo Por su laquopapel crucial en el funcionamiento de los

ecosistemasraquo y consciente de que las setas se han omitido en los programas de

39

conservacioacuten un grupo de micoacutelogos decidioacute realizar en 2003 la primera laquoLista

Roja preliminar de hongos en la Peniacutensula Ibeacutericaraquo que comprende hasta 67

taxones (subdivisiones de una especie) de hongos amenazados Es necesario hacer

una ley que tenga en cuenta los intereses de todos de los recolectores

acostumbrados a tomar sus setas y de la administracioacuten y comunidades autoacutenomas

que deben velar por la conservacioacuten de su patrimonio natural

Legislacioacuten internacional los seres humanos han dependido de la biodiversidad

y especiacuteficamente de los recursos geneacuteticos para producir innovar mejorar y

adaptarla a sus necesidades particulares Antes de la vigencia del Convenio sobre

la Diversidad Bioloacutegica (CDB) el acceso a los recursos geneacuteticos era libre

Normalmente las uacutenicas barreras para el acceso a estos recursos eran las distancias

y las fronteras geograacuteficas el desconocimiento de su existencia su poca adaptacioacuten

a otros ecosistemas su limitada aceptacioacuten o la falta de la verificacioacuten de su utilidad

por parte de otras culturas (Estrella Manosalvas Mariaca Ribadeneira 2005)

En el Convenio sobre diversidad bioloacutegica se define a los recursos geneacuteticos

como ldquomaterial geneacutetico de valor real o potencialrdquo y el material geneacutetico como

ldquotodo material de origen vegetal animal microbiano o de otra iacutendole que contenga

unidades funcionales de la herenciardquo

El principal objetivo de la Federacioacuten Internacional de Colecciones de Cultivo

(WFCC) la cual es un conjunto de comiteacutes comisiones y federaciones (COMCOF)

de la Unioacuten Internacional de Sociedades Microbiologiacutea (IUMS) Unioacuten

Internacional de Ciencias Bioloacutegicas (IUBS) es la promocioacuten y desarrollo de

cultivos de microorganismos y liacuteneas celulares La coleccioacuten de cultivos se debe

realizar de forma segura y de conformidad con las diferentes legislaciones y

regulaciones que controlan este tema en el proceso de aislamiento manipulacioacuten

almacenamiento y distribucioacuten de microrganismo y cultivos celulares hay muchas

etapas en las que se requiere conformidad con la ley regulaciones o convenciones

internacionales una coleccioacuten de cultivos deberiacutea tener conformidad en

Requerimientos en salud y seguridad

40

Clasificacioacuten de los microorganismos en funcioacuten de su riesgo

Regulaciones de cuarentena

Derechos de propiedad intelectual

Convencioacuten sobre diversidad bioloacutegica Informacioacuten segura suministrada al receptor

de los microorganismos

Regulaciones gubernamentales sobre el enviacuteo de cultivos

Control en la distribucioacuten de organismos peligrosos

Tratado de Budapest (para los depoacutesitos de patentes) (WFCC 2010)

Legislacioacuten nacional

Que los artiacuteculos 14 74 275 276 387 388 de la Constitucioacuten de la Repuacuteblica

reconoce el derecho de la poblacioacuten a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente

equilibrado que garantice la sostenibilidad y el buen vivir Declara de intereacutes

puacuteblico la preservacioacuten del ambiente la conservacioacuten de los ecosistemas la

biodiversidad y la integridad del patrimonio geneacutetico del paiacutes la prevencioacuten del

dantildeo ambiental y la recuperacioacuten de los espacios naturales degradados

(Constitucioacuten poliacutetica de la repuacuteblica del Ecuador)

Que el Art 86 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declara de intereacutes

puacuteblico a la conservacioacuten de los ecosistemas la biodiversidad y el patrimonio

geneacutetico del paiacutes a la recuperacioacuten de espacios naturales degradados al

establecimiento de un Sistema Nacional de Aacutereas Naturales Protegidas que

garanticen la conservacioacuten de la biodiversidad y el mantenimiento de los servicios

ecoloacutegicos

Que los Arts 89 242 y 248 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declaran

respectivamente que el Estado tomaraacute medidas orientadas a regular bajo estrictas

normas de bioseguridad la propagacioacuten en el medio ambiente la experimentacioacuten

el uso la comercializacioacuten y la importacioacuten de organismos geneacuteticamente

modificados que la organizacioacuten y funcionamiento de la economiacutea responderaacute

41

entre otros principios al de sustentabilidad y ratifica el derecho soberano del

Estado sobre la biodiversidad promoviendo su conservacioacuten y utilizacioacuten

sustentable con la participacioacuten de las poblaciones involucradas y de conformidad

con los convenios y tratados internacionales Que el Ecuador suscribioacute y ratificoacute el

Convenio sobre la Diversidad Bioloacutegica seguacuten consta en los Registros Oficiales

No 109 del 18 de enero de 1993 y el 146 del 16 de marzo de 1993 El cual regula

la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de la biodiversidad y sus componentes y

establece la participacioacuten justa y equitativa en los beneficios que se deriven de la

utilizacioacuten de los recursos geneacuteticos asociados reconociendo el derecho soberano

que ejercen los Estados sobre sus recursos bioloacutegicos Que el Estado ha suscrito y

ratificado varios Convenios Internacionales relacionados con la conservacioacuten de la

biodiversidad tales como la Convencioacuten sobre Humedales de Importancia

Internacional especialmente como Haacutebitat de Aves Acuaacuteticas o Convencioacuten de

Ramsar la Convencioacuten para la Proteccioacuten del Patrimonio Mundial Cultural y

Natural la Convencioacuten sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas

de Flora y Fauna Silvestres (CITES) Convenio Marco de Cambio Climaacutetico el

Tratado de Cooperacioacuten Amazoacutenica entre los maacutes relevantes Que estaacuten vigentes

en el Ecuador normas de aplicacioacuten regional de la Comunidad Andina de manera

especial las Decisiones de la Comisioacuten del Acuerdo de Cartagena Nos 344 345

391 y 486 relativas a la Propiedad Industrial la proteccioacuten a los Derechos de los

Obtentores de Variedades Vegetales y al Acceso a los Recursos Geneacuteticos Que la

biodiversidad constituye la base del capital natural del paiacutes capaz de proporcionar

un flujo constante de bienes y servicios cuya conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable

permitan satisfacer las necesidades humanas de consumo y produccioacuten y

garanticen el sustento de la vida Que la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de

la biodiversidad son de intereacutes nacional por su importancia econoacutemica ecoloacutegica

geneacutetica social cultural cientiacutefica educativa recreativa y esteacutetica y por lo tanto

tiene un valor estrateacutegico para el desarrollo sustentable presente y futuro del

Ecuador Que siendo el Ecuador uno de los paiacuteses de mayor biodiversidad del

mundo catalogado como mega diverso constituye una prioridad para el paiacutes

proteger su riqueza bioloacutegica y cultural asociada para las generaciones presentes y

futuras ante la preocupante y considerable reduccioacuten y peacuterdida de la biodiversidad

42

como consecuencia de determinadas actividades humanas en el paiacutes Que es

indispensable expedir normas que rijan la conservacioacuten y uso sustentable de la

biodiversidad (Ley para la conservacioacuten y uso sustentable de la biodiversidad

1993)

CAPIacuteTULO VIII De la Investigacioacuten y Capacitacioacuten Forestales

Art 50- El Ministerio del Ambiente promoveraacute realizaraacute y coordinaraacute la

investigacioacuten relativa a la conservacioacuten administracioacuten uso y desarrollo de los

recursos forestales y de las aacutereas naturales del patrimonio forestal

Art 51- Para el cumplimiento de las actividades previstas en el artiacuteculo anterior

al Ministerio del Ambiente le corresponde

a) Crear centros de investigacioacuten sobre especies forestales nativas y exoacuteticas de

fauna y flora silvestres

b) Suscribir convenios relativos a la investigacioacuten capacitacioacuten y educacioacuten

forestales

c) Ejecutar programas de capacitacioacuten y adiestramiento en conservacioacuten

administracioacuten y desarrollo de recursos forestales y aacutereas naturales de patrimonio

del Estado

d) Establecer en coordinacioacuten con el Ministerio de Educacioacuten y Cultura y otras

entidades del sector puacuteblico programas de educacioacuten y divulgacioacuten relativas a los

aspectos mencionados en el literal anterior

e) Organizar cursos de capacitacioacuten forestal y de conservacioacuten conjuntamente

con el Servicio Ecuatoriano de Capacitacioacuten Profesional -SECAP- y otras entidades

y dependencias del sector puacuteblico o privado

f) Las demaacutes que le asignen esta Ley y los reglamentos (Ley forestal y

conservacioacuten de aacutereas 2004)

Toda esta riqueza biodiversa en el Ecuador corre gran peligro de que por falta

de una legislacioacuten que lo proteja sea amenazada por el intereacutes de convertir no en

43

elementos vitales para el Sumak Kawsay sino que apetecido por sus componentes

convertirlos en mercanciacuteas y llevarlos al mercado globalizado De hecho parte de

la destruccioacuten y desaparicioacuten de especies ha sido por falta de una legislacioacuten

responsable y soberana para la proteccioacuten de la biodiversidad asiacute como la

responsabilidad de los gobiernos de turno que no han visto a estos seres vivos como

titulares de derecho (Ley orgaacutenica de la biodiversidad 2011)

El Coacutedigo Orgaacutenico del Ambiente (COA) manifiesta en el Titulo III DE LOS

DERECHOS DEBERES Y PRINCIPIOS AMBIENTALES art5 derecho de la

poblacioacuten a vivir en un ambiente sano

El derecho a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente equilibrado

comprende

1- La conservacioacuten manejo sostenible y recuperacioacuten del patrimonio natural la

biodiversidad y todos sus componentes con respeto a los derechos de la naturaleza

y a los derechos colectivos de las comunas comunidades pueblos y nacionalidades

2- El manejo sostenible de los ecosistemas con especial atencioacuten a los

ecosistemas fraacutegiles y amenazados tales como paramos humedales bosques

nublados bosques tropicales secos y huacutemedos manglares y ecosistemas marinos y

marinos-costeros

3- La intangibilidad del Sistema Nacional de Aacutereas Protegidas en los teacuterminos

establecidos en la constitucioacuten y la Ley

4- La conservacioacuten preservacioacuten y recuperacioacuten de los recursos hiacutedricos

cuencas hidrograacuteficas y caudales ecoloacutegicos asociados al ciclo hidroloacutegico

5- La conservacioacuten y uso sostenible del suelo que prevenga la erosioacuten la

degradacioacuten la desertificacioacuten y permita su restauracioacuten

6- La prevencioacuten control y reparacioacuten integral de los dantildeos ambientales

7- La obligacioacuten de toda obra proyecto o actividad en todas sus fases de

sujetarse al procedimiento de evaluacioacuten de impacto ambiental

44

8- El desarrollo y uso de praacutecticas y tecnologiacuteas ambientalmente limpias y

sanas asiacute como de energiacuteas alternativas no contaminantes renovables

diversificadas y de bajo impacto ambiental

9- El uso experimentacioacuten y el desarrollo de la biotecnologiacutea y la

comercializacioacuten de sus productos bajo estrictas normas de bioseguridad con

sujecioacuten a las prohibiciones establecidas en la Constitucioacuten y demaacutes normativa

vigente

Los principios ambientales deberaacuten ser reconocidos e incorporados en toda

manifestacioacuten de la administracioacuten puacuteblica asiacute como en las providencias judiciales

estos principios son

Responsabilidad integral - Responsabilidad de quien promueve una

actividad que genere o pueda generar impacto sobre el ambiente

Mejor tecnologiacutea disponible y mejores praacutecticas ambientales - El estado

deberaacute promover a los sectores puacuteblicos y privados el desarrollo y uso de

tecnologiacuteas ambientalmente limpias y de energiacutea alternativa no

contaminantes y de bajo impacto que minimicen en todas las fases de una

actividad productiva

TIacuteTULO I DE LA CONSERVACIOacuteN DE LA BIODIVERSIDAD

Articulo 31- La conservacioacuten de la biodiversidad se realizaraacute in situ o ex situ

en funcioacuten de sus caracteriacutesticas ecoloacutegicas niveles de endemismo categoriacutea de

especies amenazadas de extincioacuten para salvaguardar el patrimonio bioloacutegico de la

erosioacuten geneacutetica

Articulo 32- Se promoveraacuten y regularaacuten las investigaciones cientiacuteficas in situ

y ex situ que comprendan actividades de extraccioacuten coleccioacuten recoleccioacuten

importacioacuten movilizacioacuten transportacioacuten exportacioacuten y disposicioacuten temporal o

final de especies de vida silvestre

Articulo 33- La biodiversidad terrestre insular marina y dulceacuiacutecola seraacute

conservada in situ Se procuraraacute el uso sostenible de sus componentes de forma tal

45

que no se ocasione su disminucioacuten a largo plazo para mantener su potencial de

satisfacer las necesidades de las generaciones presentes y futuras

Articulo 35- Para la proteccioacuten de la vida silvestre se establecen las siguientes

condiciones a las personas naturales y juriacutedicas

1 Conservar las especies de vida silvestre en su habitad natural prohibiendo

su extraccioacuten salvo las consideraciones para investigacioacuten repoblacioacuten de

especies con cualquier tipo de amenaza y las establecidas en este coacutedigo

2 Reconocer el uso tradicional y el aprovechamiento de las especies de vida

silvestre por motivos de subsistencia o por praacutecticas culturales medicinales

3 Promover investigaciones sobre vida silvestre para difundir el

bioconocimiento dentro del territorio nacional

Articulo 66- Son medios de conservacioacuten de especies de vida silvestre los que

se detallan a continuacioacuten

Viveros

Jardines botaacutenicos

Zooloacutegicos

Centros de criacutea y reproduccioacuten sostenible

Centros de rescate y rehabilitacioacuten

Bancos de germoplasma

Acuarios

TIacuteTULO IV RECURSOS GENEacuteTICOS Y SUS DERIVADOS

BIOSEGURIDAD BIOCOMERCIO

Artiacuteculo 72- Los derechos otorgados sobre los recursos bioloacutegicos no conceden

derecho alguno sobre los recursos geneacuteticos o sus derivados no sobre los

conocimientos colectivos asociados a estos Las investigaciones realizadas sobre

los recursos geneacuteticos deberaacuten ser sistematizadas y ser recopiladas por el Instituto

Nacional de Biodiversidad

Artiacuteculo 75- Las normas de bioseguridad regularaacuten los productos de la

biotecnologiacutea moderna con el objeto de contribuir a la conservacioacuten y el uso

46

sostenible de la biodiversidad y garantizar los derechos de la salud humana y el

ambiente

Articulo 80- La Autoridad Ambiental Nacional regularaacute el biocomercio para

lo cual deberaacute considerar los objetivos de la conservacioacuten de la biodiversidad la

sostenibilidad social econoacutemica y ambiental asiacute como la distribucioacuten justa de los

beneficios de conformidad con las disposiciones de este coacutedigo

En los uacuteltimos antildeos se ha observado la accioacuten paralela de numerosas

organizaciones gubernamentales y no gubernamentales universidades

comunidades e individuos que han desplegado acciones en favor de la

biodiversidad del rescate de los conocimientos praacutecticas e innovaciones

relacionados a eacutesta y de la documentacioacuten o desarrollo de meacutetodos para la

conservacioacuten y utilizacioacuten sostenible de estos recursos entre otras acciones

El lograr la conservacioacuten y uso sostenible de la biodiversidad implica lograr

beneficios para el ser humano sin agotar el recurso y asegurar las posibilidades de

aprovechamiento de la biodiversidad para las proacuteximas generaciones En este

sentido la biodiversidad puede conservarse mediante dos estrategias

bull La estrategia de conservacioacuten in situ

bull La estrategia de conservacioacuten ex situ (Estrella amp col 2005)

47

3 MARCO METODOLOacuteGICO

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa

Pycnoporus spp

El objetivo de este experimento es aislar identificar y caracterizar la cepa nativa

ecuatoriana del hongo Pycnoporus spp

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de Pycnoporus sanguineus

48

311 Materiales y meacutetodos

El trabajo experimental se realizoacute en el laboratorio de Biotecnologiacutea Fuacutengica del

Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente (CEBA) en convenio con el

Ingenio Azucarero del Norte (IANCEM) localizado en la Ciudad de Ibarra a 2241

msnm (UTM WGS84 17 N 816705 Este 36766 Norte) con una temperatura

promedio de 18 degC

3111 Aislamiento

La muestra de hongo Pycnoporus spp se recolectoacute de un bosque de la ciudad de

Tena a una altitud de 543 msnm UTM WGS84 18N 186566 Este 9891710 Norte

la misma se encontroacute creciendo naturalmente en troncos de la madera piguumle

(Pollalesta discolor) en proceso de descomposicioacuten

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus

49

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de Pollalesta discolor

Para la presente investigacioacuten la reproduccioacuten celular se realizoacute tanto por medio

de tejido como por esporas en un medio rico en Agar Papa Dextrosa (PDA) y Agar

extracto de Malta (MEA) siguiendo la teacutecnica descrita por Pineda (2014) se

preparoacute el medio con agua destilada y se esterilizoacute por 15 minutos en autoclave a

15 PSI y 121 degC El medio esteacuteril se sirvioacute en caja petri y se procedioacute a inocular

con tejido y espora de la especie seleccionada (Pineda 2014) Las muestras

inoculadas se incubaron a 22 degC y se observoacute el crecimiento del hongo durante seis

diacuteas

3112 Identificacioacuten

La identificacioacuten fue realizada por el laboratorio especializado IDgen-

Identificacioacuten Molecular localizado en la ciudad de Quito Para ello se usoacute dos

muestras de cepas puras de la especie Pycnoporus previamente aisladas con coacutedigo

CEBA-T-PS-010116 son cultivos axeacutenicos de hongos creciendo en agar

Se realizoacute la identificacioacuten molecular de microorganismos (Extraccioacuten de ADN

Amplificacioacuten de barcode secuenciacioacuten estaacutendar ensamblaje de productos de

50

PCR y buacutesqueda en base de datos) El meacutetodo de determinacioacuten se realizoacute por

identificacioacuten molecular por barcoding

Los procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR se

describen en el detalle de protocolos (anexo 1) Los productos de PCR fueron

depurados previo a su secuenciacioacuten El producto de amplificacioacuten limpio y los

primeros ITS1 ITS4 ITS5 EF1-983F EF1-2218R fueron utilizados para la

secuenciacioacuten con el meacutetodo SANGER Se limpiaron y ensamblaron las secuencias

obtenidas con el programa bioinformaacutetico GENEIOUS y se compararon las

secuencias ensambladas con la base de datos de nucleoacutetidos de GenBank

3113 Caracterizacioacuten

La caracterizacioacuten del Pycnoporus sanguineus estudiada se realizoacute a traveacutes del

anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico el cual se realizoacute en el laboratorio del INIAP

localizado en la ciudad de Quito Se realizoacute un anaacutelisis proximal macro y micro

elementos siguiendo las normas y meacutetodos de la institucioacuten

312 Resultados y discusioacuten

3121 Aislamiento

En la figura 34 se presenta los cuerpos fructiacuteferos de los hongos Pycnoporus

sanguineus que se recolectaron en la ciudad del Tena Ecuador los mismos que se

almacenaron en bolsa de polietileno y se llevaron al laboratorio

51

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno

En la figura 35 se presenta el proceso de preparacioacuten del medio de cultivo para la

especie nativa

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA

52

En la figura 36 y 37 se presenta el procedimiento para la obtencioacuten de esporas

tejido e inoculacioacuten de la especie nativa de Pycnoporus spp

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo

En la figura 38 se presenta el cultivo de Pycnoporus spp creciendo en un medio

rico luego de 6 diacuteas de incubacioacuten a 22 degC el mismo que se procedioacute a su

purificacioacuten por la teacutecnica de repique hasta lograr una cepa pura la cual fue

53

codificada como CEBA-T-PS-010116 y almacenada en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos del CEBA

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus sanguineus

(Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et al 2015a E de F A Smacircnia Smacircnia Juacutenior

amp Loguercio-Leite 1998 Vikineswary et al 2006) coinciden con la teacutecnica

utilizada en la presente investigacioacuten (Pineda 2014) realizar el aislamiento en un

medio de cultivo Agar Papa Dextrosa mientras (Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et

al 2015a) utilizaron como medio de cultivo Agar Harina Integral de Trigo asiacute como

(Acosta et al2010 Atteke y col 2013 Cruz Muntildeoz et al 2015a Machuca amp

Ferraz 2001 Schliephake et al 1993 Uzan et al 2010) manifiestan utilizar como

medio de cultivo Agar Extracto de Malta a esto antildeade (Cruz Muntildeoz et al 2015)

utilizar como medio de cultivo medios afines al material vegetal de donde se

recolectoacute y (Boumlse 1946) utiliza Medio Czapek-Dox con sulfato de manganeso

algunas veces adicionado con extracto de semillas de guisantes o salvado de trigo

Seguacuten (Cruz Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll et al2000b Schliephakeet al 1993)

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura

54

3122 Identificacioacuten

El ADN de cada una de las muestras fue extraiacutedo y con el fin de identificar la

calidad de la extraccioacuten se realizoacute una electroforesis Las extracciones de ADN

genoacutemico obtenidos evidencian una calidad alta y una concentracioacuten superior a 400

ng de ADN por cada 8 ul de extracto Se utilizoacute las extracciones de ADN

pertenecientes a las muestras para la amplificacioacuten del fragmento ITS Se puede

evidenciar que no existen productos de amplificacioacuten para las muestras por lo que

para estas se decidioacute amplificar un fragmento del factor de elongacioacuten 1 alfa (EF1a)

Adicionalmente se diluyeron las muestras hasta una concentracioacuten de 30nguL

para descartar procesos inhibitorios de la PCR debido a una elevada concentracioacuten

de ADN previo a su utilizacioacuten en el ensamblaje de la PCR

Se determina que la cepa nativa estudiada codificada como CEBA-T-PS-

010116 corresponde a la especie Trametes sanguinea en la longitud 652 949

de calidad y 99 de identidad en el fragmento ITS

En el meacutetodo utilizado para la identificacioacuten coincido con (Cruz Muntildeoz y col

2015) el cual manifiesta La identificacioacuten se realizoacute a nivel molecular para lo cual

se enviaron dos muestras de colonias puras (punta de hifa) al laboratorio de la

Estacioacuten Nacional de Epidemiologiacutea Cuarentena y Saneamiento Vegetal en

Quereacutetaro Quereacutetaro para la extraccioacuten del ADN ribosomal y su amplificacioacuten

secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes del Centro

Nacional para la Informacioacuten Biotecnoloacutegica (NCBI EEUU)

De acuerdo con la base de datos Catalogue of Life la especie estudiada se

clasifica

Filo Basidiomicota

Clase Agaricomicetes

Orden Polyporales

Familia Polyporaceae

Geacutenero Pycnoporus

Especie sanguineus

55

Los sinoacutenimos para Pycnoporus sanguineus (L) (Murrill 1904) (nombre

vaacutelido) son Trametes sanguinea (L) (Lloyd 1924) Trametes sanguinea var

intermedia (Corner 1989) Trametes sanguinea var major (Corner 1989)

Trametes sanguinea var sanguinea (L) (Lloyd 1924) determinaacutendose que la

especie nativa ecuatoriana pertenece a la especie Pycnoporus sanguineus(Roskov

Y 2016)

3123 Caracterizacioacuten

De los resultados obtenido para el anaacutelisis proximal por el laboratorio del INIAP

se determina que la cepa nativa de Pycnoporus sanguineus tiene una humedad

1112 cenizas 209 EE (Extracto eteacutereo) 089 proteiacutena 1372 fibra

3418 ELN (Extracto libre de nitroacutegenos) 4912 Para el anaacutelisis de minerales

macro elementos se determinoacute que contiene calcio 027 foacutesforo 035 magnesio

006 potasio 052 sodio 001 Para micro elementos cobre 3ppm hierro 136

ppm manganeso 54 ppm zinc 58 ppm En la literatura se encuentra los

metabolismos secundarios asiacute tenemos que (Atteke et al 2013) (Berrio et al 2007)

(Camarero et al 2004) (Camarero et al 2005 ME Eugenio et al 2010) (Lu et al

2007b Machuca amp Ferraz 2001) (Madhavi amp Lele 2009 Munusamy et al 2008

Ramiacuterez-Cavazos et al 2014) (Sigoillot et al 2002 2004) (Xu et al 2000)

manifiestan la produccioacuten de lacasa ademaacutes antildeade (Boumlse 1946 Henrique Rosa et

al 2003) la produccioacuten de poliporina (Achenbach amp Blumm 1991 Acosta et al

2010 Cruz Muntildeoz et al 2015ordf Dias amp Urban 2009 A Smacircnia et al 2003 E de

F A Smacircnia et al 1998) manifiestan la produccioacuten de Cinabarina fenoxacina otra

consideracioacuten la hace (Achenbach amp Blumm 1991) el cual manifiesta la

produccioacuten O-acetyl-cinabarina pero ninguno de los autores anteriormente

mencionados manifiesta la caracteriacutesticas quiacutemicas a nivel proximal y de minerales

de la especie

56

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es desarrollar un protocolo para la conservacioacuten

de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

321 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue aislada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego

se inocularon con la cepa nativa seleccionada y se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC

Los tubos colonizados fueron liofilizados en un equipo liofilizador de bandejas

marca VirTiswizard 20 a una temperatura de -40ordmC por 26 horas a una presioacuten de

57

vaciacuteo de 300 atm la cepa liofilizada fue depositada en el banco de recursos

geneacuteticos microbianos del CEBA (Pineda 2014) para su conservacioacuten

322 Resultados y discusioacuten

En la figura 310 se presenta el procedimiento para el cultivo de Pycnoporus

sanguineus en tubos se observa el crecimiento del micelio en los dos medios de

cultivo (MEA y PDA) a una temperatura de 22 ordmC durante 6 diacuteas

En la figura 311 y 312 se presenta el procedimiento para la liofilizacioacuten de las

muestras de Pycnoporus sanguineus como se observa se coloca los tubos de ensayo

con las cepas cultivadas en la bandeja y luego se carga el liofilizador el cual arranca

su operacioacuten con una temperatura de 15 ordmC disminuyendo la temperatura durante 8

horas hasta llegar -50 degC como se observa en la figura 311 disminuyendo 10 ordmC

cada hora durante 8 horas hasta llegar a ndash 50 ordmC luego empieza el proceso de secado

en el cual se aumenta la temperatura 10 ordmC durante 18 horas hasta llegar a 40 ordmC a

un presioacuten de vaciacuteo de menos 300 atm

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten

58

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus

En la figura 313 se presenta la muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

como se observa luego de 26 horas en el liofilizador las muestras estaacuten totalmente

deshidratadas y listas para el protocolo de conservacioacuten

59

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

Existen meacutetodos de conservacioacuten por liofilizacioacuten para otras especies en la cual

los autores solo recomiendan que es el mejor meacutetodo para conservacioacuten sin

embargo no se establece un procedimiento para realizar esta teacutecnica y mucho

menos se encontroacute informacioacuten sobre el proceso de liofilizacioacuten para la especie

Pycnoporus sanguineus en la presente investigacioacuten queda establecido el

procedimiento a seguir para conservar por esta teacutecnica la especie estudiada

Al conservar la especie a largo plazo se garantiza que por el deterioro o

destruccioacuten del ecosistema la especie no desaparezca aportando con la cepa nativa

en

Ambiental- el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de compuestos

recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su sistema

enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en aserraderos

(Kirk 1971) P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a Mycena

citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de cafeacute

causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum Jaramillo

2012)

60

Econoacutemico - La implementacioacuten de este proyecto a escala industrial generariacutea

ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa nativa

ecuatoriana Pycnoporus sanguineus

Social - Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial farmaceacuteutico

En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la sangre eliminar

verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas menopaacuteusicos y

del vientre

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es seleccionar el mejor medio de cultivo para la

produccioacuten de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus a partir de cepa

liofilizada

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de Pycnoporus sanguineus

331 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue liofilizada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

61

Disentildeo experimental la experimentacioacuten se planificoacute con un disentildeo

completamente al azar (DCA) con cinco reacuteplicas y completamente aleatorio El

factor de estudio fue el medio de cultivo con los niveles MEA y PDA como variable

de respuesta se establecioacute la velocidad de crecimiento lineal de la cepa del hongo

Los paraacutemetros de operacioacuten como la temperatura y la presioacuten se mantuvieron

contaste a 22degC y 101 325 Pa como factor de ruido se consideroacute el nivel de luz

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en cajas petri y luego se

inocularon con cepa nativa de Pycnoporus sanguineus y se incubaron por 7 diacuteas a

22 degC se tomoacute las medidas de crecimiento (Pineda 2014)

332 Resultados y discusioacuten

En la tabla 31 se presenta la matriz de resultados experimentales como se

observa el tratamiento 1 tiene la mayor velocidad de crecimiento lineal medida en

mmdiacutea

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada

Tratamientos Velocidad de crecimiento

MEA PDA

1 392 292

2 383 292

3 375 283

4 383 275

5 392 283

Valor promedio (Ẋ) 385 285

Varianza (Ợ2) 000515 000515

Desviacioacuten estaacutendar (Ợ) 00717635 00717635

Coeficiente de varianza (CV) 186399 251802

62

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

MEDIOS Media Error tiacutep Intervalo de confianza 95

Liacutemite inferior Liacutemite superior

MEA 3850 032 3776 3924

PDA 2850 032 2776 2924

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

385 a

285 b

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA

Vel

oci

dad

de

crec

iem

ien

to

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA MEA PDA PDA MEA PDA PDA MEA MEA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Velocidad Promedio Limete superior Limete inferior

63

Anaacutelisis de varianza

En la tabla 33 se presenta el anaacutelisis de varianza que descompone la varianza de

Velocidad en dos componentes un componente entre-grupos y un componente

dentro-de-grupos La razoacuten-F que en este caso es igual a 485437 es el cociente

entre el estimado entre-grupos y el estimado dentro-de-grupos Puesto que el valor-

P de la prueba-F es menor que 005 existe una diferencia estadiacutesticamente

significativa entre la media de Velocidad entre un nivel de Medio y otro con un

nivel del 950 de confianza

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio

Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razoacuten-F Valor-P

Entre grupos 25 1 25 48544 00000

Intra grupos 00412 8 000515

Total (Corr) 25412 9

Pruebas de Rangos Muacuteltiple para Velocidad por Medio (950 LSD)

Se aplica un procedimiento de comparacioacuten muacuteltiple para determinar cuaacuteles

medias son significativamente diferentes de otras La mitad inferior de la salida

muestra las diferencias estimadas entre cada par de medias En la parte superior de

la tabla 34 se han identificado 2 grupos homogeacuteneos seguacuten la alineacioacuten de las Xs

en columnas No existen diferencias estadiacutesticamente significativas entre aquellos

niveles que compartan una misma columna de Xs El meacutetodo empleado

actualmente para discriminar entre las medias es el procedimiento de diferencia

miacutenima significativa (LSD) de Fisher Con este meacutetodo hay un riesgo del 50 al

decir que cada par de medias es significativamente diferente cuando la diferencia

real es igual a 0

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher

Medio Casos Media Grupos Homogeacuteneos

PDA 5 285 X

MEA 5 385 X

64

Como se observa la mayor velocidad de crecimiento lineal se presenta cuando

se trabaja con MEA con una velocidad promedio de 385 mmdiacutea Identificando

que el mejor medio para la produccioacuten del hongo es el Agar Extracto de Malta

(MEA)

En la figura 317 se observar el crecimiento de la cepa y determinar la velocidad

de crecimiento lineal en los medios de cultivo estudiados

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa

(Acosta-Urdapilleta et al 2010) manifiesta de que las velocidades maacutes altas de

crecimiento fueron de 9 mm diacutea utilizando sustratos hervidos encino lirio trigo y

avena y la menor velocidad 2 mm diacutea se dio con el tratamiento bajo cedro con

PDA obtiene velocidades de crecimiento de 17 a 35 mmdiacutea (Cruz Muntildeoz et al

2015) manifiesta que obtuvo velocidades de crecimiento de 48 mmdiacutea con

extracto de casuarina y 61 mmdiacutea con extracto de mango coincido con Acosta

(2016) en la velocidad al utilizar extracto PDA ya que en la presente investigacioacuten

obtuvimos velocidad de crecimiento 285 mmdiacutea sin embargo el mejor medio de

cultivo utilizado es MEA con 385 mmdiacutea

65

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de

Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

El objetivo de este acaacutepite es realizar una ficha para la conservacioacuten de la cepa de

Pycnoporus sanguineus

341 Introduccioacuten

Al determinar en queacute medio de cultivo tuvo mayor velocidad de crecimiento la

cepa seleccionada se deberiacutea tener un registro en un banco de recursos geneacuteticos

microbianos que garanticen la conservacioacuten de la cepa para en un futuro aprovechar

de manea sustentable el recurso fuacutengico

Ecuador posee un vasto territorio con una riqueza microbioloacutegica muy amplia y

poco estudiada por lo que la conservacioacuten de los recursos geneacuteticos propios de

nuestros ecosistemas resulta esencial para evitar la peacuterdida de biodiversidad y el

acceso a genomas y oportunidades diferentes a las de otras regiones geograacuteficas

Sin embargo nuestro paiacutes no posee auacuten una ley de Acceso a sus recursos geneacuteticos

ni tiene sistematizados los bancos donde estos recursos se conservan

El objetivo de establecer el banco de recursos geneacuteticos microbianos potenciales

para el desarrollo de la Biorefineria ecuatoriana mediante la identificacioacuten

aislamiento cultivo y conservacioacuten de cepas puras que permitan el maacuteximo

aprovechamiento de las materias primas utilizando como insumo la biodiversidad

ecuatoriana en el marco del desarrollo sostenible (Pineda 2016) banco de

recursos geneacuteticos microbianos es el reguardo inalterable del patrimonio geneacutetico

nacional de microorganismos Para esto se debe contar con infraestructura y

equipos de laboratorio contar con profesionales especialistas en el manejo

conservacioacuten y preservacioacuten de cepas nativas fuacutengicas A traveacutes de procesos de

liofilizacioacuten se conservan las cepas por un periodo determinado Respaldos de las

muestras y efectivas medidas de seguridad aseguraran que la cepa se mantendraacute en

condiciones oacuteptimas De esta manera se permitiraacute potenciar la innovacioacuten cientiacutefica

local y posesionar a Ecuador como un centro tecnoloacutegico siendo su principal

objetivo la conservacioacuten a largo plazo de cepas propios de la geografiacutea ecuatoriana

66

ya que estaacuten bajo permanente amenaza de desaparecer ya sea por acciones humanas

o situaciones naturales

Con la creacioacuten del banco de recursos geneacuteticos microbianos se lograriacutea

Preservar y proteger los recursos geneacuteticos

Contribuir y propiciar su uso ordenado racional y sustentable

Coadyuvar las acciones de recoleccioacuten aislamiento identificacioacuten

caracterizacioacuten potenciacioacuten uso y preservacioacuten

Difundir la importancia estrateacutegica de conservacioacuten del medio ambiente

entre a comunidad cientiacutefica y la poblacioacuten en general

Preservar proteger mejorar y promover el uso sustentable de la riqueza

geneacutetica del paiacutes

El hongo Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial

farmaceacuteutico En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la

sangre eliminar verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas

menopaacuteusicos y del vientre (Acosta 2016) Los cientiacuteficos del banco brasilentildeo

estaacuten intentando domesticar o producir en laboratorios el hongo Pycnoporus

sanguineus ya que tiene fines terapeacuteuticos por ejemplo sentildeala que la

especie Pycnoporus sanguineus es usada por indiacutegenas amazoacutenicos para tratar

uacutelceras y caacutencer Y agrega que si se lograse su cultivo artificial con cepas

vigorosas podriacutea servir en otros laboratorios para investigaciones de caraacutecter

quiacutemico y biotecnoloacutegico por sus propiedades farmacoloacutegicas (BBC 2015) La

definicioacuten de la produccioacuten anual de hongo fresco se realiza teniendo en cuenta las

poliacuteticas y estrategias concebidas dentro del Plan Nacional de Desarrollo del

Ecuador Entre las estrategias se establece el fomento a la produccioacuten para el

consumo interno mediante el apoyo financiero y teacutecnico a pequentildeos y medianos

productores y a las comunidades campesinas (SEMPLADES 2009) El costo de

cepas de Pycnoporus sanguineus no se encontroacute sin embargo el costo para otras

especies es de 150 USD por lo que tener conservada las cepas no solo seriacutea rentable

sino tambieacuten se deja abierto para futuras investigaciones

67

342 Ficha Pycnoporus sanguineus

68

69

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus

Codigo

Bacteria Hongo x

Denominacion de la cepa utilizada por el depositante

Si x No

Si No x

Si No x

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3

Humanos Animales Plantas

CEBA-T-PS-010116TIPO DE MICROORGANISMO

Nombre cientiacutefico

iquestConoce el tipo de cepa

iquestEl microorganismo alberga un plagravesmido natural

iquestSe manipulo geneacuteticamente al microorganismo

DESIGNACIOacuteN DE LA CEPA

Pycnoporus sanguineus

INFORMACIOacuteN RELATIVA

William Goacutemez

Ecuador

Napo Tena UTM 18 S 186563 9891708

1472016

Fuente

Paiacutes de origen

Provincia Ciudad si es posible latitud y longitud

Fecha de recoleccioacuten

5102016

Datos de muestreo

Aislamiento de la cepa

Provincia Ciudad donde fue aislado

Si no aisloacute la cepa siacutervase indicar a los cientiacuteficos o

laboratorios que lo hicieron

Aislado por

Imbabura Ibarra

Dr Julio Pineda

William GoacutemezRecolectado por

Fecha del aislamiento

Evaluacioacuten del riesgo

Grupo de riesgo

Patoacutegeno para

Temperatura 23 ordmC Tiempo de encuvacioacuten

iquestEste microorganismo sobrevive a la congelacioacuten Si x No

Nombre

Institucioacuten

Direccioacuten

Email

Teleacutefono

Fecha

Firma

26 dias

CRECIMIENTO Y MANTENIMIENTO

Meacutetodo usado para la identificacioacuten de la cepa Secuenciacioacuten ADN

Motivo del deposito (Aplicaciones biotecnologicas control de calidad etc) Conservacioacuten

INFORMACIOacuteN ADICIONAL

Requerieintos especiales (Luz gas etc)

Medio de cultivo Agar malta

1522017

IFORMACIOacuteN DE LA PERSONA QUE DEPOacuteSITA

William Goacutemez

CEBA

Tena 8-20 y Tungurahua

williamedissnyahooes

983000610

70

4 CONCLUSIONES

Se establecioacute un protocolo para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten

del hongo nativo Pycnoporus spp aislado de la ciudad del Tena lo cual

representa un aporte al desarrollo cientiacutefico y tecnoloacutegico

Por primera vez se desarrolla un procedimiento para la conservacioacuten de la cepa

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus por liofilizacioacuten meacutetodo que

garantiza la conservacioacuten de la especie por maacutes de 23 antildeos y su manejo de forma

sostenible generando valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana

Se establecioacute que el mejor medio para la produccioacuten de la cepa pura de

Pycnoporus sanguineus es el Agar Extracto de Malta con una velocidad de

crecimiento lineal de 385 mmdiacutea lo cual representa un aporte al desarrollo de

las tecnologiacuteas de produccioacuten fuacutengica

Se presenta una ficha y registro de la cepa Pycnoporus sanguineus lo cual

permitiraacute generar valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana y

principalmente la conservacioacuten de la especie

5 RECOMENDACIONES

Se recomienda aislar identificar y caracterizar nuevas especies nativas del

geacutenero Pycnoporus spp que permita incrementar el patrimonio del banco de

recursos geneacuteticos microbianos (BRGM)

Desarrollar la tecnologiacutea de produccioacuten de cepas nativas en las escalas de banco

y piloto con la finalidad de consolidar el Know How con posibilidades de

patentar los procedimientos

Desarrollar la tecnologiacutea a escala de laboratorio para la produccioacuten de biomasa

de cuerpo fructiacutefero de Pycnoporus spp con fines a su aplicacioacuten en la industria

farmaceacuteutica y enzimaacutetica

71

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87

7 ANEXOS

Anexo 1 Procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR

88

89

90

91

92

93

Anexo 2 Resultados anaacutelisis bromatoloacutegico Pycnoporus sanguineus

94

Anexo 3 Metabolitos producidos por las especies de Pycnoporus

Metabolito Especie Referencia

Lacasas P cinnabarinus P coccineus

P sanguineus

(Atteke y col 2013 Berrio Plou

Ballesteros Martiacutenez y Martiacutenez 2007

Camarero y col 2004 Camarero Ibarra

Martiacutenez y Martiacutenez 2005 ME Eugenio y

col 2010 Lu y col 2007b Machuca y

Ferraz 2001 Madhavi y Lele 2009

Munusamy y col 2008 Ramiacuterez-Cavazos y

col 2014 Sigoillot y col 2002 2004 Xu y

col 2000)

Peroxidasas extracelulares

(Lignin Versaacutetil y

Manganeso Peroxidasa)

P cinnabarinus P coccineus (Levasseur y col 2014 Machuca y Ferraz

2001)

Celulasas

(β-glucosidasas

Xilanasas)

P cinnabarinus P coccineus (Bey Berrin Poidevin y Sigoillot 2011

Machuca y Ferraz 2001 Sigoillot y col

2002)

Celobiosa deshidrogenasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col 2002)

Galactosidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara Hayashi y

Mitsutomi 1981)

DDMP P sanguineus (Teoh y col 2011)

Poliporina P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col 2003)

Cinabarina (3-fenoxacina) P sanguineus P cinnabarinus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Cruz Muntildeoz y col 2015a Dias

y Urban 2009 A Smacircnia y col 2003 E de

F A Smacircnia y col 1998)

O-acetyl-cinabarina P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Dias y Urban 2009 Gocenoglu

y Pazarlioglu 2014)

Tramesanguina P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez

Adame y col 2010)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Pycnoporina P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

95

Metabolito Especie Referencia

2-amino-fenoxazin-3-ona P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Pycnosanguina eacuteter

fenoxacina

P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Dias y Urban

2009)

5-6- dihidroergosterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol peroacutexido P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings Pilawa

Theobald y Berger 2001 Stentelaire y col

2000)

96

Anexo 4 Principales compuestos bioactivos obtenidos de Pycnoporus spp

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Lacasas Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Eggert y col 1996 Machuca y

Ferraz 2001 Sigoillot y col 2002

Xu y col 2000)

P sanguineus (Ramiacuterez-Cavazos y col 2014)

Antiinflamatoria P cinnabarinus (Madhavi y Lele 2009)

Biorremediacioacuten de aguas

residuales

P coccineus (Berrio y col 2007 Jaouani

Guilleacuten Penninckx Martiacutenez y

Martiacutenez 2005)

P cinnabarinus (Munusamy y col 2008)

Degradacioacuten de colorantes

sinteacuteticos

P cinnabarinus (Camarero y col 2005)

P sanguineus (Atteke y col 2013 Lu y col

2007b)

Blanqueo de pulpa para papel P cinnabarinus (Camarero y col 2004 Sigoillot y

col 2004)

P sanguineus (ME Eugenio y col 2010)

Peroxidasas

totales

Enzima ligninoliacutetica P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Lignin

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Manganeso

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Versaacutetil

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

β-glucosidasas Enzimas celulasas P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

P cinnabarinus (Bey y col 2011)

Xilanasas Enzimas celulasas P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col

2002)

P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Celobiosa

deshidrogenasa

Enzima oxidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoilloty col

2002)

Galactosidasa Enzima hidrolasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara y col

1981)

DDMP Antifuacutengico P sanguineus (Teoh y col 2011)

97

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Poliporina Anmicrobiano P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col

2003)

Cinabarina (3-

fenoxacina)

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010

Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Antimicrobiana P sanguineus (E de F A Smacircnia y col 1998)

Antiviral P sanguineus (A Smacircnia y col 2003)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

O-acetyl-

cinabarina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido

cinabariacutenico

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Antibacterial P cinnabarinus (Gocenoglu y Pazarlioglu 2014)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Tramesanguina Pigmento P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Pycnoporina Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina Pigmento P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

2-amino-

fenoxazin-3-ona

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

pycnosanguin

eacuteter fenoxazina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antimocrobiano P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antiviral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

5-6-

dihidroergostero

l

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol

peroacutexido

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina Saborizante aromatizante P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings y

col 2001 Stentelaire y col 2000)

98

Page 10: MAESTRIA EN GESTIÓN SUSTENTABLE DE RECURSOS NATURALES

9

RESUMEN

En Ecuador no se conoce el protocolo de aislamiento conservacioacuten y produccioacuten a

escala laboratorio de la cepa nativa Pycnoporus sanguineus El cuerpo fructiacutefero

se recolecto en la ciudad del Tena misma que se encontraba en troncos en

descomposicioacuten de Pollalesta discolor La reproduccioacuten celular se realizoacute tanto

por medio de tejido como por esporas en un medio rico en PDA se encubaron a 22

ordmC durante seis diacuteas se procedioacute a la purificacioacuten de la cepa por la teacutecnica de

repique hasta lograr una cepa pura La identificacioacuten fue realizada por laboratorios

IDgen en la cual se determinoacute 99 de identidad en el fragmento ITS es Pycnoporus

sanguineus En el anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico se determinoacute que la especie tiene

un ELN de 4912 para el anaacutelisis de macro elementes se encontroacute en mayor

cantidad potasio 052 micro elementos como hierro 136 ppm Para la

conservacioacuten de la cepa se aplicoacute la teacutecnica de la liofilizacioacuten se preparoacute dos

medios de cultivo MEA y PDA se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego se

inocularon con la cepa nativa seleccionada se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC Los

tubos colonizados fueron liofilizados Para determinar la velocidad de crecimiento

de la cepa nativa se utilizoacute como medio de cultivo PDA y MEA en donde fue

colocada la cepa anteriormente liofilizada en el centro de la caja petri con la ayuda

de cinta meacutetrica se determinoacute la velocidad de crecimiento diariamente se incuboacute

durante siete diacuteas la mayor velocidad de crecimiento se observa en el medio de

cultivo MEA de 385 mmdiacutea Puesto que el valor-P de la prueba-F es menor que

005 existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre la media de

velocidad entre un nivel de medio y otro con un nivel del 950 de confianza

10

SUMMARY

In Ecuador is not known isolation Protocol-scale production and conservation

laboratory or the native strain of Pycnoporus sanguineus The fruiting body is

collected in the city of Tena same that was in trunks in decomposition of Pollalesta

discolor Cellular reproduction was carried out both by means of tissue and spores

in an environment rich in PDA incubate to 22 degC six days was purification or the

strain by the technique of tolling to achieve a pure strain The identification was

performed by laboratories IDgen 99 identity in the fragment was determined in

which ITS is Pycnoporus sanguineus The bromatological chemical analysis

determined that the species has an ELN of 4912 for the analysis of macro

elements found in most potassium 052 micro elements as iron 136 ppm For the

conservation of the strain was applied the technique of lyophilization it was

prepared two culture media MEA PDA was sterilized and served in 5ml tubes and

they were then inoculated with the native strain selected they were incubated for 7

days at 22 degrees Colonized tubes were lyophilized To determine the rate of

growth of the native strain was used as a PDA culture medium and MEA where was

placed the above freeze-dried strain in the center of the box petri with the help of

tape measure determined the speed of growth daily incubated for seven days the

higher speed of growth is observed in the culture medium MEA 385 mmday Since

the disagreement of the test F is less than 005 there is a statistically significant

difference between the average speed between a middle level and another the

950 confidence level

Palabras clave

Aislamiento biodiversidad caracterizacioacuten conservacioacuten fuacutengica liofilizacioacuten

Pycnoporus

11

ABREVIATURAS

BRGM Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos

EE Extracto Eteacutereo o grasa bruta

ELN Elementos Libres de Nitroacutegeno

FEL Fermentacioacuten Estado Liacutequido

FES Fermentacioacuten Estado Solido

IANCEM Ingenio Azucarero del Norte Compantildeiacutea de Economiacutea Mixta

LSD Diferencia Miacutenima Significativa

MAE Ministerio del Ambiente Ecuador

MAISFCI Modelo de Atencioacuten Integral de Salud Familiar Comunitario

e Intercultural

MEA Agar Malta Dextrosa

ODM Objetivos de Desarrollo del Milenio

PDA Agar Papa Dextrosa

SEMPLADES Secretaria Nacional de Planificacioacuten y Desarrollo

WFP Proyecto Mundial de Alimentacioacuten

12

IacuteNDICE DE CONTENIDO

RESUMEN 9

SUMMARY 10

1 PROBLEMA 17

11 Introduccioacuten 17

12 Situacioacuten probleacutemica 18

13 Problema cientiacutefico 19

14 Objetivos de la investigacioacuten 19

15 Hipoacutetesis 20

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA 21

21 La salud un desafiacuteo global 21

211 Situacioacuten actual 21

212 Situacioacuten futura 21

213 Propuestas al desafiacuteo 21

22 Geacutenero Pycnoporus spp 22

221 Recoleccioacuten 22

222 Aislamiento 24

223 Identificacioacuten 26

224 Caracterizacioacuten 26

225 Conservacioacuten 27

23 Produccioacuten de Biomasa 30

231 Paraacutemetros de operacioacuten 30

232 Medios de cultivo 30

233 Incubacioacuten 31

24 Produccioacuten de metabolitos 32

241 Cinnabarina 32

242 Vainillina 33

13

243 Enzimas ligninoliacuteticas 33

244 Inductores 34

25 Importancia industrial 36

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos 36

252 Control bioloacutegico 37

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico 37

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios 38

26 Marco legal 38

3 MARCO METODOLOacuteGICO 47

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa Pycnoporus

spp helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47

311 Materiales y meacutetodos 48

3111 Aislamiento 48

3112 Identificacioacuten 49

3113 Caracterizacioacuten 50

312 Resultados y discusioacuten 50

3121 Aislamiento 50

3122 Identificacioacuten 54

3123 Caracterizacioacuten 55

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus 56

321 Materiales y meacutetodos 56

322 Resultados y discusioacuten 57

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus 60

331 Materiales y meacutetodos 60

332 Resultados y discusioacuten 61

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos (BRGM) 65

14

341 Introduccioacuten 65

342 Ficha Pycnoporus sanguineus 67

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus 69

4 CONCLUSIONES 70

5 RECOMENDACIONES 70

6 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 71

7 ANEXOS 87

15

IacuteNDICE DE FIGURAS

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten 23

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente 28

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de

Pycnoporus sanguineus 47

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus 48

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de

Pollalesta discolor 49

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno 51

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA 51

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo 52

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo 52

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus

sanguineus 53

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

56

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten 57

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten 58

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus 58

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada 59

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de

Pycnoporus sanguineus 60

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

62

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa 64

16

IacuteNDICE DE TABLAS

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp 24

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp 25

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL 35

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES 35

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada 61

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio 63

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher 63

17

1 PROBLEMA

11 Introduccioacuten

Los hongos son imprescindibles para el funcionamiento de la vida Sin ellos la

acumulacioacuten de residuos orgaacutenicos formariacutea enormes cementerios de cadaacuteveres

vegetales y animales produciendo grandes trastornos en la naturaleza (Zeikus

1981) La cadena troacutefica se modificariacutea de tal manera que provocariacutea la

desaparicioacuten de muchas especies (de Diego Calonge 2009)

Pycnoporus spp ha sido durante mucho tiempo utilizado en la medicina popular

de Aacutefrica y Ameacuterica para tratar numerosas enfermedades Los extractos de este

hongo son demostrados por poseer ingredientes bioactivos involucrados en

tratamiento antitumoral y actividades antioxidantes (Cao Zhang amp Xu 2014) Por

el potencial lignoceluliacutetico y los metabolitos secundarios de este hongo es

importante la buacutesqueda de sustancias antivirales antioxidantes antifuacutengicas y

antibacterianas (Smacircnia et al 2003) Se cuenta con el recurso natural pero no se

han realizado estudios de como producir y conservar la cepa nativa (Cruz Muntildeoz et

al 2015a)

Se pretende aportar con un banco de recursos geneacuteticos con la posibilidad de que

esta cepa sea utilizada en el sector farmaceacuteutico por su actividad bioloacutegica

antioxidante antifuacutengica y antibacterial (Smacircnia et al 1995) y en el sector textil

ya que produce un pigmento extraiacutedo llamado cinnabarin que se utiliza para la

decoloracioacuten parcial y completa de ciertos tintes (Schliephake Lonergan Jones amp

Mainwaring 1993) en el sector alimentario para la produccioacuten de vainilla (Zheng

et al 2007)

En teacuterminos econoacutemicos la implementacioacuten de este proyecto a escala industrial

generariacutea ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa

nativa ecuatoriana Pycnoporus spp Por ejemplo la vainilla natural producida por

el hongo tiene un costo en el mercado de 4000 USDKg ingresos que se quedariacutean

en manos de los productores nacionales Ademaacutes la creacioacuten de estas industrias

generariacutea fuentes de trabajo y ayudariacutea al aumento de la balanza comercial nacional

18

En teacuterminos ambientales el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de

compuestos recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su

sistema enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en

aserraderos (Kirk 1971) Adicionalmente el aislamiento y almacenamiento de la

cepa nativa de Pycnoporus spp en Bancos de Recursos Geneacuteticos con fines

industriales y acadeacutemicos promoveriacutea la preservacioacuten de la especie

En el aacutembito social se mejorariacutea el nivel educativo de la poblacioacuten en teacuterminos

de preservacioacuten y aprovechamiento de la biodiversidad fuacutengica de la cual no se

tiene maacutes conocimiento que los usos ancestrales (Hawksworth 1991) Ademaacutes

mejorariacutea la calidad de la salud de la poblacioacuten gracias a sus propiedades

medicinales ya comprobadas cientiacuteficamente por lo que su potencial en la

industria farmaceacuteutica es grande

La academia se veriacutea favorecida a su vez gracias a la recopilacioacuten de meacutetodos y

datos teacutecnicos necesarios para la conservacioacuten y almacenamiento de la cepa

facilitando el desarrollo de investigaciones de caraacutecter quiacutemico y biotecnoloacutegico

(Cruz 2004)

12 Situacioacuten probleacutemica

En el campo de la salud el no aprovechamiento de los metabolitos fuacutengicos

provocariacutea un caos en el tratamiento de ciertas enfermedades ya que muchos

medicamentos son producidos a partir de estos (Chang amp Miles 2004) Hay que

recordar el papel que desempentildea la penicilina descubierta por Fleming en 1928 a

partir del hongo Penicillium notatum para el tratamiento de las infecciones ( Valdeacutes

et al 1998) En la actualidad se conoce miles de sustancias medicinales producidos

por hongos y pronto saldraacuten maacutes incluso capaces de combatir el SIDA (Calonge

2009)

No obstante muchas especies de hongos estaacuten bajo amenaza de desaparecer

como consecuencia del deterioro o destruccioacuten de los ecosistemas (Hernaacutendez

Gonzaacutelez Hernaacutendez Herrera amp Camino 2014)

19

El Ecuador es un paiacutes pequentildeo pero uno de los maacutes biodiversos por su ubicacioacuten

espacial (Estrella Manosalvas Mariaca amp Ribadeneira 2005) El 18 de la

superficie nacional considerada como aacuterea protegida para la conservacioacuten de la

riqueza natural (MAE 2008) El aprovechamiento sostenible de la biodiversidad

nacional es promovido por el Plan Nacional para el Buen Vivir que enfatiza en el

bioconocimiento y su aplicacioacuten para la produccioacuten de nuevos bienes y servicios

ecoloacutegicamente sustentables suscitando al cambio de la matriz productiva

(Senplades 2009)

13 Problema cientiacutefico

Se evidencia limitado conocimiento en el manejo sustentable del geacutenero fuacutengico

Pycnoporus spp nativa ecuatoriana hacieacutendose necesario el establecimiento de

protocolos para aislamiento conservacioacuten purificacioacuten produccioacuten especiacutefica de

cepas nativas propagacioacuten o crecimiento celular en medios artificiales o naturales

y produccioacuten

Objeto

El proceso de produccioacuten y conservacioacuten de la especie nativa ecuatoriana de

Pycnoporus spp

Campo

Conservacioacuten de los recursos geneacuteticos microbianos

14 Objetivos de la investigacioacuten

Objetivo General

Desarrollar un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus mediante procesos que permitan la

conservacioacuten del recurso natural fuacutengico y su aprovechamiento de manera

sustentable

20

Objetivos especiacuteficos

Aislar identificar y caracterizar la especie fuacutengica de Pycnoporus

sanguineus

Desarrollar un protocolo para la conservacioacuten de la especie

Seleccionar el mejor medio de cultivo para la produccioacuten de Pycnoporus

spp a traveacutes de la velocidad de crecimiento lineal

Disentildear una ficha de cepas microbianas puras para su conservacioacuten en

el Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

15 Hipoacutetesis

Hipoacutetesis alternativa

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

Hipoacutetesis nula

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus no se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

21

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA

21 La salud un desafiacuteo global

Es una realidad compleja a traveacutes de un enfoque interdisciplinario que supera

los liacutemites del paradigma positivista de la ciencia claacutesica (Alcaacutentara-Moreno

2008) depende de la interaccioacuten de muacuteltiples factores sociales poliacuteticos

econoacutemicos culturales y cientiacuteficos (Roberto Bricentildeo-Leoacuten 2000) y responde a

una condicioacuten histoacuterica ya que la visioacuten particular de la sociedad va cambiando con

el tiempo (Ritzer 2001)

211 Situacioacuten actual

Dentro de los objetivos del desarrollo sostenible (2015) el objetivoacute 3 comprende

garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades La

participacioacuten mancomunada de los paiacuteses para cumplir los ODM ha desencadenado

en el movimiento contra la pobreza maacutes exitoso de la historia especialmente en

temas de salud y alimentacioacuten mundial

212 Situacioacuten futura

La Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS 2013) ha pedido a los paiacuteses que

sigan invirtiendo en investigaciones de aacutembito nacional con el objetivo de poner

en marcha un sistema de cobertura sanitaria universal adaptado a las necesidades

particulares de cada paiacutes

213 Propuestas al desafiacuteo

Estudios de casos realizados en muchos paiacuteses demuestran la importancia que

tienen las investigaciones nacionales y mundiales en la mejora de la salud

investigaciones que abarcan desde la prevencioacuten y el control de enfermedades

especiacuteficas hasta la mejora del funcionamiento de los sistemas de salud

22

22 Geacutenero Pycnoporus spp

Entre muchos hongos de pudricioacuten blanca el geacutenero Pycnoporus spp es un

geacutenero representativo de la familia Polyporaceae que se encuentra ampliamente

distribuido a nivel mundial en zonas templadas y tropicales donde tiene gran

importancia en la regulacioacuten del ciclo de carbono (Zeikus 1981) Forma un grupo

cosmopolita de cuatro especies Pycnoporus puniceus Pycnoporus cinnabarinus

Pycnoporus sanguineus Pycnoporus coccineus (Lesage-Meessen et al 2011) A

principios de 1990 el geacutenero Pycnoporus se perfiloacute como una alternativa para la

consecucioacuten de compuestos enzimaacuteticos viables en la degradacioacuten eficiente de

biomasa y la obtencioacuten de metabolitos secundarios de intereacutes como antioxidantes

(Borderes Costa Guedes amp Tavares 2011a) antibacterianos (A Smacircnia et al

1995) y antiparasitarios (Correa et al 2005)

Pese a que los hongos del geacutenero Pycnoporus spp no son especies comestibles

su importancia radica en la capacidad de degradar eficientemente compuestos

lignoceluloacutesicos (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) lo que les confiere un

gran potencial para ser usados en procesos biotecnoloacutegicos de degradacioacuten de

residuos agriacutecolas hasta azuacutecares fermentables uacutetiles en la produccioacuten de etanol y

otros productos biotecnoloacutegicos de alto valor comercial (Call 1994 Zeikus 1981)

Diversas investigaciones han estudiado las condiciones oacuteptimas para la obtencioacuten

de compuestos sintetizados por este geacutenero y la influencia de diversos factores

logrando un mejor control del bioproceso y una mejor comprensioacuten del

metabolismo de Pycnoporus spp (Falconnier et al 1994 Lesage-Meessen et al

2011 Levasseur et al 2014 Liu et al 2015 Piscitelli et al 2011 Rivera-Hoyos et

al 2013)

221 Recoleccioacuten

Para la recoleccioacuten es necesario conocer de antemano las caracteriacutesticas

macroscoacutepicas del cuerpo fructiacutefero del hongo (Ortiz et al 2016) Pycnoporus spp

posee un basidioma en forma de abanico (flabeliforme) maacutes o menos aplanado de

color naranja intenso y un margen redondeado de color similar al resto del

23

carpoacuteforo su tamantildeo puede variar entre 3 a 10 cm de ancho y su carne variacutea de

corchoso a duro Se encuentra adherido al sustrato por la base y ocasionalmente

los bordes son cofluentes es decir que se peguen con los de los basidiomas

contiguos En la zona de unioacuten con el sustrato el basidioma es maacutes grueso

pudiendo alcanzar los 3 cm de grosor mientras en los bordes es maacutes delgado

alcanzando menos de 1 cm de grosor (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016

Papinutti 2013) Se puede observar a simple vista que el himenio de este geacutenero

posee poros por donde libera las esporas (Alexopoulos amp Beneke 1962) los cuales

pueden alcanzar entre 2-3 cm de diaacutemetro y una forma de redondeada u oblonga

(Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) En la figura 21 se pueden apreciar las

caracteriacutesticas generales del geacutenero

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Macroscoacutepicamente las especies son diferenciables entre siacute por ejemplo P

sanguineus tiene un color maacutes rojizo que su homologo P cinnabarinus ademaacutes

tiene una base estrecha que le da la apariencia de subestipitado mientras P

cinnabarinus es seacutesil Este uacuteltimo tiene a su vez una superficie pileacuteica libre o escasa

de vellosidades a diferencia de P fulgens con el cual suele asemejarse por la

24

coloracioacuten del carpoacuteforo (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016 Papinutti

2013)

Pycnoporus spp suele encontrarse en sustratos lignoceluloacutesicos en

descomposicioacuten sobre los cuales crece naturalmente (Borderes Costa Guedes amp

Tavares 2011b) Una vez reconocido el hongo y recolectado su cuerpo fructiacutefero

se deben tomar apuntes acerca de los diferentes substratos en donde fue encontrado

(tierra madera en descomposicioacuten mantillo del bosquehellip) (Chanona-Goacutemez

Andrade-Gallegos Castellanos-Albores amp Saacutenchez 2007) las coordenadas y la

temperatura ambiental En la tabla 21 se listan algunos materiales lignoceluloacutesicos

de donde se han recolectado las cepas de Pycnoporus spp

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp

Especie Material vegetal en descomposicioacuten Referencia

P sanguineus Madera de casuarina y mango (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Madera contaminada con petroacuteleo (Acosta-Urdapilleta Alonso-

Paz Rodriacuteguez Adame y col

2010 Quiroz-Castantildeeda y col

2009)

Troncos de palma (Achenbach y Blumm 1991)

Encino (Chanona-Goacutemez y col 2007)

Madera de Parkia oppositifolia (Esposito Innocentini-Mei

Ferraz Canhos y Duraacuten 1993)

P cinnabarinus Madera de pino (Eggert Temp y Eriksson 1996)

Troncos quemados (Guzmaacuten 1979)

P coccineus Eucalipto (Machuca y Ferraz 2001)

222 Aislamiento

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura (Cruz

Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

25

2000b Schliephake et al 1993) Es necesario haber adicionado cloranfenicol

(200 g l) a los medios de cultivo para evitar contaminaciones bacterianas

(Henrique Rosa y col 2003) Seguacuten Correa y colaboradores (2005) el MEA es el

medio oacuteptimo para el crecimiento micelial posterior a la purificacioacuten mientras que

Acosta-Urdapilleta y colaboradores (2010) afirman que es el Agar Harina Integral

de Trigo (HTIA por sus siglas en ingleacutes) Por su parte Cruz-Muntildeoz y

colaboradores (2015) aseveran que los medios de cultivo oacuteptimos son los que

contienen extracto del material vegetal de donde se recolectoacute el hongo En la tabla

22 se mencionan los principales medios de cultivo empleados para el aislamiento

de Pycnoporus spp

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp

Especie Medio de cultivo Referencia

P sanguineus Agar Papa Dextrosa (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a E de F A

Smacircnia Smacircnia Juacutenior y Loguercio-

Leite 1998 Vikineswary y col 2006)

Agar Harina Integral de Trigo (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a)

Agar Extracto de Malta (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Atteke

y col 2013 Cruz Muntildeoz y col 2015a

Machuca y Ferraz 2001 Schliephake y

col 1993 Uzan y col 2010)

Medios afines al material vegetal de

donde se recolectoacute (Agar Extracto de

Casuarina Agar Extracto de Mango)

(Cruz Muntildeoz y col 2015)

Medio Czapek-Dox con sulfato de

manganeso algunas veces adicionado

con extracto de semillas de guisantes

o salvado de trigo

(Boumlse 1946)

P

cinnabarinus

Agar Extracto de malta (American Type Culture Collection

2016a)

26

Especie Medio de cultivo Referencia

Agar Extracto de levadura (American Type Culture Collection

2016b)

Agar Papa Dextrosa (FuQuan y QiJin 2008)

223 Identificacioacuten

Microscoacutepicamente se pueden identificar cuatro tipo de hifas 1) las de los tubos

o poros que son de pared delgada ramificadas y se tintildeen con fioxina 2) las del

margen y el piacuteleo que son un poco maacutes gruesas no ramificadas no se tintildeen con

fioxina y usualmente tienen graacutenulo anaranjados que se disuelven en KOH 3) las

de la zona de transicioacuten y tubos que tienen grosor variable y se disponen en capas

y 4) las que se encuentran uacutenicamente en la zona de transicioacuten que son delgadas

con ramificaciones cortas y recurvadas (Papinutti 2013) Para la diferenciacioacuten

entre P sanguineus y P cinnabarinus es necesario saber que el primero tiene un

sistema de hifas dimiacutetico mientras el del segundo es trimiacutetico (Asociacioacuten

Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) Para evitar vacilaciones lo maacutes preciso es realizar

pruebas a nivel molecular mediante extraccioacuten del ADN ribosomal y su

amplificacioacuten secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes

(Cruz Muntildeoz et al 2015a)

224 Caracterizacioacuten

Para la determinacioacuten de las condiciones oacuteptimas de crecimiento y la produccioacuten

de metabolitos secundarios se toman discos (5 mm de diaacutemetro) de PDA con

micelio del borde radial de cultivos de 30 diacuteas de edad y se depositan en nuevas

cajas de petri con medio de cultivo acorde con lo que se quiera medir o producir se

incuba por 30 diacuteas maacutes a 23 degC con luz blanca continua (Curz et al 2015a) El

crecimiento micelial no de manera obligatoria estaacute relacionado con la produccioacuten

de metabolitos secundarios (Baumer Mas Diego Pacheco Morgado amp Furigo

2008) Los metabolitos primarios y secundarios producidos por el geacutenero

Pycnoporus spp variacutean dependiendo de la especie y condiciones de cultivo (Acosta

Paz Rodriacuteguez Adame amp col 2010) una vez extraiacutedos en alguacuten tipo de solvente

27

seguacuten el experimento ejecutado se identifican por cromatografiacutea de capa fina

mediante comparacioacuten de los frentes de retencioacuten (Cruz et al 2015a) cromatografiacutea

de gases o espectrometriacutea de masas (Teoh Don y Ujang 2011) En el anexo 3 se

nombran los principales metabolitos producidos por Pycnoporus spp

Es necesario realizarle a la cepa purificada ensayos de actividad enzimaacutetica para

identificar algunos usos potenciales a nivel industrial Como eacuteste geacutenero pertenece

a los hongos de pudricioacuten blanca se deben realizar ensayos de actividad

ligninoliacutetica celuloliacutetica hemiceluloliacutetica de acuerdo con el Manual de Micologiacutea

Experimental de la Universidad de Buenos Aires (Forchiassin et al 2014) Las

enzimas ligninoliacuteticas maacutes abundantes en eacuteste hongo son las lacasas (Eggert et al

1996) lo que facilita su proceso de purificacioacuten Se habiacutea llegado a pensar que la

produccioacuten de peroxidasas extracelulares era nula (Machuca amp Ferraz 2001)

225 Conservacioacuten

La cepa debe ser almacenada en refrigeracioacuten a 4 ordmC para que no pierda su

viabilidad (Borderes et al 2011b Schliephake et al 1993) Aunque existen otros

meacutetodos que tambieacuten pueden emplearse Inmersioacuten en agua destilada inmersioacuten en

aceite mineral liofilizacioacuten congelacioacuten repique (Ortiz et al 2016) La

temperatura de congelacioacuten es de -80 degC en hielo seco o nitroacutegeno liacutequido y la de

liofilizacioacuten de 2 a 8 degC Cada vez que se vaya a usar la cepa limpie su envase con

etanol al 70 y transfiera aseacutepticamente (American Type Culture Collection

2016a 2016b Uzan amp col 2010) El periacuteodo de viabilidad para algunos hongos

conservados bajo este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith amp Onions 1994) En la figura

22 se observa un laboratorio apto para la obtencioacuten de recursos geneacuteticos fuacutengicos

28

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Meacutetodos a corto plazo que ayudan a la conservacioacuten de la cepa se aplica cuando

su uso es generalmente frecuente (Garciacutea amp Uruburuacute 1991) dentro de estos

meacutetodos se tendriacutea

El cultivo seriado consiste en resembrar al microorganismo cada cierto tiempo

en un medio adecuado este meacutetodo es vaacutelido para periacuteodos de 15 diacuteas se incrementa

la posibilidad de contaminacioacuten de la cepa (Mateos 2002)

La conservacioacuten por suspensioacuten en agua destilada es un meacutetodo sencillo

econoacutemico y seguro capaz de garantizar la supervivencia de cultivos fuacutengicos por

periacuteodos prolongados de dos hasta siete antildeos (Jong amp Birmingham 2001) Consiste

en suspender en agua esteacuteril ceacutelulas de cultivo como conidias esporas picnidios

esclerocidos (Bueno 1998)

La conservacioacuten con aceite mineral consiste en recubrir con aceite mineral

esteacuteril un cultivo que se encuentre en condiciones oacuteptimas de crecimiento micelial

y esporulacioacuten generalmente (Jong amp Atkins 1986) esta teacutecnica disminuye la

deshidratacioacuten del medio es utilizado en pequentildeas colecciones cuando la

liofilizacioacuten no resulta econoacutemica (Jong ampBirmingham 2001) Un amplio rango

de hongos a sobrevivido por este meacutetodo por un periacuteodo de 12 a 30 meses (Smith

et al 1994)

La desecacioacuten es un meacutetodo de conservacioacuten que reduce draacutesticamente el

metabolismo Sin embargo no todos los microorganismos sobreviven a estos

29

meacutetodos de secado por lo que se hace necesario antildeadir agentes protectores (leche

descremada glumato soacutedico al 10) La conservacioacuten en suelo es una teacutecnica que

ha sido usada ampliamente en laboratorios industriales para el mantenimiento de

cultivos de importancia comercial (Jong et al 1985) Este meacutetodo es usado para

cultivos que producen esporas y estructura de resistencia las cepas pueden

almacenarse en diferentes sustratos como arena papel filtro El meacutetodo consiste en

esterilizar y secar el suelo el cual es utilizado como medio absorbente con una

pequentildea cantidad de inoacuteculo preserva la viabilidad en un periacuteodo de tres a ocho

antildeos (Jong et al 2001)

Meacutetodos a largo plazo son los mejores porque en ellos se paraliza el crecimiento

de las ceacutelulas microbianas pero estas no han muerto Asiacute se garantiza el maacuteximo

de estabilidad geneacutetica (Garciacutea et al 1991) dentro de estos meacutetodos se tendriacutea

La liofilizacioacuten Es un proceso en el cual se congela el producto y posteriormente

se introduce en una caacutemara al vaciacuteo para realizar la separacioacuten del agua por

sublimacioacuten es otro de los meacutetodos de conservacioacuten de hongos por tiempo

prolongado Si bien es muy recomendado requiere contar con un liofilizador lo

que no siempre estaacute al alcance de todos los investigadores La liofilizacioacuten es un

proceso de conservacioacuten que tambieacuten involucra la deshidratacioacuten de las conidias o

cualquier otra estructura propagativa (Ames nd) El periacuteodo de viabilidad para

algunos hongos conservados por este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith et al 1994)

La criocongelacioacuten se basa en la utilizacioacuten de una temperatura

extremadamente friacutea para poder disminuir de forma controlada las funciones vitales

del organismo que se pretende conservar y que eacuteste se conserve vivo pero

ldquodormidordquo durante un periacuteodo de tiempo muy elevado sin que pierda sus

propiedades su principio radica en que toda ceacutelula tejido u organismo sometido a

bajas temperaturas disminuye sus funciones vitales permaneciendo en estado de

dormancia por periacuteodos prolongados es decir sus actividades metaboacutelicas estaacuten

suprimidas (Pasarellt amp McGinnis 1992 Rico et al 2004)

30

23 Produccioacuten de Biomasa

La obtencioacuten de compuestos derivados de la produccioacuten de Pycnoporus spp se

realiza mediante procesos fermentativos que pueden llevarse a cabo en medios de

crecimiento liacutequidos (Fermentacioacuten en Estado Liacutequido FEL) o soacutelidos

(Fermentacioacuten en Estado Soacutelido FES) Investigaciones efectuadas por Acosta-

Urdapilleta y colaboradores (2010) indican que los metabolitos primarios y

secundarios producidos por el geacutenero Pycnoporus dependen de la especie y las

condiciones de cultivo del mismo

231 Paraacutemetros de operacioacuten

El nivel de humedad del sustrato ejerce un efecto significativo en el proceso de

FES recomendaacutendose una humedad del 70 (Annuar Sammantha Murthy amp

Sabanatham 2010) Asiacute mismo el aumento del oxiacutegeno en el ambiente favorece

la tasa y la extensioacuten de la degradacioacuten de la biomasa por parte de Pycnoporus spp

(Hatakka amp Uusi-Rauva 1983) lo que se traduce en un aumento de la

bioconversioacuten Por otro lado el pH del medio de cultivo estaacute directamente

relacionado con el crecimiento del micelio daacutendose un mayor descenso de pH en

medios que presentan mayor crecimiento micelial (Holler amp Brooks 1980) No

obstante la mayoriacutea de estos estudios han sido realizados en condiciones in vitro

no contemplando la influencia de factores que pueden modificar los resultados en

procesos a mayor escala (Behrentz amp Giraldo 1993)

232 Medios de cultivo

Las fuentes de carbono comuacutenmente usadas en los procesos de FEL son lactosa

maltosa glucosa fructuosa extracto de levadura harinas de algunos cereales entre

otros (Chegwin A amp Nieto R 2013 Suaacuterez Arango amp Nieto 2013) La glucosa y

la fructosa permiten obtener una alta densidad de biomasa pues son maacutes faacuteciles de

asimilar que la maltosa no obstante pueden ser inhibidores de reacciones

metaboacutelicas secundarias del hongo (Ander Eriksson y Yu 1983) Los

suplementos de medios de cultivo maacutes utilizados son tartrato de diamonio tartrato

31

disoacutedico KH2PO4 CaCl2H2H2O MgSO4middot7H2O FeSO4middot7H2O ZnSO4middot7H2O

MnSO4middotH2O CuSO4middot5H2O y extracto de levadura (Eggert et al 1996 Gocenoglu

yPazarlioglu 2014 Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

2000a Levasseur e al 2014)

Pycnoporus spp puede cultivarse faacutecilmente a escala de laboratorio y en planta

piloto obteniendo altos rendimientos de produccioacuten a partir del uso de substratos

como almidoacuten extracto de malta maltosa metilcelulosa sacarosa dextrosa

caldos suplementados con extracto de levadura yo fosfoliacutepidos (Holler amp Brooks

1980 Oddou Stentelaire Lesage-Meessen Asther amp Colonna Ceccaldi 1999)

salvado de maiacutez salvado de trigo y salvado de arroz (FuQuan amp QiJin 2008

Levasseur et al 2014 Zimbardiet al 2016) tambieacuten se reporta el uso de residuos

agroindustriales como el bagazo de la cantildea de azuacutecar residuos de cultivo de

plaacutetano virutas de madera caacutentildeamo caacutescaras de algodoacuten hojas de palma de aceite

y residuos de frutas (Annuar et al 2010 Leŝtan Ŝtrancar amp Perdih 1990)

Existe una estrecha relacioacuten entre el aumento del crecimiento micelial del hongo

con el carbono total disponible en el medio de cultivo (Holler amp Brooks 1980) El

raacutepido crecimiento del hongo en medios pobres sobre todo cuando no se antildeade

ninguna fuente de carbono puede ser causado por la expansioacuten de su micelio como

estrategia para evitar la inanicioacuten (Levasseur et al 2014) Levasseur y

colaboradores (2014) sugieren que un alto contenido de lignina en el medio de

cultivo inhibe el crecimiento de P cinnabarinus en condiciones de cultivo en donde

la lignina es la uacutenica fuente de carbono disponible

233 Incubacioacuten

La mayoriacutea de estudios de estimacioacuten de la velocidad de crecimiento micelial

se realizan midiendo el diaacutemetro del micelio del hongo en las placas de petri sin

embargo el crecimiento tambieacuten se relaciona con la densidad de micelio en el

medio (Royse 1997)

FuQuan y QiJin (2008) estudiaron el crecimiento de Pcinnabarinus por FES en

bolsas con 075 kg de salvado de trigo y aserriacuten suplementado con sacarosa y

CaCO3 a una temperatura de crecimiento de 25 a 30 ordmC un pH 70 y una humedad

32

del sustrato del 60 al 65 logroacute una colonizacioacuten completa del micelio despueacutes

de los 26 a los 30 diacuteas y la obtencioacuten de carpoacuteforos transcurridos 32 diacuteas despueacutes

de la aparicioacuten de los primordios

Holler y Brooks (1980) estudiaron el crecimiento del micelio de P cinnabarinus

por FEL utilizando extracto de malta suplementado con NaNO3 K2HPO4

MgSO47H2O KCL y FeSO47H2O y sacarosa a partir de una suspensioacuten de

esporas y tacos de agar con micelio se cultivoacute a 28 ordmC por un intervalo de 4 diacuteas

El medio de levadura-extracto de almidoacuten mostroacute el mayor aumento de peso seco

del micelio (10638 mg) en comparacioacuten con el medio extracto de madera (0336

mg)

24 Produccioacuten de metabolitos

241 Cinnabarina

La produccioacuten de cinnabarina puede realizarse in vitro en medios soacutelidos y

liacutequidos o in vivo a partir de los basidiocarpos cuya obtencioacuten es maacutes faacutecil Las

mayores concentraciones de este pigmento se obtienen en Agar Papa Dextrosa

(PDA por sus siglas en ingleacutes) y Agar Extracto de Malta (MEA por sus siglas en

ingleacutes) mientras el mayor crecimiento micelial se obtiene en medios conformados

por los extractos de los materiales lignoceluloacutesicos de donde las cepas fueron

aisladas (Cruz Muntildeoz et al 2015b) Baumer y colaboradores (2008) indican que la

velocidad de crecimiento del hongo no implica necesariamente una mayor

produccioacuten de cinnabarina Investigaciones efectuadas por Acosta-Urdapilleta y

colaboradores (2010) sugieren que el mejor sustrato para producir cinnabarina en

primordios de P sanguineus es el aserriacuten de pino seguido por el de encino y el de

cedro sin importar la cepa utilizada En dichos experimentos el contenido promedio

del cinnabarina en cajas de petri fue de 6-9 mg g de micelio mientras en primordios

del hongo fue de 56 mgg de micelio y en cuerpos fructiacuteferos bien desarrollados de

68 mgg de carpoacuteforo La ventaja de usar basidiocarpos en vez de primordios para

la extraccioacuten de cinnabarina es la posibilidad de realizar hasta dos o maacutes cosechas

del hongo lo que requiere de 242 a 356 diacuteas Sin embargo el cultivo en caja de

petri permite obtener cinnabarina mucho maacutes raacutepido entre 7 a 15 diacuteas con una

33

mayor actividad antioxidante (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez M

Adame amp col 2010) Hay que evaluar la situacioacuten si la cinnabarina es requerida

para investigaciones conviene producir el hongo en cajas de petri pero si es

requerida para uso industrial conviene maacutes producir primordios o cuerpos

fructiacuteferos

242 Vainillina

El hongo P cinnabarinus fue cultivado por Falconnier y colaboradores (1994)

utilizando un medio que conteniacutea maltosa como fuente de carbono tartrato de

diamonio como fuente de nitroacutegeno y suplementos como KH2PO4 CaCl2 MgSO4

y extracto de levadura obteniendo una concentracioacuten en el medio de cultivo de 64

mgL de vainillina En comparacioacuten Oddou y colaboradores (1999) demostraron

que este hongo basidiomiceto presenta una mayor produccioacuten de vainillina (760

mgL) usando una mezcla compuesta por fosfoliacutepidos y glucosa obteniendo

ademaacutes una gran densidad de biomasa fuacutengica El proceso fermentativo se llevoacute a

cabo en un biorreactor agitado a una velocidad de 120 rpm con un flujo de aire de

093 vvm (voluacutemenes de aire unidad de volumen de medio por minuto) al principio

del proceso fermentativo y 028 vvm posterior a los tres diacuteas manteniendo una

temperatura constante de 30 ordmC Lo anterior respalda lo dicho por Leŝtan y

colaboradores (1990) quienes demostraron que la combinacioacuten de liacutepidos y glucosa

induce el crecimiento del micelio de algunos basidiomicetos (Ander et al 1983)

243 Enzimas ligninoliacuteticas

Zimbardi y colaboradores(2016) indicaron que las fuentes de nitroacutegeno maacutes

efectivas para la produccioacuten de lacasas de P sanguineus por FES son en orden

descendente NH4Cl peptona extracto de malta caseiacutena urea extracto de

levadura asparagina KNO3 NH4NO3 (NH4)2SO4 NaNO3 Siendo la mejor fuente

de carbono para la produccioacuten de lacasa el salvado de trigo Mariacutea Eugenia Eugenio

Carbajo Martiacuten Gonzaacutelez y Villar (2009) concluyeron que la produccioacuten de lacasa

34

por hongos no soacutelo depende de las fuentes de carbono y nitroacutegeno sino tambieacuten de

la concentracioacuten de nitroacutegeno del medio de cultivo

La obtencioacuten de celulasa a partir de este hongo fue estudiada por Onofre Santos

Kagimura y Mattiello (2015) quienes reportaron que P sanguineus fue cultivado

en bagazo de cantildea enriquecido con carboximetilcelulosa glucosa NaNO3

KH2PO4 MgSO4 KCl FeSO47H2O ZnSO4 y urea a una temperatura de 30 degC y

pH 55 presentando una actividad enzimaacutetica de la celulasa de 1632 plusmn 265 Umiddotgmiddot-

La tabla 13 y 14 especifican las condiciones de cultivo para la produccioacuten de lacasa

por Pycnoporus spp y sus respectivos rendimientos

244 Inductores

La adicioacuten de inductores enzimaacuteticos constituye una estrategia para aumentar la

produccioacuten de compuestos metaboacutelicos mediante la optimizacioacuten de las

condiciones de cultivo (Schliephake et al 1993)

Seguacuten Lomascolo y colaboradores (2003) la produccioacuten de lacasa fuacutengica es

influenciada por la presencia de inductores que regulan la siacutentesis de la enzima a

nivel transcripcional empero el efecto de cada compuesto y la concentracioacuten

oacuteptima para la produccioacuten de lacasa variacutea seguacuten las diferentes cepas fuacutengicas

Compuestos fenoacutelicos como como 25-xilidina se adicionan al medio de cultivo

para incrementar la produccioacuten de lacasa (Schliephake y col 1993) tambieacuten se

reporta el uso de aacutecido feruacutelico (Levasseur et al 2014 Lomascolo y col 2003)

etanol (Eggert et al 1996) alcohol veratriacutelico e iones Cu2+ Estos dos uacuteltimos son

los inductores maacutes comunes de actividad lacasa su efecto en la produccioacuten

enzimaacutetica por FEL ha sido maacutes estudiada que por FES (Piscitelli et al 2011

Rivera-Hoyos et al 2013) Por su parte el etanol a pesar de tener un efecto

inhibidor inicial en el crecimiento del micelio es un fuerte inductor de la expresioacuten

de lacasa en P cinnabarinus permitiendo obtener altos rendimientos Meza y

colaboradores (2003) estudiaron el efecto del etanol en la produccioacuten de lacasas de

P cinnabarinus en bagazo de cantildea de azuacutecar y encontraron que la adicioacuten de etanol

al inicio de la fermentacioacuten incrementa raacutepidamente la actividad enzimaacutetica 215

veces maacutes que el sustrato que no conteniacutea etanol alcanzando niveles maacuteximos de

35

129 UmiddotL-1 despueacutes de 15 diacuteas los cuales se mantienen constantes hasta la final de

la fermentacioacuten Por otro lado el alcohol veratriacutelico estimula la produccioacuten de

peroxidasas totales (Piscitelli et al 2011) mientras los compuestos que aportan

iones de manganeso como MnSO4 son especiacuteficos para manganeso peroxidasa

(MnP) (Pezzella Guarino amp Piscitelli 2015)Las tablas 23 y 24 muestran la

influencia de algunas sustancias inductoras en la produccioacuten de lacasa fuacutengica a

traveacutes de procesos FEL y FES respectivamente

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL

EspecieCepa Inductor Actividad

enzimaacutetica

Condiciones

fermentacioacuten Referencia

P sanguineus Sin inductor 5 117 U L-1 pH 50 28 ordmC

150 rpm

(Lu y col 2007a)

25-xilidina 1 368 U L-1 pH 45 25 ordmC

125 rpm

(S Pointing Jones y

Vrijmoed 2000)

sacarosa-

asparagina

820 000 U L-1 28ordmC 200 rpm (Mariacutea Eugenia

Eugenio y col 2009)

P cinnabarinus 25-xilidina 9 600 U L-1 pH 45 30 ordmC 60

rpm

(Eggert y col 1996)

aacutecido feruacutelico 29 000 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Herpoeumll y col

2000a)

etanol 266 600 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Lomascolo y col

2003)

Los valores con unidades en rpm hacen referencia a la velocidad de agitacioacuten en

el biorreactor

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P sanguineus Hojas de palma de

aceite urea

CaCO3

466 U gmiddot-1 Humedad 75-85

25 ordmC densidad

del inoculo 30

(Vikineswary y

col 2006)

Mazorca de maiacutez

CuSO4 NH4Cl

1386 U g-1 Humedad 41 mL

g-1 sustrato 26 ordmC

(Zimbardi y col

2016)

36

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P

cinnabarinus

Bagazo de cantildea

alcohol veratriacutelico

850 U middotgmiddot-1 Humedad 70

25 ordmC

(Meza Auria

Lomascolo

Sigoillot y

Casalot 2007)

Bagazo de cantildea

etanol gaseoso

900 U middotgmiddot-1 24 ordmC Flujo

suministro etanol

40 mL min-1

(Meza

Lomascolo

Casalot Sigoillot

y Auria 2005)

Duarte Tiba Santiago Garcia y Bara (2012) estudiaron el efecto de distintos

compuestos inductores en la produccioacuten de tirosinasa por P sanguineus en

condiciones de luminosidad como estrategia para disminuir la produccioacuten de lacasa

(la cual aumenta en la oscuridad) demostrando que sustancias como aacutecido de sodio

aacutecido salicilhidroxaacutemico y feniltiourea poseiacutean una actividad inhibitoria mientras

que L-tirosina fue el mejor inductor para la produccioacuten de esta enzima seguido de

L-dopa (L-dihidroxifenilalanina 34) aacutecido cafeico (aacutecido 34 dihidroxicinaacutemico)

aacutecido 2-(4-Hydroxyphenyl) propanoico y guayacol

25 Importancia industrial

En el anexo 4 se resumen los principales metabolitos producidos por Pycnoporus

spp y su uso

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos

Los hongos de pudricioacuten blanca pueden degradar compuestos de estructura

polifenoacutelica semejante a la lignina como los compuestos xenobioacuteticos gracias a la

accioacuten de enzimas extracelulares ligninoliacuteticas producidas por estas especies que

actuacutean despolimerizando unidades no repetitivas de fenilpropanoide ligadas por

varios enlaces carbono-carbono (S B Pointing 2001 Swamy y Ramsay 1999)

Compuestos xenobioacuteticos como los colorantes industriales constituyen

37

contaminantes persistentes debido a su origen sinteacutetico por lo que pueden daacutersele

a las lacasas de Pycnoporus spp aplicaciones en biorremediacioacuten (Bumpus y Aust

1987) Schliephake y colaboradores (1993) realizaron ensayos exitosos de

decoloracioacuten de efluentes textiles (con contenido de colorantes sinteacuteticos) dentro de

un biorreactor de lecho empaquetado inmovilizando el hongo P cinnabarinus en

una membrana de nylon para que produjera lacasas demostrando la capacidad del

hongo para tolerar residuos potencialmente toacutexicos y degradarlos

252 Control bioloacutegico

El uso de hongos antagonistas ha demostrado ser una eficiente opcioacuten para el

control bioloacutegico de fitopatoacutegenos causantes de diversas enfermedades en cultivos

vegetales (Fernaacutendez-Larrea 2001 Infante Martiacutenez Gonzaacutelez amp Reyes 2009)

Estudios realizados en P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a

Mycena citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de

cafeacute causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum

Jaramillo 2012) Viecelli y Stangarlin (2010) obtuvieron resultados similares

contra Pseudocercospora griseola causante de la enfermedad ldquomancha angularrdquo en

cultivos de friacutejol tras rociar la superficie de las hojas de la planta con el extracto

acuoso obtenido del micelio de P sanguineus

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico

Algunas especies de hongos de la familia Polyporaceae producen pigmentos

rojos o anaranjados derivados de aacutecidos polipoacutericos y terpenilquinones los cuales

son causales de la coloracioacuten naranja de los hongos Pycnoporus spp (Veliacutešek y

Cejpek 2011) Los principales compuestos producidos por P sanguineus son

poliporin cinnabarina aacutecido cinabariacutenico y tramesanguina (Henrique Rosa et al

2003) A Smacircnia y colaboradores (1995) demostraron que la cinnabarina tiene

propiedades antibacterianas (Gocenoglu amp Pazarlioglu 2014) capaces de inhibir el

crecimiento de bacterias como Escherichia coli Klebsiella pneumoniae

38

Pseudomonas aeruginosa Salmonella typhi Staphylococcus aureus y miembros

del geacutenero Streptococcus siendo maacutes efectiva para el control de cocos

grampositivos que de bacilos Gram-negativos (E de F A Smacircnia et al 1998)

Ensayos utilizando P sanguineus evidenciaron la efectividad del ergosterol-58-

endoperoacutexido producido contra amastigotes de Leishmania (Viannia) panamensis

(Correa et al 2005)

Es necesario saber que los metabolitos secundarios producidos por esta especie

presentan un gran potencial antioxidante y que su eficiencia de produccioacuten no

necesariamente estaacute relacionada con la velocidad de crecimiento micelial (Borderes

et al 2011a)

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios

El aacutecido feruacutelico es un producto de la degradacioacuten de la lignina por hongos de

podredumbre blanca (Kirk 1971) Falconnier y colaboradores (1994) demostraron

el aacutecido feruacutelico de P cinnabarinus se puede biotransformar en vainillina y alcohol

vainiacutellico a traveacutes de una viacutea reductora o formar metoxihidroquinona a traveacutes de la

descarboxilacioacuten oxidativa La vainillina es una moleacutecula de alto valor comercial

aislada comuacutenmente de vainas de vainilla responsable del aroma y sabor de la

vainilla (Cid-Perez 2011) La demanda actual de alimentos producidos de forma

natural ha estimulado la buacutesqueda de medios alternativos de produccioacuten de

vainillina convirtiendo a los hongos del geacutenero Pycnoporus spp en una excelente

opcioacuten para la obtencioacuten de este aditivo alimentario (Falconnier et al 1994)

26 Marco legal

Seguacuten la Organizacioacuten de los Estados Ibero-americanos (OEI) los cambios y la

destruccioacuten de sus haacutebitats la contaminacioacuten ambiental la inadecuada poliacutetica

forestal la recoleccioacuten de cuerpos fructiacuteferos y la fragmentacioacuten de los ecosistemas

son las pesadillas de los hongos En las uacuteltimas deacutecadas han sufrido un descenso

laquocualitativo y cuantitativoraquo Por su laquopapel crucial en el funcionamiento de los

ecosistemasraquo y consciente de que las setas se han omitido en los programas de

39

conservacioacuten un grupo de micoacutelogos decidioacute realizar en 2003 la primera laquoLista

Roja preliminar de hongos en la Peniacutensula Ibeacutericaraquo que comprende hasta 67

taxones (subdivisiones de una especie) de hongos amenazados Es necesario hacer

una ley que tenga en cuenta los intereses de todos de los recolectores

acostumbrados a tomar sus setas y de la administracioacuten y comunidades autoacutenomas

que deben velar por la conservacioacuten de su patrimonio natural

Legislacioacuten internacional los seres humanos han dependido de la biodiversidad

y especiacuteficamente de los recursos geneacuteticos para producir innovar mejorar y

adaptarla a sus necesidades particulares Antes de la vigencia del Convenio sobre

la Diversidad Bioloacutegica (CDB) el acceso a los recursos geneacuteticos era libre

Normalmente las uacutenicas barreras para el acceso a estos recursos eran las distancias

y las fronteras geograacuteficas el desconocimiento de su existencia su poca adaptacioacuten

a otros ecosistemas su limitada aceptacioacuten o la falta de la verificacioacuten de su utilidad

por parte de otras culturas (Estrella Manosalvas Mariaca Ribadeneira 2005)

En el Convenio sobre diversidad bioloacutegica se define a los recursos geneacuteticos

como ldquomaterial geneacutetico de valor real o potencialrdquo y el material geneacutetico como

ldquotodo material de origen vegetal animal microbiano o de otra iacutendole que contenga

unidades funcionales de la herenciardquo

El principal objetivo de la Federacioacuten Internacional de Colecciones de Cultivo

(WFCC) la cual es un conjunto de comiteacutes comisiones y federaciones (COMCOF)

de la Unioacuten Internacional de Sociedades Microbiologiacutea (IUMS) Unioacuten

Internacional de Ciencias Bioloacutegicas (IUBS) es la promocioacuten y desarrollo de

cultivos de microorganismos y liacuteneas celulares La coleccioacuten de cultivos se debe

realizar de forma segura y de conformidad con las diferentes legislaciones y

regulaciones que controlan este tema en el proceso de aislamiento manipulacioacuten

almacenamiento y distribucioacuten de microrganismo y cultivos celulares hay muchas

etapas en las que se requiere conformidad con la ley regulaciones o convenciones

internacionales una coleccioacuten de cultivos deberiacutea tener conformidad en

Requerimientos en salud y seguridad

40

Clasificacioacuten de los microorganismos en funcioacuten de su riesgo

Regulaciones de cuarentena

Derechos de propiedad intelectual

Convencioacuten sobre diversidad bioloacutegica Informacioacuten segura suministrada al receptor

de los microorganismos

Regulaciones gubernamentales sobre el enviacuteo de cultivos

Control en la distribucioacuten de organismos peligrosos

Tratado de Budapest (para los depoacutesitos de patentes) (WFCC 2010)

Legislacioacuten nacional

Que los artiacuteculos 14 74 275 276 387 388 de la Constitucioacuten de la Repuacuteblica

reconoce el derecho de la poblacioacuten a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente

equilibrado que garantice la sostenibilidad y el buen vivir Declara de intereacutes

puacuteblico la preservacioacuten del ambiente la conservacioacuten de los ecosistemas la

biodiversidad y la integridad del patrimonio geneacutetico del paiacutes la prevencioacuten del

dantildeo ambiental y la recuperacioacuten de los espacios naturales degradados

(Constitucioacuten poliacutetica de la repuacuteblica del Ecuador)

Que el Art 86 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declara de intereacutes

puacuteblico a la conservacioacuten de los ecosistemas la biodiversidad y el patrimonio

geneacutetico del paiacutes a la recuperacioacuten de espacios naturales degradados al

establecimiento de un Sistema Nacional de Aacutereas Naturales Protegidas que

garanticen la conservacioacuten de la biodiversidad y el mantenimiento de los servicios

ecoloacutegicos

Que los Arts 89 242 y 248 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declaran

respectivamente que el Estado tomaraacute medidas orientadas a regular bajo estrictas

normas de bioseguridad la propagacioacuten en el medio ambiente la experimentacioacuten

el uso la comercializacioacuten y la importacioacuten de organismos geneacuteticamente

modificados que la organizacioacuten y funcionamiento de la economiacutea responderaacute

41

entre otros principios al de sustentabilidad y ratifica el derecho soberano del

Estado sobre la biodiversidad promoviendo su conservacioacuten y utilizacioacuten

sustentable con la participacioacuten de las poblaciones involucradas y de conformidad

con los convenios y tratados internacionales Que el Ecuador suscribioacute y ratificoacute el

Convenio sobre la Diversidad Bioloacutegica seguacuten consta en los Registros Oficiales

No 109 del 18 de enero de 1993 y el 146 del 16 de marzo de 1993 El cual regula

la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de la biodiversidad y sus componentes y

establece la participacioacuten justa y equitativa en los beneficios que se deriven de la

utilizacioacuten de los recursos geneacuteticos asociados reconociendo el derecho soberano

que ejercen los Estados sobre sus recursos bioloacutegicos Que el Estado ha suscrito y

ratificado varios Convenios Internacionales relacionados con la conservacioacuten de la

biodiversidad tales como la Convencioacuten sobre Humedales de Importancia

Internacional especialmente como Haacutebitat de Aves Acuaacuteticas o Convencioacuten de

Ramsar la Convencioacuten para la Proteccioacuten del Patrimonio Mundial Cultural y

Natural la Convencioacuten sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas

de Flora y Fauna Silvestres (CITES) Convenio Marco de Cambio Climaacutetico el

Tratado de Cooperacioacuten Amazoacutenica entre los maacutes relevantes Que estaacuten vigentes

en el Ecuador normas de aplicacioacuten regional de la Comunidad Andina de manera

especial las Decisiones de la Comisioacuten del Acuerdo de Cartagena Nos 344 345

391 y 486 relativas a la Propiedad Industrial la proteccioacuten a los Derechos de los

Obtentores de Variedades Vegetales y al Acceso a los Recursos Geneacuteticos Que la

biodiversidad constituye la base del capital natural del paiacutes capaz de proporcionar

un flujo constante de bienes y servicios cuya conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable

permitan satisfacer las necesidades humanas de consumo y produccioacuten y

garanticen el sustento de la vida Que la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de

la biodiversidad son de intereacutes nacional por su importancia econoacutemica ecoloacutegica

geneacutetica social cultural cientiacutefica educativa recreativa y esteacutetica y por lo tanto

tiene un valor estrateacutegico para el desarrollo sustentable presente y futuro del

Ecuador Que siendo el Ecuador uno de los paiacuteses de mayor biodiversidad del

mundo catalogado como mega diverso constituye una prioridad para el paiacutes

proteger su riqueza bioloacutegica y cultural asociada para las generaciones presentes y

futuras ante la preocupante y considerable reduccioacuten y peacuterdida de la biodiversidad

42

como consecuencia de determinadas actividades humanas en el paiacutes Que es

indispensable expedir normas que rijan la conservacioacuten y uso sustentable de la

biodiversidad (Ley para la conservacioacuten y uso sustentable de la biodiversidad

1993)

CAPIacuteTULO VIII De la Investigacioacuten y Capacitacioacuten Forestales

Art 50- El Ministerio del Ambiente promoveraacute realizaraacute y coordinaraacute la

investigacioacuten relativa a la conservacioacuten administracioacuten uso y desarrollo de los

recursos forestales y de las aacutereas naturales del patrimonio forestal

Art 51- Para el cumplimiento de las actividades previstas en el artiacuteculo anterior

al Ministerio del Ambiente le corresponde

a) Crear centros de investigacioacuten sobre especies forestales nativas y exoacuteticas de

fauna y flora silvestres

b) Suscribir convenios relativos a la investigacioacuten capacitacioacuten y educacioacuten

forestales

c) Ejecutar programas de capacitacioacuten y adiestramiento en conservacioacuten

administracioacuten y desarrollo de recursos forestales y aacutereas naturales de patrimonio

del Estado

d) Establecer en coordinacioacuten con el Ministerio de Educacioacuten y Cultura y otras

entidades del sector puacuteblico programas de educacioacuten y divulgacioacuten relativas a los

aspectos mencionados en el literal anterior

e) Organizar cursos de capacitacioacuten forestal y de conservacioacuten conjuntamente

con el Servicio Ecuatoriano de Capacitacioacuten Profesional -SECAP- y otras entidades

y dependencias del sector puacuteblico o privado

f) Las demaacutes que le asignen esta Ley y los reglamentos (Ley forestal y

conservacioacuten de aacutereas 2004)

Toda esta riqueza biodiversa en el Ecuador corre gran peligro de que por falta

de una legislacioacuten que lo proteja sea amenazada por el intereacutes de convertir no en

43

elementos vitales para el Sumak Kawsay sino que apetecido por sus componentes

convertirlos en mercanciacuteas y llevarlos al mercado globalizado De hecho parte de

la destruccioacuten y desaparicioacuten de especies ha sido por falta de una legislacioacuten

responsable y soberana para la proteccioacuten de la biodiversidad asiacute como la

responsabilidad de los gobiernos de turno que no han visto a estos seres vivos como

titulares de derecho (Ley orgaacutenica de la biodiversidad 2011)

El Coacutedigo Orgaacutenico del Ambiente (COA) manifiesta en el Titulo III DE LOS

DERECHOS DEBERES Y PRINCIPIOS AMBIENTALES art5 derecho de la

poblacioacuten a vivir en un ambiente sano

El derecho a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente equilibrado

comprende

1- La conservacioacuten manejo sostenible y recuperacioacuten del patrimonio natural la

biodiversidad y todos sus componentes con respeto a los derechos de la naturaleza

y a los derechos colectivos de las comunas comunidades pueblos y nacionalidades

2- El manejo sostenible de los ecosistemas con especial atencioacuten a los

ecosistemas fraacutegiles y amenazados tales como paramos humedales bosques

nublados bosques tropicales secos y huacutemedos manglares y ecosistemas marinos y

marinos-costeros

3- La intangibilidad del Sistema Nacional de Aacutereas Protegidas en los teacuterminos

establecidos en la constitucioacuten y la Ley

4- La conservacioacuten preservacioacuten y recuperacioacuten de los recursos hiacutedricos

cuencas hidrograacuteficas y caudales ecoloacutegicos asociados al ciclo hidroloacutegico

5- La conservacioacuten y uso sostenible del suelo que prevenga la erosioacuten la

degradacioacuten la desertificacioacuten y permita su restauracioacuten

6- La prevencioacuten control y reparacioacuten integral de los dantildeos ambientales

7- La obligacioacuten de toda obra proyecto o actividad en todas sus fases de

sujetarse al procedimiento de evaluacioacuten de impacto ambiental

44

8- El desarrollo y uso de praacutecticas y tecnologiacuteas ambientalmente limpias y

sanas asiacute como de energiacuteas alternativas no contaminantes renovables

diversificadas y de bajo impacto ambiental

9- El uso experimentacioacuten y el desarrollo de la biotecnologiacutea y la

comercializacioacuten de sus productos bajo estrictas normas de bioseguridad con

sujecioacuten a las prohibiciones establecidas en la Constitucioacuten y demaacutes normativa

vigente

Los principios ambientales deberaacuten ser reconocidos e incorporados en toda

manifestacioacuten de la administracioacuten puacuteblica asiacute como en las providencias judiciales

estos principios son

Responsabilidad integral - Responsabilidad de quien promueve una

actividad que genere o pueda generar impacto sobre el ambiente

Mejor tecnologiacutea disponible y mejores praacutecticas ambientales - El estado

deberaacute promover a los sectores puacuteblicos y privados el desarrollo y uso de

tecnologiacuteas ambientalmente limpias y de energiacutea alternativa no

contaminantes y de bajo impacto que minimicen en todas las fases de una

actividad productiva

TIacuteTULO I DE LA CONSERVACIOacuteN DE LA BIODIVERSIDAD

Articulo 31- La conservacioacuten de la biodiversidad se realizaraacute in situ o ex situ

en funcioacuten de sus caracteriacutesticas ecoloacutegicas niveles de endemismo categoriacutea de

especies amenazadas de extincioacuten para salvaguardar el patrimonio bioloacutegico de la

erosioacuten geneacutetica

Articulo 32- Se promoveraacuten y regularaacuten las investigaciones cientiacuteficas in situ

y ex situ que comprendan actividades de extraccioacuten coleccioacuten recoleccioacuten

importacioacuten movilizacioacuten transportacioacuten exportacioacuten y disposicioacuten temporal o

final de especies de vida silvestre

Articulo 33- La biodiversidad terrestre insular marina y dulceacuiacutecola seraacute

conservada in situ Se procuraraacute el uso sostenible de sus componentes de forma tal

45

que no se ocasione su disminucioacuten a largo plazo para mantener su potencial de

satisfacer las necesidades de las generaciones presentes y futuras

Articulo 35- Para la proteccioacuten de la vida silvestre se establecen las siguientes

condiciones a las personas naturales y juriacutedicas

1 Conservar las especies de vida silvestre en su habitad natural prohibiendo

su extraccioacuten salvo las consideraciones para investigacioacuten repoblacioacuten de

especies con cualquier tipo de amenaza y las establecidas en este coacutedigo

2 Reconocer el uso tradicional y el aprovechamiento de las especies de vida

silvestre por motivos de subsistencia o por praacutecticas culturales medicinales

3 Promover investigaciones sobre vida silvestre para difundir el

bioconocimiento dentro del territorio nacional

Articulo 66- Son medios de conservacioacuten de especies de vida silvestre los que

se detallan a continuacioacuten

Viveros

Jardines botaacutenicos

Zooloacutegicos

Centros de criacutea y reproduccioacuten sostenible

Centros de rescate y rehabilitacioacuten

Bancos de germoplasma

Acuarios

TIacuteTULO IV RECURSOS GENEacuteTICOS Y SUS DERIVADOS

BIOSEGURIDAD BIOCOMERCIO

Artiacuteculo 72- Los derechos otorgados sobre los recursos bioloacutegicos no conceden

derecho alguno sobre los recursos geneacuteticos o sus derivados no sobre los

conocimientos colectivos asociados a estos Las investigaciones realizadas sobre

los recursos geneacuteticos deberaacuten ser sistematizadas y ser recopiladas por el Instituto

Nacional de Biodiversidad

Artiacuteculo 75- Las normas de bioseguridad regularaacuten los productos de la

biotecnologiacutea moderna con el objeto de contribuir a la conservacioacuten y el uso

46

sostenible de la biodiversidad y garantizar los derechos de la salud humana y el

ambiente

Articulo 80- La Autoridad Ambiental Nacional regularaacute el biocomercio para

lo cual deberaacute considerar los objetivos de la conservacioacuten de la biodiversidad la

sostenibilidad social econoacutemica y ambiental asiacute como la distribucioacuten justa de los

beneficios de conformidad con las disposiciones de este coacutedigo

En los uacuteltimos antildeos se ha observado la accioacuten paralela de numerosas

organizaciones gubernamentales y no gubernamentales universidades

comunidades e individuos que han desplegado acciones en favor de la

biodiversidad del rescate de los conocimientos praacutecticas e innovaciones

relacionados a eacutesta y de la documentacioacuten o desarrollo de meacutetodos para la

conservacioacuten y utilizacioacuten sostenible de estos recursos entre otras acciones

El lograr la conservacioacuten y uso sostenible de la biodiversidad implica lograr

beneficios para el ser humano sin agotar el recurso y asegurar las posibilidades de

aprovechamiento de la biodiversidad para las proacuteximas generaciones En este

sentido la biodiversidad puede conservarse mediante dos estrategias

bull La estrategia de conservacioacuten in situ

bull La estrategia de conservacioacuten ex situ (Estrella amp col 2005)

47

3 MARCO METODOLOacuteGICO

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa

Pycnoporus spp

El objetivo de este experimento es aislar identificar y caracterizar la cepa nativa

ecuatoriana del hongo Pycnoporus spp

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de Pycnoporus sanguineus

48

311 Materiales y meacutetodos

El trabajo experimental se realizoacute en el laboratorio de Biotecnologiacutea Fuacutengica del

Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente (CEBA) en convenio con el

Ingenio Azucarero del Norte (IANCEM) localizado en la Ciudad de Ibarra a 2241

msnm (UTM WGS84 17 N 816705 Este 36766 Norte) con una temperatura

promedio de 18 degC

3111 Aislamiento

La muestra de hongo Pycnoporus spp se recolectoacute de un bosque de la ciudad de

Tena a una altitud de 543 msnm UTM WGS84 18N 186566 Este 9891710 Norte

la misma se encontroacute creciendo naturalmente en troncos de la madera piguumle

(Pollalesta discolor) en proceso de descomposicioacuten

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus

49

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de Pollalesta discolor

Para la presente investigacioacuten la reproduccioacuten celular se realizoacute tanto por medio

de tejido como por esporas en un medio rico en Agar Papa Dextrosa (PDA) y Agar

extracto de Malta (MEA) siguiendo la teacutecnica descrita por Pineda (2014) se

preparoacute el medio con agua destilada y se esterilizoacute por 15 minutos en autoclave a

15 PSI y 121 degC El medio esteacuteril se sirvioacute en caja petri y se procedioacute a inocular

con tejido y espora de la especie seleccionada (Pineda 2014) Las muestras

inoculadas se incubaron a 22 degC y se observoacute el crecimiento del hongo durante seis

diacuteas

3112 Identificacioacuten

La identificacioacuten fue realizada por el laboratorio especializado IDgen-

Identificacioacuten Molecular localizado en la ciudad de Quito Para ello se usoacute dos

muestras de cepas puras de la especie Pycnoporus previamente aisladas con coacutedigo

CEBA-T-PS-010116 son cultivos axeacutenicos de hongos creciendo en agar

Se realizoacute la identificacioacuten molecular de microorganismos (Extraccioacuten de ADN

Amplificacioacuten de barcode secuenciacioacuten estaacutendar ensamblaje de productos de

50

PCR y buacutesqueda en base de datos) El meacutetodo de determinacioacuten se realizoacute por

identificacioacuten molecular por barcoding

Los procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR se

describen en el detalle de protocolos (anexo 1) Los productos de PCR fueron

depurados previo a su secuenciacioacuten El producto de amplificacioacuten limpio y los

primeros ITS1 ITS4 ITS5 EF1-983F EF1-2218R fueron utilizados para la

secuenciacioacuten con el meacutetodo SANGER Se limpiaron y ensamblaron las secuencias

obtenidas con el programa bioinformaacutetico GENEIOUS y se compararon las

secuencias ensambladas con la base de datos de nucleoacutetidos de GenBank

3113 Caracterizacioacuten

La caracterizacioacuten del Pycnoporus sanguineus estudiada se realizoacute a traveacutes del

anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico el cual se realizoacute en el laboratorio del INIAP

localizado en la ciudad de Quito Se realizoacute un anaacutelisis proximal macro y micro

elementos siguiendo las normas y meacutetodos de la institucioacuten

312 Resultados y discusioacuten

3121 Aislamiento

En la figura 34 se presenta los cuerpos fructiacuteferos de los hongos Pycnoporus

sanguineus que se recolectaron en la ciudad del Tena Ecuador los mismos que se

almacenaron en bolsa de polietileno y se llevaron al laboratorio

51

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno

En la figura 35 se presenta el proceso de preparacioacuten del medio de cultivo para la

especie nativa

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA

52

En la figura 36 y 37 se presenta el procedimiento para la obtencioacuten de esporas

tejido e inoculacioacuten de la especie nativa de Pycnoporus spp

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo

En la figura 38 se presenta el cultivo de Pycnoporus spp creciendo en un medio

rico luego de 6 diacuteas de incubacioacuten a 22 degC el mismo que se procedioacute a su

purificacioacuten por la teacutecnica de repique hasta lograr una cepa pura la cual fue

53

codificada como CEBA-T-PS-010116 y almacenada en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos del CEBA

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus sanguineus

(Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et al 2015a E de F A Smacircnia Smacircnia Juacutenior

amp Loguercio-Leite 1998 Vikineswary et al 2006) coinciden con la teacutecnica

utilizada en la presente investigacioacuten (Pineda 2014) realizar el aislamiento en un

medio de cultivo Agar Papa Dextrosa mientras (Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et

al 2015a) utilizaron como medio de cultivo Agar Harina Integral de Trigo asiacute como

(Acosta et al2010 Atteke y col 2013 Cruz Muntildeoz et al 2015a Machuca amp

Ferraz 2001 Schliephake et al 1993 Uzan et al 2010) manifiestan utilizar como

medio de cultivo Agar Extracto de Malta a esto antildeade (Cruz Muntildeoz et al 2015)

utilizar como medio de cultivo medios afines al material vegetal de donde se

recolectoacute y (Boumlse 1946) utiliza Medio Czapek-Dox con sulfato de manganeso

algunas veces adicionado con extracto de semillas de guisantes o salvado de trigo

Seguacuten (Cruz Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll et al2000b Schliephakeet al 1993)

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura

54

3122 Identificacioacuten

El ADN de cada una de las muestras fue extraiacutedo y con el fin de identificar la

calidad de la extraccioacuten se realizoacute una electroforesis Las extracciones de ADN

genoacutemico obtenidos evidencian una calidad alta y una concentracioacuten superior a 400

ng de ADN por cada 8 ul de extracto Se utilizoacute las extracciones de ADN

pertenecientes a las muestras para la amplificacioacuten del fragmento ITS Se puede

evidenciar que no existen productos de amplificacioacuten para las muestras por lo que

para estas se decidioacute amplificar un fragmento del factor de elongacioacuten 1 alfa (EF1a)

Adicionalmente se diluyeron las muestras hasta una concentracioacuten de 30nguL

para descartar procesos inhibitorios de la PCR debido a una elevada concentracioacuten

de ADN previo a su utilizacioacuten en el ensamblaje de la PCR

Se determina que la cepa nativa estudiada codificada como CEBA-T-PS-

010116 corresponde a la especie Trametes sanguinea en la longitud 652 949

de calidad y 99 de identidad en el fragmento ITS

En el meacutetodo utilizado para la identificacioacuten coincido con (Cruz Muntildeoz y col

2015) el cual manifiesta La identificacioacuten se realizoacute a nivel molecular para lo cual

se enviaron dos muestras de colonias puras (punta de hifa) al laboratorio de la

Estacioacuten Nacional de Epidemiologiacutea Cuarentena y Saneamiento Vegetal en

Quereacutetaro Quereacutetaro para la extraccioacuten del ADN ribosomal y su amplificacioacuten

secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes del Centro

Nacional para la Informacioacuten Biotecnoloacutegica (NCBI EEUU)

De acuerdo con la base de datos Catalogue of Life la especie estudiada se

clasifica

Filo Basidiomicota

Clase Agaricomicetes

Orden Polyporales

Familia Polyporaceae

Geacutenero Pycnoporus

Especie sanguineus

55

Los sinoacutenimos para Pycnoporus sanguineus (L) (Murrill 1904) (nombre

vaacutelido) son Trametes sanguinea (L) (Lloyd 1924) Trametes sanguinea var

intermedia (Corner 1989) Trametes sanguinea var major (Corner 1989)

Trametes sanguinea var sanguinea (L) (Lloyd 1924) determinaacutendose que la

especie nativa ecuatoriana pertenece a la especie Pycnoporus sanguineus(Roskov

Y 2016)

3123 Caracterizacioacuten

De los resultados obtenido para el anaacutelisis proximal por el laboratorio del INIAP

se determina que la cepa nativa de Pycnoporus sanguineus tiene una humedad

1112 cenizas 209 EE (Extracto eteacutereo) 089 proteiacutena 1372 fibra

3418 ELN (Extracto libre de nitroacutegenos) 4912 Para el anaacutelisis de minerales

macro elementos se determinoacute que contiene calcio 027 foacutesforo 035 magnesio

006 potasio 052 sodio 001 Para micro elementos cobre 3ppm hierro 136

ppm manganeso 54 ppm zinc 58 ppm En la literatura se encuentra los

metabolismos secundarios asiacute tenemos que (Atteke et al 2013) (Berrio et al 2007)

(Camarero et al 2004) (Camarero et al 2005 ME Eugenio et al 2010) (Lu et al

2007b Machuca amp Ferraz 2001) (Madhavi amp Lele 2009 Munusamy et al 2008

Ramiacuterez-Cavazos et al 2014) (Sigoillot et al 2002 2004) (Xu et al 2000)

manifiestan la produccioacuten de lacasa ademaacutes antildeade (Boumlse 1946 Henrique Rosa et

al 2003) la produccioacuten de poliporina (Achenbach amp Blumm 1991 Acosta et al

2010 Cruz Muntildeoz et al 2015ordf Dias amp Urban 2009 A Smacircnia et al 2003 E de

F A Smacircnia et al 1998) manifiestan la produccioacuten de Cinabarina fenoxacina otra

consideracioacuten la hace (Achenbach amp Blumm 1991) el cual manifiesta la

produccioacuten O-acetyl-cinabarina pero ninguno de los autores anteriormente

mencionados manifiesta la caracteriacutesticas quiacutemicas a nivel proximal y de minerales

de la especie

56

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es desarrollar un protocolo para la conservacioacuten

de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

321 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue aislada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego

se inocularon con la cepa nativa seleccionada y se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC

Los tubos colonizados fueron liofilizados en un equipo liofilizador de bandejas

marca VirTiswizard 20 a una temperatura de -40ordmC por 26 horas a una presioacuten de

57

vaciacuteo de 300 atm la cepa liofilizada fue depositada en el banco de recursos

geneacuteticos microbianos del CEBA (Pineda 2014) para su conservacioacuten

322 Resultados y discusioacuten

En la figura 310 se presenta el procedimiento para el cultivo de Pycnoporus

sanguineus en tubos se observa el crecimiento del micelio en los dos medios de

cultivo (MEA y PDA) a una temperatura de 22 ordmC durante 6 diacuteas

En la figura 311 y 312 se presenta el procedimiento para la liofilizacioacuten de las

muestras de Pycnoporus sanguineus como se observa se coloca los tubos de ensayo

con las cepas cultivadas en la bandeja y luego se carga el liofilizador el cual arranca

su operacioacuten con una temperatura de 15 ordmC disminuyendo la temperatura durante 8

horas hasta llegar -50 degC como se observa en la figura 311 disminuyendo 10 ordmC

cada hora durante 8 horas hasta llegar a ndash 50 ordmC luego empieza el proceso de secado

en el cual se aumenta la temperatura 10 ordmC durante 18 horas hasta llegar a 40 ordmC a

un presioacuten de vaciacuteo de menos 300 atm

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten

58

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus

En la figura 313 se presenta la muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

como se observa luego de 26 horas en el liofilizador las muestras estaacuten totalmente

deshidratadas y listas para el protocolo de conservacioacuten

59

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

Existen meacutetodos de conservacioacuten por liofilizacioacuten para otras especies en la cual

los autores solo recomiendan que es el mejor meacutetodo para conservacioacuten sin

embargo no se establece un procedimiento para realizar esta teacutecnica y mucho

menos se encontroacute informacioacuten sobre el proceso de liofilizacioacuten para la especie

Pycnoporus sanguineus en la presente investigacioacuten queda establecido el

procedimiento a seguir para conservar por esta teacutecnica la especie estudiada

Al conservar la especie a largo plazo se garantiza que por el deterioro o

destruccioacuten del ecosistema la especie no desaparezca aportando con la cepa nativa

en

Ambiental- el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de compuestos

recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su sistema

enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en aserraderos

(Kirk 1971) P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a Mycena

citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de cafeacute

causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum Jaramillo

2012)

60

Econoacutemico - La implementacioacuten de este proyecto a escala industrial generariacutea

ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa nativa

ecuatoriana Pycnoporus sanguineus

Social - Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial farmaceacuteutico

En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la sangre eliminar

verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas menopaacuteusicos y

del vientre

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es seleccionar el mejor medio de cultivo para la

produccioacuten de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus a partir de cepa

liofilizada

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de Pycnoporus sanguineus

331 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue liofilizada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

61

Disentildeo experimental la experimentacioacuten se planificoacute con un disentildeo

completamente al azar (DCA) con cinco reacuteplicas y completamente aleatorio El

factor de estudio fue el medio de cultivo con los niveles MEA y PDA como variable

de respuesta se establecioacute la velocidad de crecimiento lineal de la cepa del hongo

Los paraacutemetros de operacioacuten como la temperatura y la presioacuten se mantuvieron

contaste a 22degC y 101 325 Pa como factor de ruido se consideroacute el nivel de luz

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en cajas petri y luego se

inocularon con cepa nativa de Pycnoporus sanguineus y se incubaron por 7 diacuteas a

22 degC se tomoacute las medidas de crecimiento (Pineda 2014)

332 Resultados y discusioacuten

En la tabla 31 se presenta la matriz de resultados experimentales como se

observa el tratamiento 1 tiene la mayor velocidad de crecimiento lineal medida en

mmdiacutea

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada

Tratamientos Velocidad de crecimiento

MEA PDA

1 392 292

2 383 292

3 375 283

4 383 275

5 392 283

Valor promedio (Ẋ) 385 285

Varianza (Ợ2) 000515 000515

Desviacioacuten estaacutendar (Ợ) 00717635 00717635

Coeficiente de varianza (CV) 186399 251802

62

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

MEDIOS Media Error tiacutep Intervalo de confianza 95

Liacutemite inferior Liacutemite superior

MEA 3850 032 3776 3924

PDA 2850 032 2776 2924

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

385 a

285 b

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA

Vel

oci

dad

de

crec

iem

ien

to

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA MEA PDA PDA MEA PDA PDA MEA MEA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Velocidad Promedio Limete superior Limete inferior

63

Anaacutelisis de varianza

En la tabla 33 se presenta el anaacutelisis de varianza que descompone la varianza de

Velocidad en dos componentes un componente entre-grupos y un componente

dentro-de-grupos La razoacuten-F que en este caso es igual a 485437 es el cociente

entre el estimado entre-grupos y el estimado dentro-de-grupos Puesto que el valor-

P de la prueba-F es menor que 005 existe una diferencia estadiacutesticamente

significativa entre la media de Velocidad entre un nivel de Medio y otro con un

nivel del 950 de confianza

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio

Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razoacuten-F Valor-P

Entre grupos 25 1 25 48544 00000

Intra grupos 00412 8 000515

Total (Corr) 25412 9

Pruebas de Rangos Muacuteltiple para Velocidad por Medio (950 LSD)

Se aplica un procedimiento de comparacioacuten muacuteltiple para determinar cuaacuteles

medias son significativamente diferentes de otras La mitad inferior de la salida

muestra las diferencias estimadas entre cada par de medias En la parte superior de

la tabla 34 se han identificado 2 grupos homogeacuteneos seguacuten la alineacioacuten de las Xs

en columnas No existen diferencias estadiacutesticamente significativas entre aquellos

niveles que compartan una misma columna de Xs El meacutetodo empleado

actualmente para discriminar entre las medias es el procedimiento de diferencia

miacutenima significativa (LSD) de Fisher Con este meacutetodo hay un riesgo del 50 al

decir que cada par de medias es significativamente diferente cuando la diferencia

real es igual a 0

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher

Medio Casos Media Grupos Homogeacuteneos

PDA 5 285 X

MEA 5 385 X

64

Como se observa la mayor velocidad de crecimiento lineal se presenta cuando

se trabaja con MEA con una velocidad promedio de 385 mmdiacutea Identificando

que el mejor medio para la produccioacuten del hongo es el Agar Extracto de Malta

(MEA)

En la figura 317 se observar el crecimiento de la cepa y determinar la velocidad

de crecimiento lineal en los medios de cultivo estudiados

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa

(Acosta-Urdapilleta et al 2010) manifiesta de que las velocidades maacutes altas de

crecimiento fueron de 9 mm diacutea utilizando sustratos hervidos encino lirio trigo y

avena y la menor velocidad 2 mm diacutea se dio con el tratamiento bajo cedro con

PDA obtiene velocidades de crecimiento de 17 a 35 mmdiacutea (Cruz Muntildeoz et al

2015) manifiesta que obtuvo velocidades de crecimiento de 48 mmdiacutea con

extracto de casuarina y 61 mmdiacutea con extracto de mango coincido con Acosta

(2016) en la velocidad al utilizar extracto PDA ya que en la presente investigacioacuten

obtuvimos velocidad de crecimiento 285 mmdiacutea sin embargo el mejor medio de

cultivo utilizado es MEA con 385 mmdiacutea

65

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de

Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

El objetivo de este acaacutepite es realizar una ficha para la conservacioacuten de la cepa de

Pycnoporus sanguineus

341 Introduccioacuten

Al determinar en queacute medio de cultivo tuvo mayor velocidad de crecimiento la

cepa seleccionada se deberiacutea tener un registro en un banco de recursos geneacuteticos

microbianos que garanticen la conservacioacuten de la cepa para en un futuro aprovechar

de manea sustentable el recurso fuacutengico

Ecuador posee un vasto territorio con una riqueza microbioloacutegica muy amplia y

poco estudiada por lo que la conservacioacuten de los recursos geneacuteticos propios de

nuestros ecosistemas resulta esencial para evitar la peacuterdida de biodiversidad y el

acceso a genomas y oportunidades diferentes a las de otras regiones geograacuteficas

Sin embargo nuestro paiacutes no posee auacuten una ley de Acceso a sus recursos geneacuteticos

ni tiene sistematizados los bancos donde estos recursos se conservan

El objetivo de establecer el banco de recursos geneacuteticos microbianos potenciales

para el desarrollo de la Biorefineria ecuatoriana mediante la identificacioacuten

aislamiento cultivo y conservacioacuten de cepas puras que permitan el maacuteximo

aprovechamiento de las materias primas utilizando como insumo la biodiversidad

ecuatoriana en el marco del desarrollo sostenible (Pineda 2016) banco de

recursos geneacuteticos microbianos es el reguardo inalterable del patrimonio geneacutetico

nacional de microorganismos Para esto se debe contar con infraestructura y

equipos de laboratorio contar con profesionales especialistas en el manejo

conservacioacuten y preservacioacuten de cepas nativas fuacutengicas A traveacutes de procesos de

liofilizacioacuten se conservan las cepas por un periodo determinado Respaldos de las

muestras y efectivas medidas de seguridad aseguraran que la cepa se mantendraacute en

condiciones oacuteptimas De esta manera se permitiraacute potenciar la innovacioacuten cientiacutefica

local y posesionar a Ecuador como un centro tecnoloacutegico siendo su principal

objetivo la conservacioacuten a largo plazo de cepas propios de la geografiacutea ecuatoriana

66

ya que estaacuten bajo permanente amenaza de desaparecer ya sea por acciones humanas

o situaciones naturales

Con la creacioacuten del banco de recursos geneacuteticos microbianos se lograriacutea

Preservar y proteger los recursos geneacuteticos

Contribuir y propiciar su uso ordenado racional y sustentable

Coadyuvar las acciones de recoleccioacuten aislamiento identificacioacuten

caracterizacioacuten potenciacioacuten uso y preservacioacuten

Difundir la importancia estrateacutegica de conservacioacuten del medio ambiente

entre a comunidad cientiacutefica y la poblacioacuten en general

Preservar proteger mejorar y promover el uso sustentable de la riqueza

geneacutetica del paiacutes

El hongo Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial

farmaceacuteutico En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la

sangre eliminar verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas

menopaacuteusicos y del vientre (Acosta 2016) Los cientiacuteficos del banco brasilentildeo

estaacuten intentando domesticar o producir en laboratorios el hongo Pycnoporus

sanguineus ya que tiene fines terapeacuteuticos por ejemplo sentildeala que la

especie Pycnoporus sanguineus es usada por indiacutegenas amazoacutenicos para tratar

uacutelceras y caacutencer Y agrega que si se lograse su cultivo artificial con cepas

vigorosas podriacutea servir en otros laboratorios para investigaciones de caraacutecter

quiacutemico y biotecnoloacutegico por sus propiedades farmacoloacutegicas (BBC 2015) La

definicioacuten de la produccioacuten anual de hongo fresco se realiza teniendo en cuenta las

poliacuteticas y estrategias concebidas dentro del Plan Nacional de Desarrollo del

Ecuador Entre las estrategias se establece el fomento a la produccioacuten para el

consumo interno mediante el apoyo financiero y teacutecnico a pequentildeos y medianos

productores y a las comunidades campesinas (SEMPLADES 2009) El costo de

cepas de Pycnoporus sanguineus no se encontroacute sin embargo el costo para otras

especies es de 150 USD por lo que tener conservada las cepas no solo seriacutea rentable

sino tambieacuten se deja abierto para futuras investigaciones

67

342 Ficha Pycnoporus sanguineus

68

69

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus

Codigo

Bacteria Hongo x

Denominacion de la cepa utilizada por el depositante

Si x No

Si No x

Si No x

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3

Humanos Animales Plantas

CEBA-T-PS-010116TIPO DE MICROORGANISMO

Nombre cientiacutefico

iquestConoce el tipo de cepa

iquestEl microorganismo alberga un plagravesmido natural

iquestSe manipulo geneacuteticamente al microorganismo

DESIGNACIOacuteN DE LA CEPA

Pycnoporus sanguineus

INFORMACIOacuteN RELATIVA

William Goacutemez

Ecuador

Napo Tena UTM 18 S 186563 9891708

1472016

Fuente

Paiacutes de origen

Provincia Ciudad si es posible latitud y longitud

Fecha de recoleccioacuten

5102016

Datos de muestreo

Aislamiento de la cepa

Provincia Ciudad donde fue aislado

Si no aisloacute la cepa siacutervase indicar a los cientiacuteficos o

laboratorios que lo hicieron

Aislado por

Imbabura Ibarra

Dr Julio Pineda

William GoacutemezRecolectado por

Fecha del aislamiento

Evaluacioacuten del riesgo

Grupo de riesgo

Patoacutegeno para

Temperatura 23 ordmC Tiempo de encuvacioacuten

iquestEste microorganismo sobrevive a la congelacioacuten Si x No

Nombre

Institucioacuten

Direccioacuten

Email

Teleacutefono

Fecha

Firma

26 dias

CRECIMIENTO Y MANTENIMIENTO

Meacutetodo usado para la identificacioacuten de la cepa Secuenciacioacuten ADN

Motivo del deposito (Aplicaciones biotecnologicas control de calidad etc) Conservacioacuten

INFORMACIOacuteN ADICIONAL

Requerieintos especiales (Luz gas etc)

Medio de cultivo Agar malta

1522017

IFORMACIOacuteN DE LA PERSONA QUE DEPOacuteSITA

William Goacutemez

CEBA

Tena 8-20 y Tungurahua

williamedissnyahooes

983000610

70

4 CONCLUSIONES

Se establecioacute un protocolo para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten

del hongo nativo Pycnoporus spp aislado de la ciudad del Tena lo cual

representa un aporte al desarrollo cientiacutefico y tecnoloacutegico

Por primera vez se desarrolla un procedimiento para la conservacioacuten de la cepa

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus por liofilizacioacuten meacutetodo que

garantiza la conservacioacuten de la especie por maacutes de 23 antildeos y su manejo de forma

sostenible generando valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana

Se establecioacute que el mejor medio para la produccioacuten de la cepa pura de

Pycnoporus sanguineus es el Agar Extracto de Malta con una velocidad de

crecimiento lineal de 385 mmdiacutea lo cual representa un aporte al desarrollo de

las tecnologiacuteas de produccioacuten fuacutengica

Se presenta una ficha y registro de la cepa Pycnoporus sanguineus lo cual

permitiraacute generar valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana y

principalmente la conservacioacuten de la especie

5 RECOMENDACIONES

Se recomienda aislar identificar y caracterizar nuevas especies nativas del

geacutenero Pycnoporus spp que permita incrementar el patrimonio del banco de

recursos geneacuteticos microbianos (BRGM)

Desarrollar la tecnologiacutea de produccioacuten de cepas nativas en las escalas de banco

y piloto con la finalidad de consolidar el Know How con posibilidades de

patentar los procedimientos

Desarrollar la tecnologiacutea a escala de laboratorio para la produccioacuten de biomasa

de cuerpo fructiacutefero de Pycnoporus spp con fines a su aplicacioacuten en la industria

farmaceacuteutica y enzimaacutetica

71

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87

7 ANEXOS

Anexo 1 Procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR

88

89

90

91

92

93

Anexo 2 Resultados anaacutelisis bromatoloacutegico Pycnoporus sanguineus

94

Anexo 3 Metabolitos producidos por las especies de Pycnoporus

Metabolito Especie Referencia

Lacasas P cinnabarinus P coccineus

P sanguineus

(Atteke y col 2013 Berrio Plou

Ballesteros Martiacutenez y Martiacutenez 2007

Camarero y col 2004 Camarero Ibarra

Martiacutenez y Martiacutenez 2005 ME Eugenio y

col 2010 Lu y col 2007b Machuca y

Ferraz 2001 Madhavi y Lele 2009

Munusamy y col 2008 Ramiacuterez-Cavazos y

col 2014 Sigoillot y col 2002 2004 Xu y

col 2000)

Peroxidasas extracelulares

(Lignin Versaacutetil y

Manganeso Peroxidasa)

P cinnabarinus P coccineus (Levasseur y col 2014 Machuca y Ferraz

2001)

Celulasas

(β-glucosidasas

Xilanasas)

P cinnabarinus P coccineus (Bey Berrin Poidevin y Sigoillot 2011

Machuca y Ferraz 2001 Sigoillot y col

2002)

Celobiosa deshidrogenasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col 2002)

Galactosidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara Hayashi y

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y col 2010 Dias y Urban 2009 Gocenoglu

y Pazarlioglu 2014)

Tramesanguina P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez

Adame y col 2010)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Pycnoporina P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

95

Metabolito Especie Referencia

2-amino-fenoxazin-3-ona P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Pycnosanguina eacuteter

fenoxacina

P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Dias y Urban

2009)

5-6- dihidroergosterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol peroacutexido P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings Pilawa

Theobald y Berger 2001 Stentelaire y col

2000)

96

Anexo 4 Principales compuestos bioactivos obtenidos de Pycnoporus spp

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Lacasas Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Eggert y col 1996 Machuca y

Ferraz 2001 Sigoillot y col 2002

Xu y col 2000)

P sanguineus (Ramiacuterez-Cavazos y col 2014)

Antiinflamatoria P cinnabarinus (Madhavi y Lele 2009)

Biorremediacioacuten de aguas

residuales

P coccineus (Berrio y col 2007 Jaouani

Guilleacuten Penninckx Martiacutenez y

Martiacutenez 2005)

P cinnabarinus (Munusamy y col 2008)

Degradacioacuten de colorantes

sinteacuteticos

P cinnabarinus (Camarero y col 2005)

P sanguineus (Atteke y col 2013 Lu y col

2007b)

Blanqueo de pulpa para papel P cinnabarinus (Camarero y col 2004 Sigoillot y

col 2004)

P sanguineus (ME Eugenio y col 2010)

Peroxidasas

totales

Enzima ligninoliacutetica P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Lignin

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Manganeso

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Versaacutetil

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

β-glucosidasas Enzimas celulasas P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

P cinnabarinus (Bey y col 2011)

Xilanasas Enzimas celulasas P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col

2002)

P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Celobiosa

deshidrogenasa

Enzima oxidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoilloty col

2002)

Galactosidasa Enzima hidrolasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara y col

1981)

DDMP Antifuacutengico P sanguineus (Teoh y col 2011)

97

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Poliporina Anmicrobiano P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col

2003)

Cinabarina (3-

fenoxacina)

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010

Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Antimicrobiana P sanguineus (E de F A Smacircnia y col 1998)

Antiviral P sanguineus (A Smacircnia y col 2003)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

O-acetyl-

cinabarina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido

cinabariacutenico

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Antibacterial P cinnabarinus (Gocenoglu y Pazarlioglu 2014)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Tramesanguina Pigmento P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Pycnoporina Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina Pigmento P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

2-amino-

fenoxazin-3-ona

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

pycnosanguin

eacuteter fenoxazina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antimocrobiano P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antiviral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

5-6-

dihidroergostero

l

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol

peroacutexido

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina Saborizante aromatizante P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings y

col 2001 Stentelaire y col 2000)

98

Page 11: MAESTRIA EN GESTIÓN SUSTENTABLE DE RECURSOS NATURALES

10

SUMMARY

In Ecuador is not known isolation Protocol-scale production and conservation

laboratory or the native strain of Pycnoporus sanguineus The fruiting body is

collected in the city of Tena same that was in trunks in decomposition of Pollalesta

discolor Cellular reproduction was carried out both by means of tissue and spores

in an environment rich in PDA incubate to 22 degC six days was purification or the

strain by the technique of tolling to achieve a pure strain The identification was

performed by laboratories IDgen 99 identity in the fragment was determined in

which ITS is Pycnoporus sanguineus The bromatological chemical analysis

determined that the species has an ELN of 4912 for the analysis of macro

elements found in most potassium 052 micro elements as iron 136 ppm For the

conservation of the strain was applied the technique of lyophilization it was

prepared two culture media MEA PDA was sterilized and served in 5ml tubes and

they were then inoculated with the native strain selected they were incubated for 7

days at 22 degrees Colonized tubes were lyophilized To determine the rate of

growth of the native strain was used as a PDA culture medium and MEA where was

placed the above freeze-dried strain in the center of the box petri with the help of

tape measure determined the speed of growth daily incubated for seven days the

higher speed of growth is observed in the culture medium MEA 385 mmday Since

the disagreement of the test F is less than 005 there is a statistically significant

difference between the average speed between a middle level and another the

950 confidence level

Palabras clave

Aislamiento biodiversidad caracterizacioacuten conservacioacuten fuacutengica liofilizacioacuten

Pycnoporus

11

ABREVIATURAS

BRGM Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos

EE Extracto Eteacutereo o grasa bruta

ELN Elementos Libres de Nitroacutegeno

FEL Fermentacioacuten Estado Liacutequido

FES Fermentacioacuten Estado Solido

IANCEM Ingenio Azucarero del Norte Compantildeiacutea de Economiacutea Mixta

LSD Diferencia Miacutenima Significativa

MAE Ministerio del Ambiente Ecuador

MAISFCI Modelo de Atencioacuten Integral de Salud Familiar Comunitario

e Intercultural

MEA Agar Malta Dextrosa

ODM Objetivos de Desarrollo del Milenio

PDA Agar Papa Dextrosa

SEMPLADES Secretaria Nacional de Planificacioacuten y Desarrollo

WFP Proyecto Mundial de Alimentacioacuten

12

IacuteNDICE DE CONTENIDO

RESUMEN 9

SUMMARY 10

1 PROBLEMA 17

11 Introduccioacuten 17

12 Situacioacuten probleacutemica 18

13 Problema cientiacutefico 19

14 Objetivos de la investigacioacuten 19

15 Hipoacutetesis 20

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA 21

21 La salud un desafiacuteo global 21

211 Situacioacuten actual 21

212 Situacioacuten futura 21

213 Propuestas al desafiacuteo 21

22 Geacutenero Pycnoporus spp 22

221 Recoleccioacuten 22

222 Aislamiento 24

223 Identificacioacuten 26

224 Caracterizacioacuten 26

225 Conservacioacuten 27

23 Produccioacuten de Biomasa 30

231 Paraacutemetros de operacioacuten 30

232 Medios de cultivo 30

233 Incubacioacuten 31

24 Produccioacuten de metabolitos 32

241 Cinnabarina 32

242 Vainillina 33

13

243 Enzimas ligninoliacuteticas 33

244 Inductores 34

25 Importancia industrial 36

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos 36

252 Control bioloacutegico 37

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico 37

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios 38

26 Marco legal 38

3 MARCO METODOLOacuteGICO 47

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa Pycnoporus

spp helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47

311 Materiales y meacutetodos 48

3111 Aislamiento 48

3112 Identificacioacuten 49

3113 Caracterizacioacuten 50

312 Resultados y discusioacuten 50

3121 Aislamiento 50

3122 Identificacioacuten 54

3123 Caracterizacioacuten 55

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus 56

321 Materiales y meacutetodos 56

322 Resultados y discusioacuten 57

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus 60

331 Materiales y meacutetodos 60

332 Resultados y discusioacuten 61

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos (BRGM) 65

14

341 Introduccioacuten 65

342 Ficha Pycnoporus sanguineus 67

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus 69

4 CONCLUSIONES 70

5 RECOMENDACIONES 70

6 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 71

7 ANEXOS 87

15

IacuteNDICE DE FIGURAS

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten 23

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente 28

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de

Pycnoporus sanguineus 47

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus 48

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de

Pollalesta discolor 49

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno 51

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA 51

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo 52

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo 52

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus

sanguineus 53

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

56

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten 57

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten 58

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus 58

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada 59

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de

Pycnoporus sanguineus 60

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

62

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa 64

16

IacuteNDICE DE TABLAS

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp 24

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp 25

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL 35

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES 35

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada 61

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio 63

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher 63

17

1 PROBLEMA

11 Introduccioacuten

Los hongos son imprescindibles para el funcionamiento de la vida Sin ellos la

acumulacioacuten de residuos orgaacutenicos formariacutea enormes cementerios de cadaacuteveres

vegetales y animales produciendo grandes trastornos en la naturaleza (Zeikus

1981) La cadena troacutefica se modificariacutea de tal manera que provocariacutea la

desaparicioacuten de muchas especies (de Diego Calonge 2009)

Pycnoporus spp ha sido durante mucho tiempo utilizado en la medicina popular

de Aacutefrica y Ameacuterica para tratar numerosas enfermedades Los extractos de este

hongo son demostrados por poseer ingredientes bioactivos involucrados en

tratamiento antitumoral y actividades antioxidantes (Cao Zhang amp Xu 2014) Por

el potencial lignoceluliacutetico y los metabolitos secundarios de este hongo es

importante la buacutesqueda de sustancias antivirales antioxidantes antifuacutengicas y

antibacterianas (Smacircnia et al 2003) Se cuenta con el recurso natural pero no se

han realizado estudios de como producir y conservar la cepa nativa (Cruz Muntildeoz et

al 2015a)

Se pretende aportar con un banco de recursos geneacuteticos con la posibilidad de que

esta cepa sea utilizada en el sector farmaceacuteutico por su actividad bioloacutegica

antioxidante antifuacutengica y antibacterial (Smacircnia et al 1995) y en el sector textil

ya que produce un pigmento extraiacutedo llamado cinnabarin que se utiliza para la

decoloracioacuten parcial y completa de ciertos tintes (Schliephake Lonergan Jones amp

Mainwaring 1993) en el sector alimentario para la produccioacuten de vainilla (Zheng

et al 2007)

En teacuterminos econoacutemicos la implementacioacuten de este proyecto a escala industrial

generariacutea ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa

nativa ecuatoriana Pycnoporus spp Por ejemplo la vainilla natural producida por

el hongo tiene un costo en el mercado de 4000 USDKg ingresos que se quedariacutean

en manos de los productores nacionales Ademaacutes la creacioacuten de estas industrias

generariacutea fuentes de trabajo y ayudariacutea al aumento de la balanza comercial nacional

18

En teacuterminos ambientales el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de

compuestos recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su

sistema enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en

aserraderos (Kirk 1971) Adicionalmente el aislamiento y almacenamiento de la

cepa nativa de Pycnoporus spp en Bancos de Recursos Geneacuteticos con fines

industriales y acadeacutemicos promoveriacutea la preservacioacuten de la especie

En el aacutembito social se mejorariacutea el nivel educativo de la poblacioacuten en teacuterminos

de preservacioacuten y aprovechamiento de la biodiversidad fuacutengica de la cual no se

tiene maacutes conocimiento que los usos ancestrales (Hawksworth 1991) Ademaacutes

mejorariacutea la calidad de la salud de la poblacioacuten gracias a sus propiedades

medicinales ya comprobadas cientiacuteficamente por lo que su potencial en la

industria farmaceacuteutica es grande

La academia se veriacutea favorecida a su vez gracias a la recopilacioacuten de meacutetodos y

datos teacutecnicos necesarios para la conservacioacuten y almacenamiento de la cepa

facilitando el desarrollo de investigaciones de caraacutecter quiacutemico y biotecnoloacutegico

(Cruz 2004)

12 Situacioacuten probleacutemica

En el campo de la salud el no aprovechamiento de los metabolitos fuacutengicos

provocariacutea un caos en el tratamiento de ciertas enfermedades ya que muchos

medicamentos son producidos a partir de estos (Chang amp Miles 2004) Hay que

recordar el papel que desempentildea la penicilina descubierta por Fleming en 1928 a

partir del hongo Penicillium notatum para el tratamiento de las infecciones ( Valdeacutes

et al 1998) En la actualidad se conoce miles de sustancias medicinales producidos

por hongos y pronto saldraacuten maacutes incluso capaces de combatir el SIDA (Calonge

2009)

No obstante muchas especies de hongos estaacuten bajo amenaza de desaparecer

como consecuencia del deterioro o destruccioacuten de los ecosistemas (Hernaacutendez

Gonzaacutelez Hernaacutendez Herrera amp Camino 2014)

19

El Ecuador es un paiacutes pequentildeo pero uno de los maacutes biodiversos por su ubicacioacuten

espacial (Estrella Manosalvas Mariaca amp Ribadeneira 2005) El 18 de la

superficie nacional considerada como aacuterea protegida para la conservacioacuten de la

riqueza natural (MAE 2008) El aprovechamiento sostenible de la biodiversidad

nacional es promovido por el Plan Nacional para el Buen Vivir que enfatiza en el

bioconocimiento y su aplicacioacuten para la produccioacuten de nuevos bienes y servicios

ecoloacutegicamente sustentables suscitando al cambio de la matriz productiva

(Senplades 2009)

13 Problema cientiacutefico

Se evidencia limitado conocimiento en el manejo sustentable del geacutenero fuacutengico

Pycnoporus spp nativa ecuatoriana hacieacutendose necesario el establecimiento de

protocolos para aislamiento conservacioacuten purificacioacuten produccioacuten especiacutefica de

cepas nativas propagacioacuten o crecimiento celular en medios artificiales o naturales

y produccioacuten

Objeto

El proceso de produccioacuten y conservacioacuten de la especie nativa ecuatoriana de

Pycnoporus spp

Campo

Conservacioacuten de los recursos geneacuteticos microbianos

14 Objetivos de la investigacioacuten

Objetivo General

Desarrollar un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus mediante procesos que permitan la

conservacioacuten del recurso natural fuacutengico y su aprovechamiento de manera

sustentable

20

Objetivos especiacuteficos

Aislar identificar y caracterizar la especie fuacutengica de Pycnoporus

sanguineus

Desarrollar un protocolo para la conservacioacuten de la especie

Seleccionar el mejor medio de cultivo para la produccioacuten de Pycnoporus

spp a traveacutes de la velocidad de crecimiento lineal

Disentildear una ficha de cepas microbianas puras para su conservacioacuten en

el Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

15 Hipoacutetesis

Hipoacutetesis alternativa

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

Hipoacutetesis nula

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus no se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

21

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA

21 La salud un desafiacuteo global

Es una realidad compleja a traveacutes de un enfoque interdisciplinario que supera

los liacutemites del paradigma positivista de la ciencia claacutesica (Alcaacutentara-Moreno

2008) depende de la interaccioacuten de muacuteltiples factores sociales poliacuteticos

econoacutemicos culturales y cientiacuteficos (Roberto Bricentildeo-Leoacuten 2000) y responde a

una condicioacuten histoacuterica ya que la visioacuten particular de la sociedad va cambiando con

el tiempo (Ritzer 2001)

211 Situacioacuten actual

Dentro de los objetivos del desarrollo sostenible (2015) el objetivoacute 3 comprende

garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades La

participacioacuten mancomunada de los paiacuteses para cumplir los ODM ha desencadenado

en el movimiento contra la pobreza maacutes exitoso de la historia especialmente en

temas de salud y alimentacioacuten mundial

212 Situacioacuten futura

La Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS 2013) ha pedido a los paiacuteses que

sigan invirtiendo en investigaciones de aacutembito nacional con el objetivo de poner

en marcha un sistema de cobertura sanitaria universal adaptado a las necesidades

particulares de cada paiacutes

213 Propuestas al desafiacuteo

Estudios de casos realizados en muchos paiacuteses demuestran la importancia que

tienen las investigaciones nacionales y mundiales en la mejora de la salud

investigaciones que abarcan desde la prevencioacuten y el control de enfermedades

especiacuteficas hasta la mejora del funcionamiento de los sistemas de salud

22

22 Geacutenero Pycnoporus spp

Entre muchos hongos de pudricioacuten blanca el geacutenero Pycnoporus spp es un

geacutenero representativo de la familia Polyporaceae que se encuentra ampliamente

distribuido a nivel mundial en zonas templadas y tropicales donde tiene gran

importancia en la regulacioacuten del ciclo de carbono (Zeikus 1981) Forma un grupo

cosmopolita de cuatro especies Pycnoporus puniceus Pycnoporus cinnabarinus

Pycnoporus sanguineus Pycnoporus coccineus (Lesage-Meessen et al 2011) A

principios de 1990 el geacutenero Pycnoporus se perfiloacute como una alternativa para la

consecucioacuten de compuestos enzimaacuteticos viables en la degradacioacuten eficiente de

biomasa y la obtencioacuten de metabolitos secundarios de intereacutes como antioxidantes

(Borderes Costa Guedes amp Tavares 2011a) antibacterianos (A Smacircnia et al

1995) y antiparasitarios (Correa et al 2005)

Pese a que los hongos del geacutenero Pycnoporus spp no son especies comestibles

su importancia radica en la capacidad de degradar eficientemente compuestos

lignoceluloacutesicos (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) lo que les confiere un

gran potencial para ser usados en procesos biotecnoloacutegicos de degradacioacuten de

residuos agriacutecolas hasta azuacutecares fermentables uacutetiles en la produccioacuten de etanol y

otros productos biotecnoloacutegicos de alto valor comercial (Call 1994 Zeikus 1981)

Diversas investigaciones han estudiado las condiciones oacuteptimas para la obtencioacuten

de compuestos sintetizados por este geacutenero y la influencia de diversos factores

logrando un mejor control del bioproceso y una mejor comprensioacuten del

metabolismo de Pycnoporus spp (Falconnier et al 1994 Lesage-Meessen et al

2011 Levasseur et al 2014 Liu et al 2015 Piscitelli et al 2011 Rivera-Hoyos et

al 2013)

221 Recoleccioacuten

Para la recoleccioacuten es necesario conocer de antemano las caracteriacutesticas

macroscoacutepicas del cuerpo fructiacutefero del hongo (Ortiz et al 2016) Pycnoporus spp

posee un basidioma en forma de abanico (flabeliforme) maacutes o menos aplanado de

color naranja intenso y un margen redondeado de color similar al resto del

23

carpoacuteforo su tamantildeo puede variar entre 3 a 10 cm de ancho y su carne variacutea de

corchoso a duro Se encuentra adherido al sustrato por la base y ocasionalmente

los bordes son cofluentes es decir que se peguen con los de los basidiomas

contiguos En la zona de unioacuten con el sustrato el basidioma es maacutes grueso

pudiendo alcanzar los 3 cm de grosor mientras en los bordes es maacutes delgado

alcanzando menos de 1 cm de grosor (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016

Papinutti 2013) Se puede observar a simple vista que el himenio de este geacutenero

posee poros por donde libera las esporas (Alexopoulos amp Beneke 1962) los cuales

pueden alcanzar entre 2-3 cm de diaacutemetro y una forma de redondeada u oblonga

(Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) En la figura 21 se pueden apreciar las

caracteriacutesticas generales del geacutenero

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Macroscoacutepicamente las especies son diferenciables entre siacute por ejemplo P

sanguineus tiene un color maacutes rojizo que su homologo P cinnabarinus ademaacutes

tiene una base estrecha que le da la apariencia de subestipitado mientras P

cinnabarinus es seacutesil Este uacuteltimo tiene a su vez una superficie pileacuteica libre o escasa

de vellosidades a diferencia de P fulgens con el cual suele asemejarse por la

24

coloracioacuten del carpoacuteforo (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016 Papinutti

2013)

Pycnoporus spp suele encontrarse en sustratos lignoceluloacutesicos en

descomposicioacuten sobre los cuales crece naturalmente (Borderes Costa Guedes amp

Tavares 2011b) Una vez reconocido el hongo y recolectado su cuerpo fructiacutefero

se deben tomar apuntes acerca de los diferentes substratos en donde fue encontrado

(tierra madera en descomposicioacuten mantillo del bosquehellip) (Chanona-Goacutemez

Andrade-Gallegos Castellanos-Albores amp Saacutenchez 2007) las coordenadas y la

temperatura ambiental En la tabla 21 se listan algunos materiales lignoceluloacutesicos

de donde se han recolectado las cepas de Pycnoporus spp

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp

Especie Material vegetal en descomposicioacuten Referencia

P sanguineus Madera de casuarina y mango (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Madera contaminada con petroacuteleo (Acosta-Urdapilleta Alonso-

Paz Rodriacuteguez Adame y col

2010 Quiroz-Castantildeeda y col

2009)

Troncos de palma (Achenbach y Blumm 1991)

Encino (Chanona-Goacutemez y col 2007)

Madera de Parkia oppositifolia (Esposito Innocentini-Mei

Ferraz Canhos y Duraacuten 1993)

P cinnabarinus Madera de pino (Eggert Temp y Eriksson 1996)

Troncos quemados (Guzmaacuten 1979)

P coccineus Eucalipto (Machuca y Ferraz 2001)

222 Aislamiento

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura (Cruz

Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

25

2000b Schliephake et al 1993) Es necesario haber adicionado cloranfenicol

(200 g l) a los medios de cultivo para evitar contaminaciones bacterianas

(Henrique Rosa y col 2003) Seguacuten Correa y colaboradores (2005) el MEA es el

medio oacuteptimo para el crecimiento micelial posterior a la purificacioacuten mientras que

Acosta-Urdapilleta y colaboradores (2010) afirman que es el Agar Harina Integral

de Trigo (HTIA por sus siglas en ingleacutes) Por su parte Cruz-Muntildeoz y

colaboradores (2015) aseveran que los medios de cultivo oacuteptimos son los que

contienen extracto del material vegetal de donde se recolectoacute el hongo En la tabla

22 se mencionan los principales medios de cultivo empleados para el aislamiento

de Pycnoporus spp

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp

Especie Medio de cultivo Referencia

P sanguineus Agar Papa Dextrosa (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a E de F A

Smacircnia Smacircnia Juacutenior y Loguercio-

Leite 1998 Vikineswary y col 2006)

Agar Harina Integral de Trigo (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a)

Agar Extracto de Malta (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Atteke

y col 2013 Cruz Muntildeoz y col 2015a

Machuca y Ferraz 2001 Schliephake y

col 1993 Uzan y col 2010)

Medios afines al material vegetal de

donde se recolectoacute (Agar Extracto de

Casuarina Agar Extracto de Mango)

(Cruz Muntildeoz y col 2015)

Medio Czapek-Dox con sulfato de

manganeso algunas veces adicionado

con extracto de semillas de guisantes

o salvado de trigo

(Boumlse 1946)

P

cinnabarinus

Agar Extracto de malta (American Type Culture Collection

2016a)

26

Especie Medio de cultivo Referencia

Agar Extracto de levadura (American Type Culture Collection

2016b)

Agar Papa Dextrosa (FuQuan y QiJin 2008)

223 Identificacioacuten

Microscoacutepicamente se pueden identificar cuatro tipo de hifas 1) las de los tubos

o poros que son de pared delgada ramificadas y se tintildeen con fioxina 2) las del

margen y el piacuteleo que son un poco maacutes gruesas no ramificadas no se tintildeen con

fioxina y usualmente tienen graacutenulo anaranjados que se disuelven en KOH 3) las

de la zona de transicioacuten y tubos que tienen grosor variable y se disponen en capas

y 4) las que se encuentran uacutenicamente en la zona de transicioacuten que son delgadas

con ramificaciones cortas y recurvadas (Papinutti 2013) Para la diferenciacioacuten

entre P sanguineus y P cinnabarinus es necesario saber que el primero tiene un

sistema de hifas dimiacutetico mientras el del segundo es trimiacutetico (Asociacioacuten

Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) Para evitar vacilaciones lo maacutes preciso es realizar

pruebas a nivel molecular mediante extraccioacuten del ADN ribosomal y su

amplificacioacuten secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes

(Cruz Muntildeoz et al 2015a)

224 Caracterizacioacuten

Para la determinacioacuten de las condiciones oacuteptimas de crecimiento y la produccioacuten

de metabolitos secundarios se toman discos (5 mm de diaacutemetro) de PDA con

micelio del borde radial de cultivos de 30 diacuteas de edad y se depositan en nuevas

cajas de petri con medio de cultivo acorde con lo que se quiera medir o producir se

incuba por 30 diacuteas maacutes a 23 degC con luz blanca continua (Curz et al 2015a) El

crecimiento micelial no de manera obligatoria estaacute relacionado con la produccioacuten

de metabolitos secundarios (Baumer Mas Diego Pacheco Morgado amp Furigo

2008) Los metabolitos primarios y secundarios producidos por el geacutenero

Pycnoporus spp variacutean dependiendo de la especie y condiciones de cultivo (Acosta

Paz Rodriacuteguez Adame amp col 2010) una vez extraiacutedos en alguacuten tipo de solvente

27

seguacuten el experimento ejecutado se identifican por cromatografiacutea de capa fina

mediante comparacioacuten de los frentes de retencioacuten (Cruz et al 2015a) cromatografiacutea

de gases o espectrometriacutea de masas (Teoh Don y Ujang 2011) En el anexo 3 se

nombran los principales metabolitos producidos por Pycnoporus spp

Es necesario realizarle a la cepa purificada ensayos de actividad enzimaacutetica para

identificar algunos usos potenciales a nivel industrial Como eacuteste geacutenero pertenece

a los hongos de pudricioacuten blanca se deben realizar ensayos de actividad

ligninoliacutetica celuloliacutetica hemiceluloliacutetica de acuerdo con el Manual de Micologiacutea

Experimental de la Universidad de Buenos Aires (Forchiassin et al 2014) Las

enzimas ligninoliacuteticas maacutes abundantes en eacuteste hongo son las lacasas (Eggert et al

1996) lo que facilita su proceso de purificacioacuten Se habiacutea llegado a pensar que la

produccioacuten de peroxidasas extracelulares era nula (Machuca amp Ferraz 2001)

225 Conservacioacuten

La cepa debe ser almacenada en refrigeracioacuten a 4 ordmC para que no pierda su

viabilidad (Borderes et al 2011b Schliephake et al 1993) Aunque existen otros

meacutetodos que tambieacuten pueden emplearse Inmersioacuten en agua destilada inmersioacuten en

aceite mineral liofilizacioacuten congelacioacuten repique (Ortiz et al 2016) La

temperatura de congelacioacuten es de -80 degC en hielo seco o nitroacutegeno liacutequido y la de

liofilizacioacuten de 2 a 8 degC Cada vez que se vaya a usar la cepa limpie su envase con

etanol al 70 y transfiera aseacutepticamente (American Type Culture Collection

2016a 2016b Uzan amp col 2010) El periacuteodo de viabilidad para algunos hongos

conservados bajo este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith amp Onions 1994) En la figura

22 se observa un laboratorio apto para la obtencioacuten de recursos geneacuteticos fuacutengicos

28

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Meacutetodos a corto plazo que ayudan a la conservacioacuten de la cepa se aplica cuando

su uso es generalmente frecuente (Garciacutea amp Uruburuacute 1991) dentro de estos

meacutetodos se tendriacutea

El cultivo seriado consiste en resembrar al microorganismo cada cierto tiempo

en un medio adecuado este meacutetodo es vaacutelido para periacuteodos de 15 diacuteas se incrementa

la posibilidad de contaminacioacuten de la cepa (Mateos 2002)

La conservacioacuten por suspensioacuten en agua destilada es un meacutetodo sencillo

econoacutemico y seguro capaz de garantizar la supervivencia de cultivos fuacutengicos por

periacuteodos prolongados de dos hasta siete antildeos (Jong amp Birmingham 2001) Consiste

en suspender en agua esteacuteril ceacutelulas de cultivo como conidias esporas picnidios

esclerocidos (Bueno 1998)

La conservacioacuten con aceite mineral consiste en recubrir con aceite mineral

esteacuteril un cultivo que se encuentre en condiciones oacuteptimas de crecimiento micelial

y esporulacioacuten generalmente (Jong amp Atkins 1986) esta teacutecnica disminuye la

deshidratacioacuten del medio es utilizado en pequentildeas colecciones cuando la

liofilizacioacuten no resulta econoacutemica (Jong ampBirmingham 2001) Un amplio rango

de hongos a sobrevivido por este meacutetodo por un periacuteodo de 12 a 30 meses (Smith

et al 1994)

La desecacioacuten es un meacutetodo de conservacioacuten que reduce draacutesticamente el

metabolismo Sin embargo no todos los microorganismos sobreviven a estos

29

meacutetodos de secado por lo que se hace necesario antildeadir agentes protectores (leche

descremada glumato soacutedico al 10) La conservacioacuten en suelo es una teacutecnica que

ha sido usada ampliamente en laboratorios industriales para el mantenimiento de

cultivos de importancia comercial (Jong et al 1985) Este meacutetodo es usado para

cultivos que producen esporas y estructura de resistencia las cepas pueden

almacenarse en diferentes sustratos como arena papel filtro El meacutetodo consiste en

esterilizar y secar el suelo el cual es utilizado como medio absorbente con una

pequentildea cantidad de inoacuteculo preserva la viabilidad en un periacuteodo de tres a ocho

antildeos (Jong et al 2001)

Meacutetodos a largo plazo son los mejores porque en ellos se paraliza el crecimiento

de las ceacutelulas microbianas pero estas no han muerto Asiacute se garantiza el maacuteximo

de estabilidad geneacutetica (Garciacutea et al 1991) dentro de estos meacutetodos se tendriacutea

La liofilizacioacuten Es un proceso en el cual se congela el producto y posteriormente

se introduce en una caacutemara al vaciacuteo para realizar la separacioacuten del agua por

sublimacioacuten es otro de los meacutetodos de conservacioacuten de hongos por tiempo

prolongado Si bien es muy recomendado requiere contar con un liofilizador lo

que no siempre estaacute al alcance de todos los investigadores La liofilizacioacuten es un

proceso de conservacioacuten que tambieacuten involucra la deshidratacioacuten de las conidias o

cualquier otra estructura propagativa (Ames nd) El periacuteodo de viabilidad para

algunos hongos conservados por este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith et al 1994)

La criocongelacioacuten se basa en la utilizacioacuten de una temperatura

extremadamente friacutea para poder disminuir de forma controlada las funciones vitales

del organismo que se pretende conservar y que eacuteste se conserve vivo pero

ldquodormidordquo durante un periacuteodo de tiempo muy elevado sin que pierda sus

propiedades su principio radica en que toda ceacutelula tejido u organismo sometido a

bajas temperaturas disminuye sus funciones vitales permaneciendo en estado de

dormancia por periacuteodos prolongados es decir sus actividades metaboacutelicas estaacuten

suprimidas (Pasarellt amp McGinnis 1992 Rico et al 2004)

30

23 Produccioacuten de Biomasa

La obtencioacuten de compuestos derivados de la produccioacuten de Pycnoporus spp se

realiza mediante procesos fermentativos que pueden llevarse a cabo en medios de

crecimiento liacutequidos (Fermentacioacuten en Estado Liacutequido FEL) o soacutelidos

(Fermentacioacuten en Estado Soacutelido FES) Investigaciones efectuadas por Acosta-

Urdapilleta y colaboradores (2010) indican que los metabolitos primarios y

secundarios producidos por el geacutenero Pycnoporus dependen de la especie y las

condiciones de cultivo del mismo

231 Paraacutemetros de operacioacuten

El nivel de humedad del sustrato ejerce un efecto significativo en el proceso de

FES recomendaacutendose una humedad del 70 (Annuar Sammantha Murthy amp

Sabanatham 2010) Asiacute mismo el aumento del oxiacutegeno en el ambiente favorece

la tasa y la extensioacuten de la degradacioacuten de la biomasa por parte de Pycnoporus spp

(Hatakka amp Uusi-Rauva 1983) lo que se traduce en un aumento de la

bioconversioacuten Por otro lado el pH del medio de cultivo estaacute directamente

relacionado con el crecimiento del micelio daacutendose un mayor descenso de pH en

medios que presentan mayor crecimiento micelial (Holler amp Brooks 1980) No

obstante la mayoriacutea de estos estudios han sido realizados en condiciones in vitro

no contemplando la influencia de factores que pueden modificar los resultados en

procesos a mayor escala (Behrentz amp Giraldo 1993)

232 Medios de cultivo

Las fuentes de carbono comuacutenmente usadas en los procesos de FEL son lactosa

maltosa glucosa fructuosa extracto de levadura harinas de algunos cereales entre

otros (Chegwin A amp Nieto R 2013 Suaacuterez Arango amp Nieto 2013) La glucosa y

la fructosa permiten obtener una alta densidad de biomasa pues son maacutes faacuteciles de

asimilar que la maltosa no obstante pueden ser inhibidores de reacciones

metaboacutelicas secundarias del hongo (Ander Eriksson y Yu 1983) Los

suplementos de medios de cultivo maacutes utilizados son tartrato de diamonio tartrato

31

disoacutedico KH2PO4 CaCl2H2H2O MgSO4middot7H2O FeSO4middot7H2O ZnSO4middot7H2O

MnSO4middotH2O CuSO4middot5H2O y extracto de levadura (Eggert et al 1996 Gocenoglu

yPazarlioglu 2014 Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

2000a Levasseur e al 2014)

Pycnoporus spp puede cultivarse faacutecilmente a escala de laboratorio y en planta

piloto obteniendo altos rendimientos de produccioacuten a partir del uso de substratos

como almidoacuten extracto de malta maltosa metilcelulosa sacarosa dextrosa

caldos suplementados con extracto de levadura yo fosfoliacutepidos (Holler amp Brooks

1980 Oddou Stentelaire Lesage-Meessen Asther amp Colonna Ceccaldi 1999)

salvado de maiacutez salvado de trigo y salvado de arroz (FuQuan amp QiJin 2008

Levasseur et al 2014 Zimbardiet al 2016) tambieacuten se reporta el uso de residuos

agroindustriales como el bagazo de la cantildea de azuacutecar residuos de cultivo de

plaacutetano virutas de madera caacutentildeamo caacutescaras de algodoacuten hojas de palma de aceite

y residuos de frutas (Annuar et al 2010 Leŝtan Ŝtrancar amp Perdih 1990)

Existe una estrecha relacioacuten entre el aumento del crecimiento micelial del hongo

con el carbono total disponible en el medio de cultivo (Holler amp Brooks 1980) El

raacutepido crecimiento del hongo en medios pobres sobre todo cuando no se antildeade

ninguna fuente de carbono puede ser causado por la expansioacuten de su micelio como

estrategia para evitar la inanicioacuten (Levasseur et al 2014) Levasseur y

colaboradores (2014) sugieren que un alto contenido de lignina en el medio de

cultivo inhibe el crecimiento de P cinnabarinus en condiciones de cultivo en donde

la lignina es la uacutenica fuente de carbono disponible

233 Incubacioacuten

La mayoriacutea de estudios de estimacioacuten de la velocidad de crecimiento micelial

se realizan midiendo el diaacutemetro del micelio del hongo en las placas de petri sin

embargo el crecimiento tambieacuten se relaciona con la densidad de micelio en el

medio (Royse 1997)

FuQuan y QiJin (2008) estudiaron el crecimiento de Pcinnabarinus por FES en

bolsas con 075 kg de salvado de trigo y aserriacuten suplementado con sacarosa y

CaCO3 a una temperatura de crecimiento de 25 a 30 ordmC un pH 70 y una humedad

32

del sustrato del 60 al 65 logroacute una colonizacioacuten completa del micelio despueacutes

de los 26 a los 30 diacuteas y la obtencioacuten de carpoacuteforos transcurridos 32 diacuteas despueacutes

de la aparicioacuten de los primordios

Holler y Brooks (1980) estudiaron el crecimiento del micelio de P cinnabarinus

por FEL utilizando extracto de malta suplementado con NaNO3 K2HPO4

MgSO47H2O KCL y FeSO47H2O y sacarosa a partir de una suspensioacuten de

esporas y tacos de agar con micelio se cultivoacute a 28 ordmC por un intervalo de 4 diacuteas

El medio de levadura-extracto de almidoacuten mostroacute el mayor aumento de peso seco

del micelio (10638 mg) en comparacioacuten con el medio extracto de madera (0336

mg)

24 Produccioacuten de metabolitos

241 Cinnabarina

La produccioacuten de cinnabarina puede realizarse in vitro en medios soacutelidos y

liacutequidos o in vivo a partir de los basidiocarpos cuya obtencioacuten es maacutes faacutecil Las

mayores concentraciones de este pigmento se obtienen en Agar Papa Dextrosa

(PDA por sus siglas en ingleacutes) y Agar Extracto de Malta (MEA por sus siglas en

ingleacutes) mientras el mayor crecimiento micelial se obtiene en medios conformados

por los extractos de los materiales lignoceluloacutesicos de donde las cepas fueron

aisladas (Cruz Muntildeoz et al 2015b) Baumer y colaboradores (2008) indican que la

velocidad de crecimiento del hongo no implica necesariamente una mayor

produccioacuten de cinnabarina Investigaciones efectuadas por Acosta-Urdapilleta y

colaboradores (2010) sugieren que el mejor sustrato para producir cinnabarina en

primordios de P sanguineus es el aserriacuten de pino seguido por el de encino y el de

cedro sin importar la cepa utilizada En dichos experimentos el contenido promedio

del cinnabarina en cajas de petri fue de 6-9 mg g de micelio mientras en primordios

del hongo fue de 56 mgg de micelio y en cuerpos fructiacuteferos bien desarrollados de

68 mgg de carpoacuteforo La ventaja de usar basidiocarpos en vez de primordios para

la extraccioacuten de cinnabarina es la posibilidad de realizar hasta dos o maacutes cosechas

del hongo lo que requiere de 242 a 356 diacuteas Sin embargo el cultivo en caja de

petri permite obtener cinnabarina mucho maacutes raacutepido entre 7 a 15 diacuteas con una

33

mayor actividad antioxidante (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez M

Adame amp col 2010) Hay que evaluar la situacioacuten si la cinnabarina es requerida

para investigaciones conviene producir el hongo en cajas de petri pero si es

requerida para uso industrial conviene maacutes producir primordios o cuerpos

fructiacuteferos

242 Vainillina

El hongo P cinnabarinus fue cultivado por Falconnier y colaboradores (1994)

utilizando un medio que conteniacutea maltosa como fuente de carbono tartrato de

diamonio como fuente de nitroacutegeno y suplementos como KH2PO4 CaCl2 MgSO4

y extracto de levadura obteniendo una concentracioacuten en el medio de cultivo de 64

mgL de vainillina En comparacioacuten Oddou y colaboradores (1999) demostraron

que este hongo basidiomiceto presenta una mayor produccioacuten de vainillina (760

mgL) usando una mezcla compuesta por fosfoliacutepidos y glucosa obteniendo

ademaacutes una gran densidad de biomasa fuacutengica El proceso fermentativo se llevoacute a

cabo en un biorreactor agitado a una velocidad de 120 rpm con un flujo de aire de

093 vvm (voluacutemenes de aire unidad de volumen de medio por minuto) al principio

del proceso fermentativo y 028 vvm posterior a los tres diacuteas manteniendo una

temperatura constante de 30 ordmC Lo anterior respalda lo dicho por Leŝtan y

colaboradores (1990) quienes demostraron que la combinacioacuten de liacutepidos y glucosa

induce el crecimiento del micelio de algunos basidiomicetos (Ander et al 1983)

243 Enzimas ligninoliacuteticas

Zimbardi y colaboradores(2016) indicaron que las fuentes de nitroacutegeno maacutes

efectivas para la produccioacuten de lacasas de P sanguineus por FES son en orden

descendente NH4Cl peptona extracto de malta caseiacutena urea extracto de

levadura asparagina KNO3 NH4NO3 (NH4)2SO4 NaNO3 Siendo la mejor fuente

de carbono para la produccioacuten de lacasa el salvado de trigo Mariacutea Eugenia Eugenio

Carbajo Martiacuten Gonzaacutelez y Villar (2009) concluyeron que la produccioacuten de lacasa

34

por hongos no soacutelo depende de las fuentes de carbono y nitroacutegeno sino tambieacuten de

la concentracioacuten de nitroacutegeno del medio de cultivo

La obtencioacuten de celulasa a partir de este hongo fue estudiada por Onofre Santos

Kagimura y Mattiello (2015) quienes reportaron que P sanguineus fue cultivado

en bagazo de cantildea enriquecido con carboximetilcelulosa glucosa NaNO3

KH2PO4 MgSO4 KCl FeSO47H2O ZnSO4 y urea a una temperatura de 30 degC y

pH 55 presentando una actividad enzimaacutetica de la celulasa de 1632 plusmn 265 Umiddotgmiddot-

La tabla 13 y 14 especifican las condiciones de cultivo para la produccioacuten de lacasa

por Pycnoporus spp y sus respectivos rendimientos

244 Inductores

La adicioacuten de inductores enzimaacuteticos constituye una estrategia para aumentar la

produccioacuten de compuestos metaboacutelicos mediante la optimizacioacuten de las

condiciones de cultivo (Schliephake et al 1993)

Seguacuten Lomascolo y colaboradores (2003) la produccioacuten de lacasa fuacutengica es

influenciada por la presencia de inductores que regulan la siacutentesis de la enzima a

nivel transcripcional empero el efecto de cada compuesto y la concentracioacuten

oacuteptima para la produccioacuten de lacasa variacutea seguacuten las diferentes cepas fuacutengicas

Compuestos fenoacutelicos como como 25-xilidina se adicionan al medio de cultivo

para incrementar la produccioacuten de lacasa (Schliephake y col 1993) tambieacuten se

reporta el uso de aacutecido feruacutelico (Levasseur et al 2014 Lomascolo y col 2003)

etanol (Eggert et al 1996) alcohol veratriacutelico e iones Cu2+ Estos dos uacuteltimos son

los inductores maacutes comunes de actividad lacasa su efecto en la produccioacuten

enzimaacutetica por FEL ha sido maacutes estudiada que por FES (Piscitelli et al 2011

Rivera-Hoyos et al 2013) Por su parte el etanol a pesar de tener un efecto

inhibidor inicial en el crecimiento del micelio es un fuerte inductor de la expresioacuten

de lacasa en P cinnabarinus permitiendo obtener altos rendimientos Meza y

colaboradores (2003) estudiaron el efecto del etanol en la produccioacuten de lacasas de

P cinnabarinus en bagazo de cantildea de azuacutecar y encontraron que la adicioacuten de etanol

al inicio de la fermentacioacuten incrementa raacutepidamente la actividad enzimaacutetica 215

veces maacutes que el sustrato que no conteniacutea etanol alcanzando niveles maacuteximos de

35

129 UmiddotL-1 despueacutes de 15 diacuteas los cuales se mantienen constantes hasta la final de

la fermentacioacuten Por otro lado el alcohol veratriacutelico estimula la produccioacuten de

peroxidasas totales (Piscitelli et al 2011) mientras los compuestos que aportan

iones de manganeso como MnSO4 son especiacuteficos para manganeso peroxidasa

(MnP) (Pezzella Guarino amp Piscitelli 2015)Las tablas 23 y 24 muestran la

influencia de algunas sustancias inductoras en la produccioacuten de lacasa fuacutengica a

traveacutes de procesos FEL y FES respectivamente

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL

EspecieCepa Inductor Actividad

enzimaacutetica

Condiciones

fermentacioacuten Referencia

P sanguineus Sin inductor 5 117 U L-1 pH 50 28 ordmC

150 rpm

(Lu y col 2007a)

25-xilidina 1 368 U L-1 pH 45 25 ordmC

125 rpm

(S Pointing Jones y

Vrijmoed 2000)

sacarosa-

asparagina

820 000 U L-1 28ordmC 200 rpm (Mariacutea Eugenia

Eugenio y col 2009)

P cinnabarinus 25-xilidina 9 600 U L-1 pH 45 30 ordmC 60

rpm

(Eggert y col 1996)

aacutecido feruacutelico 29 000 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Herpoeumll y col

2000a)

etanol 266 600 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Lomascolo y col

2003)

Los valores con unidades en rpm hacen referencia a la velocidad de agitacioacuten en

el biorreactor

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P sanguineus Hojas de palma de

aceite urea

CaCO3

466 U gmiddot-1 Humedad 75-85

25 ordmC densidad

del inoculo 30

(Vikineswary y

col 2006)

Mazorca de maiacutez

CuSO4 NH4Cl

1386 U g-1 Humedad 41 mL

g-1 sustrato 26 ordmC

(Zimbardi y col

2016)

36

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P

cinnabarinus

Bagazo de cantildea

alcohol veratriacutelico

850 U middotgmiddot-1 Humedad 70

25 ordmC

(Meza Auria

Lomascolo

Sigoillot y

Casalot 2007)

Bagazo de cantildea

etanol gaseoso

900 U middotgmiddot-1 24 ordmC Flujo

suministro etanol

40 mL min-1

(Meza

Lomascolo

Casalot Sigoillot

y Auria 2005)

Duarte Tiba Santiago Garcia y Bara (2012) estudiaron el efecto de distintos

compuestos inductores en la produccioacuten de tirosinasa por P sanguineus en

condiciones de luminosidad como estrategia para disminuir la produccioacuten de lacasa

(la cual aumenta en la oscuridad) demostrando que sustancias como aacutecido de sodio

aacutecido salicilhidroxaacutemico y feniltiourea poseiacutean una actividad inhibitoria mientras

que L-tirosina fue el mejor inductor para la produccioacuten de esta enzima seguido de

L-dopa (L-dihidroxifenilalanina 34) aacutecido cafeico (aacutecido 34 dihidroxicinaacutemico)

aacutecido 2-(4-Hydroxyphenyl) propanoico y guayacol

25 Importancia industrial

En el anexo 4 se resumen los principales metabolitos producidos por Pycnoporus

spp y su uso

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos

Los hongos de pudricioacuten blanca pueden degradar compuestos de estructura

polifenoacutelica semejante a la lignina como los compuestos xenobioacuteticos gracias a la

accioacuten de enzimas extracelulares ligninoliacuteticas producidas por estas especies que

actuacutean despolimerizando unidades no repetitivas de fenilpropanoide ligadas por

varios enlaces carbono-carbono (S B Pointing 2001 Swamy y Ramsay 1999)

Compuestos xenobioacuteticos como los colorantes industriales constituyen

37

contaminantes persistentes debido a su origen sinteacutetico por lo que pueden daacutersele

a las lacasas de Pycnoporus spp aplicaciones en biorremediacioacuten (Bumpus y Aust

1987) Schliephake y colaboradores (1993) realizaron ensayos exitosos de

decoloracioacuten de efluentes textiles (con contenido de colorantes sinteacuteticos) dentro de

un biorreactor de lecho empaquetado inmovilizando el hongo P cinnabarinus en

una membrana de nylon para que produjera lacasas demostrando la capacidad del

hongo para tolerar residuos potencialmente toacutexicos y degradarlos

252 Control bioloacutegico

El uso de hongos antagonistas ha demostrado ser una eficiente opcioacuten para el

control bioloacutegico de fitopatoacutegenos causantes de diversas enfermedades en cultivos

vegetales (Fernaacutendez-Larrea 2001 Infante Martiacutenez Gonzaacutelez amp Reyes 2009)

Estudios realizados en P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a

Mycena citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de

cafeacute causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum

Jaramillo 2012) Viecelli y Stangarlin (2010) obtuvieron resultados similares

contra Pseudocercospora griseola causante de la enfermedad ldquomancha angularrdquo en

cultivos de friacutejol tras rociar la superficie de las hojas de la planta con el extracto

acuoso obtenido del micelio de P sanguineus

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico

Algunas especies de hongos de la familia Polyporaceae producen pigmentos

rojos o anaranjados derivados de aacutecidos polipoacutericos y terpenilquinones los cuales

son causales de la coloracioacuten naranja de los hongos Pycnoporus spp (Veliacutešek y

Cejpek 2011) Los principales compuestos producidos por P sanguineus son

poliporin cinnabarina aacutecido cinabariacutenico y tramesanguina (Henrique Rosa et al

2003) A Smacircnia y colaboradores (1995) demostraron que la cinnabarina tiene

propiedades antibacterianas (Gocenoglu amp Pazarlioglu 2014) capaces de inhibir el

crecimiento de bacterias como Escherichia coli Klebsiella pneumoniae

38

Pseudomonas aeruginosa Salmonella typhi Staphylococcus aureus y miembros

del geacutenero Streptococcus siendo maacutes efectiva para el control de cocos

grampositivos que de bacilos Gram-negativos (E de F A Smacircnia et al 1998)

Ensayos utilizando P sanguineus evidenciaron la efectividad del ergosterol-58-

endoperoacutexido producido contra amastigotes de Leishmania (Viannia) panamensis

(Correa et al 2005)

Es necesario saber que los metabolitos secundarios producidos por esta especie

presentan un gran potencial antioxidante y que su eficiencia de produccioacuten no

necesariamente estaacute relacionada con la velocidad de crecimiento micelial (Borderes

et al 2011a)

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios

El aacutecido feruacutelico es un producto de la degradacioacuten de la lignina por hongos de

podredumbre blanca (Kirk 1971) Falconnier y colaboradores (1994) demostraron

el aacutecido feruacutelico de P cinnabarinus se puede biotransformar en vainillina y alcohol

vainiacutellico a traveacutes de una viacutea reductora o formar metoxihidroquinona a traveacutes de la

descarboxilacioacuten oxidativa La vainillina es una moleacutecula de alto valor comercial

aislada comuacutenmente de vainas de vainilla responsable del aroma y sabor de la

vainilla (Cid-Perez 2011) La demanda actual de alimentos producidos de forma

natural ha estimulado la buacutesqueda de medios alternativos de produccioacuten de

vainillina convirtiendo a los hongos del geacutenero Pycnoporus spp en una excelente

opcioacuten para la obtencioacuten de este aditivo alimentario (Falconnier et al 1994)

26 Marco legal

Seguacuten la Organizacioacuten de los Estados Ibero-americanos (OEI) los cambios y la

destruccioacuten de sus haacutebitats la contaminacioacuten ambiental la inadecuada poliacutetica

forestal la recoleccioacuten de cuerpos fructiacuteferos y la fragmentacioacuten de los ecosistemas

son las pesadillas de los hongos En las uacuteltimas deacutecadas han sufrido un descenso

laquocualitativo y cuantitativoraquo Por su laquopapel crucial en el funcionamiento de los

ecosistemasraquo y consciente de que las setas se han omitido en los programas de

39

conservacioacuten un grupo de micoacutelogos decidioacute realizar en 2003 la primera laquoLista

Roja preliminar de hongos en la Peniacutensula Ibeacutericaraquo que comprende hasta 67

taxones (subdivisiones de una especie) de hongos amenazados Es necesario hacer

una ley que tenga en cuenta los intereses de todos de los recolectores

acostumbrados a tomar sus setas y de la administracioacuten y comunidades autoacutenomas

que deben velar por la conservacioacuten de su patrimonio natural

Legislacioacuten internacional los seres humanos han dependido de la biodiversidad

y especiacuteficamente de los recursos geneacuteticos para producir innovar mejorar y

adaptarla a sus necesidades particulares Antes de la vigencia del Convenio sobre

la Diversidad Bioloacutegica (CDB) el acceso a los recursos geneacuteticos era libre

Normalmente las uacutenicas barreras para el acceso a estos recursos eran las distancias

y las fronteras geograacuteficas el desconocimiento de su existencia su poca adaptacioacuten

a otros ecosistemas su limitada aceptacioacuten o la falta de la verificacioacuten de su utilidad

por parte de otras culturas (Estrella Manosalvas Mariaca Ribadeneira 2005)

En el Convenio sobre diversidad bioloacutegica se define a los recursos geneacuteticos

como ldquomaterial geneacutetico de valor real o potencialrdquo y el material geneacutetico como

ldquotodo material de origen vegetal animal microbiano o de otra iacutendole que contenga

unidades funcionales de la herenciardquo

El principal objetivo de la Federacioacuten Internacional de Colecciones de Cultivo

(WFCC) la cual es un conjunto de comiteacutes comisiones y federaciones (COMCOF)

de la Unioacuten Internacional de Sociedades Microbiologiacutea (IUMS) Unioacuten

Internacional de Ciencias Bioloacutegicas (IUBS) es la promocioacuten y desarrollo de

cultivos de microorganismos y liacuteneas celulares La coleccioacuten de cultivos se debe

realizar de forma segura y de conformidad con las diferentes legislaciones y

regulaciones que controlan este tema en el proceso de aislamiento manipulacioacuten

almacenamiento y distribucioacuten de microrganismo y cultivos celulares hay muchas

etapas en las que se requiere conformidad con la ley regulaciones o convenciones

internacionales una coleccioacuten de cultivos deberiacutea tener conformidad en

Requerimientos en salud y seguridad

40

Clasificacioacuten de los microorganismos en funcioacuten de su riesgo

Regulaciones de cuarentena

Derechos de propiedad intelectual

Convencioacuten sobre diversidad bioloacutegica Informacioacuten segura suministrada al receptor

de los microorganismos

Regulaciones gubernamentales sobre el enviacuteo de cultivos

Control en la distribucioacuten de organismos peligrosos

Tratado de Budapest (para los depoacutesitos de patentes) (WFCC 2010)

Legislacioacuten nacional

Que los artiacuteculos 14 74 275 276 387 388 de la Constitucioacuten de la Repuacuteblica

reconoce el derecho de la poblacioacuten a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente

equilibrado que garantice la sostenibilidad y el buen vivir Declara de intereacutes

puacuteblico la preservacioacuten del ambiente la conservacioacuten de los ecosistemas la

biodiversidad y la integridad del patrimonio geneacutetico del paiacutes la prevencioacuten del

dantildeo ambiental y la recuperacioacuten de los espacios naturales degradados

(Constitucioacuten poliacutetica de la repuacuteblica del Ecuador)

Que el Art 86 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declara de intereacutes

puacuteblico a la conservacioacuten de los ecosistemas la biodiversidad y el patrimonio

geneacutetico del paiacutes a la recuperacioacuten de espacios naturales degradados al

establecimiento de un Sistema Nacional de Aacutereas Naturales Protegidas que

garanticen la conservacioacuten de la biodiversidad y el mantenimiento de los servicios

ecoloacutegicos

Que los Arts 89 242 y 248 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declaran

respectivamente que el Estado tomaraacute medidas orientadas a regular bajo estrictas

normas de bioseguridad la propagacioacuten en el medio ambiente la experimentacioacuten

el uso la comercializacioacuten y la importacioacuten de organismos geneacuteticamente

modificados que la organizacioacuten y funcionamiento de la economiacutea responderaacute

41

entre otros principios al de sustentabilidad y ratifica el derecho soberano del

Estado sobre la biodiversidad promoviendo su conservacioacuten y utilizacioacuten

sustentable con la participacioacuten de las poblaciones involucradas y de conformidad

con los convenios y tratados internacionales Que el Ecuador suscribioacute y ratificoacute el

Convenio sobre la Diversidad Bioloacutegica seguacuten consta en los Registros Oficiales

No 109 del 18 de enero de 1993 y el 146 del 16 de marzo de 1993 El cual regula

la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de la biodiversidad y sus componentes y

establece la participacioacuten justa y equitativa en los beneficios que se deriven de la

utilizacioacuten de los recursos geneacuteticos asociados reconociendo el derecho soberano

que ejercen los Estados sobre sus recursos bioloacutegicos Que el Estado ha suscrito y

ratificado varios Convenios Internacionales relacionados con la conservacioacuten de la

biodiversidad tales como la Convencioacuten sobre Humedales de Importancia

Internacional especialmente como Haacutebitat de Aves Acuaacuteticas o Convencioacuten de

Ramsar la Convencioacuten para la Proteccioacuten del Patrimonio Mundial Cultural y

Natural la Convencioacuten sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas

de Flora y Fauna Silvestres (CITES) Convenio Marco de Cambio Climaacutetico el

Tratado de Cooperacioacuten Amazoacutenica entre los maacutes relevantes Que estaacuten vigentes

en el Ecuador normas de aplicacioacuten regional de la Comunidad Andina de manera

especial las Decisiones de la Comisioacuten del Acuerdo de Cartagena Nos 344 345

391 y 486 relativas a la Propiedad Industrial la proteccioacuten a los Derechos de los

Obtentores de Variedades Vegetales y al Acceso a los Recursos Geneacuteticos Que la

biodiversidad constituye la base del capital natural del paiacutes capaz de proporcionar

un flujo constante de bienes y servicios cuya conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable

permitan satisfacer las necesidades humanas de consumo y produccioacuten y

garanticen el sustento de la vida Que la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de

la biodiversidad son de intereacutes nacional por su importancia econoacutemica ecoloacutegica

geneacutetica social cultural cientiacutefica educativa recreativa y esteacutetica y por lo tanto

tiene un valor estrateacutegico para el desarrollo sustentable presente y futuro del

Ecuador Que siendo el Ecuador uno de los paiacuteses de mayor biodiversidad del

mundo catalogado como mega diverso constituye una prioridad para el paiacutes

proteger su riqueza bioloacutegica y cultural asociada para las generaciones presentes y

futuras ante la preocupante y considerable reduccioacuten y peacuterdida de la biodiversidad

42

como consecuencia de determinadas actividades humanas en el paiacutes Que es

indispensable expedir normas que rijan la conservacioacuten y uso sustentable de la

biodiversidad (Ley para la conservacioacuten y uso sustentable de la biodiversidad

1993)

CAPIacuteTULO VIII De la Investigacioacuten y Capacitacioacuten Forestales

Art 50- El Ministerio del Ambiente promoveraacute realizaraacute y coordinaraacute la

investigacioacuten relativa a la conservacioacuten administracioacuten uso y desarrollo de los

recursos forestales y de las aacutereas naturales del patrimonio forestal

Art 51- Para el cumplimiento de las actividades previstas en el artiacuteculo anterior

al Ministerio del Ambiente le corresponde

a) Crear centros de investigacioacuten sobre especies forestales nativas y exoacuteticas de

fauna y flora silvestres

b) Suscribir convenios relativos a la investigacioacuten capacitacioacuten y educacioacuten

forestales

c) Ejecutar programas de capacitacioacuten y adiestramiento en conservacioacuten

administracioacuten y desarrollo de recursos forestales y aacutereas naturales de patrimonio

del Estado

d) Establecer en coordinacioacuten con el Ministerio de Educacioacuten y Cultura y otras

entidades del sector puacuteblico programas de educacioacuten y divulgacioacuten relativas a los

aspectos mencionados en el literal anterior

e) Organizar cursos de capacitacioacuten forestal y de conservacioacuten conjuntamente

con el Servicio Ecuatoriano de Capacitacioacuten Profesional -SECAP- y otras entidades

y dependencias del sector puacuteblico o privado

f) Las demaacutes que le asignen esta Ley y los reglamentos (Ley forestal y

conservacioacuten de aacutereas 2004)

Toda esta riqueza biodiversa en el Ecuador corre gran peligro de que por falta

de una legislacioacuten que lo proteja sea amenazada por el intereacutes de convertir no en

43

elementos vitales para el Sumak Kawsay sino que apetecido por sus componentes

convertirlos en mercanciacuteas y llevarlos al mercado globalizado De hecho parte de

la destruccioacuten y desaparicioacuten de especies ha sido por falta de una legislacioacuten

responsable y soberana para la proteccioacuten de la biodiversidad asiacute como la

responsabilidad de los gobiernos de turno que no han visto a estos seres vivos como

titulares de derecho (Ley orgaacutenica de la biodiversidad 2011)

El Coacutedigo Orgaacutenico del Ambiente (COA) manifiesta en el Titulo III DE LOS

DERECHOS DEBERES Y PRINCIPIOS AMBIENTALES art5 derecho de la

poblacioacuten a vivir en un ambiente sano

El derecho a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente equilibrado

comprende

1- La conservacioacuten manejo sostenible y recuperacioacuten del patrimonio natural la

biodiversidad y todos sus componentes con respeto a los derechos de la naturaleza

y a los derechos colectivos de las comunas comunidades pueblos y nacionalidades

2- El manejo sostenible de los ecosistemas con especial atencioacuten a los

ecosistemas fraacutegiles y amenazados tales como paramos humedales bosques

nublados bosques tropicales secos y huacutemedos manglares y ecosistemas marinos y

marinos-costeros

3- La intangibilidad del Sistema Nacional de Aacutereas Protegidas en los teacuterminos

establecidos en la constitucioacuten y la Ley

4- La conservacioacuten preservacioacuten y recuperacioacuten de los recursos hiacutedricos

cuencas hidrograacuteficas y caudales ecoloacutegicos asociados al ciclo hidroloacutegico

5- La conservacioacuten y uso sostenible del suelo que prevenga la erosioacuten la

degradacioacuten la desertificacioacuten y permita su restauracioacuten

6- La prevencioacuten control y reparacioacuten integral de los dantildeos ambientales

7- La obligacioacuten de toda obra proyecto o actividad en todas sus fases de

sujetarse al procedimiento de evaluacioacuten de impacto ambiental

44

8- El desarrollo y uso de praacutecticas y tecnologiacuteas ambientalmente limpias y

sanas asiacute como de energiacuteas alternativas no contaminantes renovables

diversificadas y de bajo impacto ambiental

9- El uso experimentacioacuten y el desarrollo de la biotecnologiacutea y la

comercializacioacuten de sus productos bajo estrictas normas de bioseguridad con

sujecioacuten a las prohibiciones establecidas en la Constitucioacuten y demaacutes normativa

vigente

Los principios ambientales deberaacuten ser reconocidos e incorporados en toda

manifestacioacuten de la administracioacuten puacuteblica asiacute como en las providencias judiciales

estos principios son

Responsabilidad integral - Responsabilidad de quien promueve una

actividad que genere o pueda generar impacto sobre el ambiente

Mejor tecnologiacutea disponible y mejores praacutecticas ambientales - El estado

deberaacute promover a los sectores puacuteblicos y privados el desarrollo y uso de

tecnologiacuteas ambientalmente limpias y de energiacutea alternativa no

contaminantes y de bajo impacto que minimicen en todas las fases de una

actividad productiva

TIacuteTULO I DE LA CONSERVACIOacuteN DE LA BIODIVERSIDAD

Articulo 31- La conservacioacuten de la biodiversidad se realizaraacute in situ o ex situ

en funcioacuten de sus caracteriacutesticas ecoloacutegicas niveles de endemismo categoriacutea de

especies amenazadas de extincioacuten para salvaguardar el patrimonio bioloacutegico de la

erosioacuten geneacutetica

Articulo 32- Se promoveraacuten y regularaacuten las investigaciones cientiacuteficas in situ

y ex situ que comprendan actividades de extraccioacuten coleccioacuten recoleccioacuten

importacioacuten movilizacioacuten transportacioacuten exportacioacuten y disposicioacuten temporal o

final de especies de vida silvestre

Articulo 33- La biodiversidad terrestre insular marina y dulceacuiacutecola seraacute

conservada in situ Se procuraraacute el uso sostenible de sus componentes de forma tal

45

que no se ocasione su disminucioacuten a largo plazo para mantener su potencial de

satisfacer las necesidades de las generaciones presentes y futuras

Articulo 35- Para la proteccioacuten de la vida silvestre se establecen las siguientes

condiciones a las personas naturales y juriacutedicas

1 Conservar las especies de vida silvestre en su habitad natural prohibiendo

su extraccioacuten salvo las consideraciones para investigacioacuten repoblacioacuten de

especies con cualquier tipo de amenaza y las establecidas en este coacutedigo

2 Reconocer el uso tradicional y el aprovechamiento de las especies de vida

silvestre por motivos de subsistencia o por praacutecticas culturales medicinales

3 Promover investigaciones sobre vida silvestre para difundir el

bioconocimiento dentro del territorio nacional

Articulo 66- Son medios de conservacioacuten de especies de vida silvestre los que

se detallan a continuacioacuten

Viveros

Jardines botaacutenicos

Zooloacutegicos

Centros de criacutea y reproduccioacuten sostenible

Centros de rescate y rehabilitacioacuten

Bancos de germoplasma

Acuarios

TIacuteTULO IV RECURSOS GENEacuteTICOS Y SUS DERIVADOS

BIOSEGURIDAD BIOCOMERCIO

Artiacuteculo 72- Los derechos otorgados sobre los recursos bioloacutegicos no conceden

derecho alguno sobre los recursos geneacuteticos o sus derivados no sobre los

conocimientos colectivos asociados a estos Las investigaciones realizadas sobre

los recursos geneacuteticos deberaacuten ser sistematizadas y ser recopiladas por el Instituto

Nacional de Biodiversidad

Artiacuteculo 75- Las normas de bioseguridad regularaacuten los productos de la

biotecnologiacutea moderna con el objeto de contribuir a la conservacioacuten y el uso

46

sostenible de la biodiversidad y garantizar los derechos de la salud humana y el

ambiente

Articulo 80- La Autoridad Ambiental Nacional regularaacute el biocomercio para

lo cual deberaacute considerar los objetivos de la conservacioacuten de la biodiversidad la

sostenibilidad social econoacutemica y ambiental asiacute como la distribucioacuten justa de los

beneficios de conformidad con las disposiciones de este coacutedigo

En los uacuteltimos antildeos se ha observado la accioacuten paralela de numerosas

organizaciones gubernamentales y no gubernamentales universidades

comunidades e individuos que han desplegado acciones en favor de la

biodiversidad del rescate de los conocimientos praacutecticas e innovaciones

relacionados a eacutesta y de la documentacioacuten o desarrollo de meacutetodos para la

conservacioacuten y utilizacioacuten sostenible de estos recursos entre otras acciones

El lograr la conservacioacuten y uso sostenible de la biodiversidad implica lograr

beneficios para el ser humano sin agotar el recurso y asegurar las posibilidades de

aprovechamiento de la biodiversidad para las proacuteximas generaciones En este

sentido la biodiversidad puede conservarse mediante dos estrategias

bull La estrategia de conservacioacuten in situ

bull La estrategia de conservacioacuten ex situ (Estrella amp col 2005)

47

3 MARCO METODOLOacuteGICO

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa

Pycnoporus spp

El objetivo de este experimento es aislar identificar y caracterizar la cepa nativa

ecuatoriana del hongo Pycnoporus spp

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de Pycnoporus sanguineus

48

311 Materiales y meacutetodos

El trabajo experimental se realizoacute en el laboratorio de Biotecnologiacutea Fuacutengica del

Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente (CEBA) en convenio con el

Ingenio Azucarero del Norte (IANCEM) localizado en la Ciudad de Ibarra a 2241

msnm (UTM WGS84 17 N 816705 Este 36766 Norte) con una temperatura

promedio de 18 degC

3111 Aislamiento

La muestra de hongo Pycnoporus spp se recolectoacute de un bosque de la ciudad de

Tena a una altitud de 543 msnm UTM WGS84 18N 186566 Este 9891710 Norte

la misma se encontroacute creciendo naturalmente en troncos de la madera piguumle

(Pollalesta discolor) en proceso de descomposicioacuten

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus

49

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de Pollalesta discolor

Para la presente investigacioacuten la reproduccioacuten celular se realizoacute tanto por medio

de tejido como por esporas en un medio rico en Agar Papa Dextrosa (PDA) y Agar

extracto de Malta (MEA) siguiendo la teacutecnica descrita por Pineda (2014) se

preparoacute el medio con agua destilada y se esterilizoacute por 15 minutos en autoclave a

15 PSI y 121 degC El medio esteacuteril se sirvioacute en caja petri y se procedioacute a inocular

con tejido y espora de la especie seleccionada (Pineda 2014) Las muestras

inoculadas se incubaron a 22 degC y se observoacute el crecimiento del hongo durante seis

diacuteas

3112 Identificacioacuten

La identificacioacuten fue realizada por el laboratorio especializado IDgen-

Identificacioacuten Molecular localizado en la ciudad de Quito Para ello se usoacute dos

muestras de cepas puras de la especie Pycnoporus previamente aisladas con coacutedigo

CEBA-T-PS-010116 son cultivos axeacutenicos de hongos creciendo en agar

Se realizoacute la identificacioacuten molecular de microorganismos (Extraccioacuten de ADN

Amplificacioacuten de barcode secuenciacioacuten estaacutendar ensamblaje de productos de

50

PCR y buacutesqueda en base de datos) El meacutetodo de determinacioacuten se realizoacute por

identificacioacuten molecular por barcoding

Los procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR se

describen en el detalle de protocolos (anexo 1) Los productos de PCR fueron

depurados previo a su secuenciacioacuten El producto de amplificacioacuten limpio y los

primeros ITS1 ITS4 ITS5 EF1-983F EF1-2218R fueron utilizados para la

secuenciacioacuten con el meacutetodo SANGER Se limpiaron y ensamblaron las secuencias

obtenidas con el programa bioinformaacutetico GENEIOUS y se compararon las

secuencias ensambladas con la base de datos de nucleoacutetidos de GenBank

3113 Caracterizacioacuten

La caracterizacioacuten del Pycnoporus sanguineus estudiada se realizoacute a traveacutes del

anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico el cual se realizoacute en el laboratorio del INIAP

localizado en la ciudad de Quito Se realizoacute un anaacutelisis proximal macro y micro

elementos siguiendo las normas y meacutetodos de la institucioacuten

312 Resultados y discusioacuten

3121 Aislamiento

En la figura 34 se presenta los cuerpos fructiacuteferos de los hongos Pycnoporus

sanguineus que se recolectaron en la ciudad del Tena Ecuador los mismos que se

almacenaron en bolsa de polietileno y se llevaron al laboratorio

51

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno

En la figura 35 se presenta el proceso de preparacioacuten del medio de cultivo para la

especie nativa

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA

52

En la figura 36 y 37 se presenta el procedimiento para la obtencioacuten de esporas

tejido e inoculacioacuten de la especie nativa de Pycnoporus spp

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo

En la figura 38 se presenta el cultivo de Pycnoporus spp creciendo en un medio

rico luego de 6 diacuteas de incubacioacuten a 22 degC el mismo que se procedioacute a su

purificacioacuten por la teacutecnica de repique hasta lograr una cepa pura la cual fue

53

codificada como CEBA-T-PS-010116 y almacenada en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos del CEBA

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus sanguineus

(Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et al 2015a E de F A Smacircnia Smacircnia Juacutenior

amp Loguercio-Leite 1998 Vikineswary et al 2006) coinciden con la teacutecnica

utilizada en la presente investigacioacuten (Pineda 2014) realizar el aislamiento en un

medio de cultivo Agar Papa Dextrosa mientras (Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et

al 2015a) utilizaron como medio de cultivo Agar Harina Integral de Trigo asiacute como

(Acosta et al2010 Atteke y col 2013 Cruz Muntildeoz et al 2015a Machuca amp

Ferraz 2001 Schliephake et al 1993 Uzan et al 2010) manifiestan utilizar como

medio de cultivo Agar Extracto de Malta a esto antildeade (Cruz Muntildeoz et al 2015)

utilizar como medio de cultivo medios afines al material vegetal de donde se

recolectoacute y (Boumlse 1946) utiliza Medio Czapek-Dox con sulfato de manganeso

algunas veces adicionado con extracto de semillas de guisantes o salvado de trigo

Seguacuten (Cruz Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll et al2000b Schliephakeet al 1993)

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura

54

3122 Identificacioacuten

El ADN de cada una de las muestras fue extraiacutedo y con el fin de identificar la

calidad de la extraccioacuten se realizoacute una electroforesis Las extracciones de ADN

genoacutemico obtenidos evidencian una calidad alta y una concentracioacuten superior a 400

ng de ADN por cada 8 ul de extracto Se utilizoacute las extracciones de ADN

pertenecientes a las muestras para la amplificacioacuten del fragmento ITS Se puede

evidenciar que no existen productos de amplificacioacuten para las muestras por lo que

para estas se decidioacute amplificar un fragmento del factor de elongacioacuten 1 alfa (EF1a)

Adicionalmente se diluyeron las muestras hasta una concentracioacuten de 30nguL

para descartar procesos inhibitorios de la PCR debido a una elevada concentracioacuten

de ADN previo a su utilizacioacuten en el ensamblaje de la PCR

Se determina que la cepa nativa estudiada codificada como CEBA-T-PS-

010116 corresponde a la especie Trametes sanguinea en la longitud 652 949

de calidad y 99 de identidad en el fragmento ITS

En el meacutetodo utilizado para la identificacioacuten coincido con (Cruz Muntildeoz y col

2015) el cual manifiesta La identificacioacuten se realizoacute a nivel molecular para lo cual

se enviaron dos muestras de colonias puras (punta de hifa) al laboratorio de la

Estacioacuten Nacional de Epidemiologiacutea Cuarentena y Saneamiento Vegetal en

Quereacutetaro Quereacutetaro para la extraccioacuten del ADN ribosomal y su amplificacioacuten

secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes del Centro

Nacional para la Informacioacuten Biotecnoloacutegica (NCBI EEUU)

De acuerdo con la base de datos Catalogue of Life la especie estudiada se

clasifica

Filo Basidiomicota

Clase Agaricomicetes

Orden Polyporales

Familia Polyporaceae

Geacutenero Pycnoporus

Especie sanguineus

55

Los sinoacutenimos para Pycnoporus sanguineus (L) (Murrill 1904) (nombre

vaacutelido) son Trametes sanguinea (L) (Lloyd 1924) Trametes sanguinea var

intermedia (Corner 1989) Trametes sanguinea var major (Corner 1989)

Trametes sanguinea var sanguinea (L) (Lloyd 1924) determinaacutendose que la

especie nativa ecuatoriana pertenece a la especie Pycnoporus sanguineus(Roskov

Y 2016)

3123 Caracterizacioacuten

De los resultados obtenido para el anaacutelisis proximal por el laboratorio del INIAP

se determina que la cepa nativa de Pycnoporus sanguineus tiene una humedad

1112 cenizas 209 EE (Extracto eteacutereo) 089 proteiacutena 1372 fibra

3418 ELN (Extracto libre de nitroacutegenos) 4912 Para el anaacutelisis de minerales

macro elementos se determinoacute que contiene calcio 027 foacutesforo 035 magnesio

006 potasio 052 sodio 001 Para micro elementos cobre 3ppm hierro 136

ppm manganeso 54 ppm zinc 58 ppm En la literatura se encuentra los

metabolismos secundarios asiacute tenemos que (Atteke et al 2013) (Berrio et al 2007)

(Camarero et al 2004) (Camarero et al 2005 ME Eugenio et al 2010) (Lu et al

2007b Machuca amp Ferraz 2001) (Madhavi amp Lele 2009 Munusamy et al 2008

Ramiacuterez-Cavazos et al 2014) (Sigoillot et al 2002 2004) (Xu et al 2000)

manifiestan la produccioacuten de lacasa ademaacutes antildeade (Boumlse 1946 Henrique Rosa et

al 2003) la produccioacuten de poliporina (Achenbach amp Blumm 1991 Acosta et al

2010 Cruz Muntildeoz et al 2015ordf Dias amp Urban 2009 A Smacircnia et al 2003 E de

F A Smacircnia et al 1998) manifiestan la produccioacuten de Cinabarina fenoxacina otra

consideracioacuten la hace (Achenbach amp Blumm 1991) el cual manifiesta la

produccioacuten O-acetyl-cinabarina pero ninguno de los autores anteriormente

mencionados manifiesta la caracteriacutesticas quiacutemicas a nivel proximal y de minerales

de la especie

56

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es desarrollar un protocolo para la conservacioacuten

de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

321 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue aislada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego

se inocularon con la cepa nativa seleccionada y se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC

Los tubos colonizados fueron liofilizados en un equipo liofilizador de bandejas

marca VirTiswizard 20 a una temperatura de -40ordmC por 26 horas a una presioacuten de

57

vaciacuteo de 300 atm la cepa liofilizada fue depositada en el banco de recursos

geneacuteticos microbianos del CEBA (Pineda 2014) para su conservacioacuten

322 Resultados y discusioacuten

En la figura 310 se presenta el procedimiento para el cultivo de Pycnoporus

sanguineus en tubos se observa el crecimiento del micelio en los dos medios de

cultivo (MEA y PDA) a una temperatura de 22 ordmC durante 6 diacuteas

En la figura 311 y 312 se presenta el procedimiento para la liofilizacioacuten de las

muestras de Pycnoporus sanguineus como se observa se coloca los tubos de ensayo

con las cepas cultivadas en la bandeja y luego se carga el liofilizador el cual arranca

su operacioacuten con una temperatura de 15 ordmC disminuyendo la temperatura durante 8

horas hasta llegar -50 degC como se observa en la figura 311 disminuyendo 10 ordmC

cada hora durante 8 horas hasta llegar a ndash 50 ordmC luego empieza el proceso de secado

en el cual se aumenta la temperatura 10 ordmC durante 18 horas hasta llegar a 40 ordmC a

un presioacuten de vaciacuteo de menos 300 atm

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten

58

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus

En la figura 313 se presenta la muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

como se observa luego de 26 horas en el liofilizador las muestras estaacuten totalmente

deshidratadas y listas para el protocolo de conservacioacuten

59

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

Existen meacutetodos de conservacioacuten por liofilizacioacuten para otras especies en la cual

los autores solo recomiendan que es el mejor meacutetodo para conservacioacuten sin

embargo no se establece un procedimiento para realizar esta teacutecnica y mucho

menos se encontroacute informacioacuten sobre el proceso de liofilizacioacuten para la especie

Pycnoporus sanguineus en la presente investigacioacuten queda establecido el

procedimiento a seguir para conservar por esta teacutecnica la especie estudiada

Al conservar la especie a largo plazo se garantiza que por el deterioro o

destruccioacuten del ecosistema la especie no desaparezca aportando con la cepa nativa

en

Ambiental- el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de compuestos

recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su sistema

enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en aserraderos

(Kirk 1971) P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a Mycena

citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de cafeacute

causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum Jaramillo

2012)

60

Econoacutemico - La implementacioacuten de este proyecto a escala industrial generariacutea

ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa nativa

ecuatoriana Pycnoporus sanguineus

Social - Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial farmaceacuteutico

En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la sangre eliminar

verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas menopaacuteusicos y

del vientre

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es seleccionar el mejor medio de cultivo para la

produccioacuten de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus a partir de cepa

liofilizada

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de Pycnoporus sanguineus

331 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue liofilizada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

61

Disentildeo experimental la experimentacioacuten se planificoacute con un disentildeo

completamente al azar (DCA) con cinco reacuteplicas y completamente aleatorio El

factor de estudio fue el medio de cultivo con los niveles MEA y PDA como variable

de respuesta se establecioacute la velocidad de crecimiento lineal de la cepa del hongo

Los paraacutemetros de operacioacuten como la temperatura y la presioacuten se mantuvieron

contaste a 22degC y 101 325 Pa como factor de ruido se consideroacute el nivel de luz

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en cajas petri y luego se

inocularon con cepa nativa de Pycnoporus sanguineus y se incubaron por 7 diacuteas a

22 degC se tomoacute las medidas de crecimiento (Pineda 2014)

332 Resultados y discusioacuten

En la tabla 31 se presenta la matriz de resultados experimentales como se

observa el tratamiento 1 tiene la mayor velocidad de crecimiento lineal medida en

mmdiacutea

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada

Tratamientos Velocidad de crecimiento

MEA PDA

1 392 292

2 383 292

3 375 283

4 383 275

5 392 283

Valor promedio (Ẋ) 385 285

Varianza (Ợ2) 000515 000515

Desviacioacuten estaacutendar (Ợ) 00717635 00717635

Coeficiente de varianza (CV) 186399 251802

62

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

MEDIOS Media Error tiacutep Intervalo de confianza 95

Liacutemite inferior Liacutemite superior

MEA 3850 032 3776 3924

PDA 2850 032 2776 2924

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

385 a

285 b

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA

Vel

oci

dad

de

crec

iem

ien

to

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA MEA PDA PDA MEA PDA PDA MEA MEA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Velocidad Promedio Limete superior Limete inferior

63

Anaacutelisis de varianza

En la tabla 33 se presenta el anaacutelisis de varianza que descompone la varianza de

Velocidad en dos componentes un componente entre-grupos y un componente

dentro-de-grupos La razoacuten-F que en este caso es igual a 485437 es el cociente

entre el estimado entre-grupos y el estimado dentro-de-grupos Puesto que el valor-

P de la prueba-F es menor que 005 existe una diferencia estadiacutesticamente

significativa entre la media de Velocidad entre un nivel de Medio y otro con un

nivel del 950 de confianza

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio

Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razoacuten-F Valor-P

Entre grupos 25 1 25 48544 00000

Intra grupos 00412 8 000515

Total (Corr) 25412 9

Pruebas de Rangos Muacuteltiple para Velocidad por Medio (950 LSD)

Se aplica un procedimiento de comparacioacuten muacuteltiple para determinar cuaacuteles

medias son significativamente diferentes de otras La mitad inferior de la salida

muestra las diferencias estimadas entre cada par de medias En la parte superior de

la tabla 34 se han identificado 2 grupos homogeacuteneos seguacuten la alineacioacuten de las Xs

en columnas No existen diferencias estadiacutesticamente significativas entre aquellos

niveles que compartan una misma columna de Xs El meacutetodo empleado

actualmente para discriminar entre las medias es el procedimiento de diferencia

miacutenima significativa (LSD) de Fisher Con este meacutetodo hay un riesgo del 50 al

decir que cada par de medias es significativamente diferente cuando la diferencia

real es igual a 0

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher

Medio Casos Media Grupos Homogeacuteneos

PDA 5 285 X

MEA 5 385 X

64

Como se observa la mayor velocidad de crecimiento lineal se presenta cuando

se trabaja con MEA con una velocidad promedio de 385 mmdiacutea Identificando

que el mejor medio para la produccioacuten del hongo es el Agar Extracto de Malta

(MEA)

En la figura 317 se observar el crecimiento de la cepa y determinar la velocidad

de crecimiento lineal en los medios de cultivo estudiados

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa

(Acosta-Urdapilleta et al 2010) manifiesta de que las velocidades maacutes altas de

crecimiento fueron de 9 mm diacutea utilizando sustratos hervidos encino lirio trigo y

avena y la menor velocidad 2 mm diacutea se dio con el tratamiento bajo cedro con

PDA obtiene velocidades de crecimiento de 17 a 35 mmdiacutea (Cruz Muntildeoz et al

2015) manifiesta que obtuvo velocidades de crecimiento de 48 mmdiacutea con

extracto de casuarina y 61 mmdiacutea con extracto de mango coincido con Acosta

(2016) en la velocidad al utilizar extracto PDA ya que en la presente investigacioacuten

obtuvimos velocidad de crecimiento 285 mmdiacutea sin embargo el mejor medio de

cultivo utilizado es MEA con 385 mmdiacutea

65

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de

Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

El objetivo de este acaacutepite es realizar una ficha para la conservacioacuten de la cepa de

Pycnoporus sanguineus

341 Introduccioacuten

Al determinar en queacute medio de cultivo tuvo mayor velocidad de crecimiento la

cepa seleccionada se deberiacutea tener un registro en un banco de recursos geneacuteticos

microbianos que garanticen la conservacioacuten de la cepa para en un futuro aprovechar

de manea sustentable el recurso fuacutengico

Ecuador posee un vasto territorio con una riqueza microbioloacutegica muy amplia y

poco estudiada por lo que la conservacioacuten de los recursos geneacuteticos propios de

nuestros ecosistemas resulta esencial para evitar la peacuterdida de biodiversidad y el

acceso a genomas y oportunidades diferentes a las de otras regiones geograacuteficas

Sin embargo nuestro paiacutes no posee auacuten una ley de Acceso a sus recursos geneacuteticos

ni tiene sistematizados los bancos donde estos recursos se conservan

El objetivo de establecer el banco de recursos geneacuteticos microbianos potenciales

para el desarrollo de la Biorefineria ecuatoriana mediante la identificacioacuten

aislamiento cultivo y conservacioacuten de cepas puras que permitan el maacuteximo

aprovechamiento de las materias primas utilizando como insumo la biodiversidad

ecuatoriana en el marco del desarrollo sostenible (Pineda 2016) banco de

recursos geneacuteticos microbianos es el reguardo inalterable del patrimonio geneacutetico

nacional de microorganismos Para esto se debe contar con infraestructura y

equipos de laboratorio contar con profesionales especialistas en el manejo

conservacioacuten y preservacioacuten de cepas nativas fuacutengicas A traveacutes de procesos de

liofilizacioacuten se conservan las cepas por un periodo determinado Respaldos de las

muestras y efectivas medidas de seguridad aseguraran que la cepa se mantendraacute en

condiciones oacuteptimas De esta manera se permitiraacute potenciar la innovacioacuten cientiacutefica

local y posesionar a Ecuador como un centro tecnoloacutegico siendo su principal

objetivo la conservacioacuten a largo plazo de cepas propios de la geografiacutea ecuatoriana

66

ya que estaacuten bajo permanente amenaza de desaparecer ya sea por acciones humanas

o situaciones naturales

Con la creacioacuten del banco de recursos geneacuteticos microbianos se lograriacutea

Preservar y proteger los recursos geneacuteticos

Contribuir y propiciar su uso ordenado racional y sustentable

Coadyuvar las acciones de recoleccioacuten aislamiento identificacioacuten

caracterizacioacuten potenciacioacuten uso y preservacioacuten

Difundir la importancia estrateacutegica de conservacioacuten del medio ambiente

entre a comunidad cientiacutefica y la poblacioacuten en general

Preservar proteger mejorar y promover el uso sustentable de la riqueza

geneacutetica del paiacutes

El hongo Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial

farmaceacuteutico En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la

sangre eliminar verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas

menopaacuteusicos y del vientre (Acosta 2016) Los cientiacuteficos del banco brasilentildeo

estaacuten intentando domesticar o producir en laboratorios el hongo Pycnoporus

sanguineus ya que tiene fines terapeacuteuticos por ejemplo sentildeala que la

especie Pycnoporus sanguineus es usada por indiacutegenas amazoacutenicos para tratar

uacutelceras y caacutencer Y agrega que si se lograse su cultivo artificial con cepas

vigorosas podriacutea servir en otros laboratorios para investigaciones de caraacutecter

quiacutemico y biotecnoloacutegico por sus propiedades farmacoloacutegicas (BBC 2015) La

definicioacuten de la produccioacuten anual de hongo fresco se realiza teniendo en cuenta las

poliacuteticas y estrategias concebidas dentro del Plan Nacional de Desarrollo del

Ecuador Entre las estrategias se establece el fomento a la produccioacuten para el

consumo interno mediante el apoyo financiero y teacutecnico a pequentildeos y medianos

productores y a las comunidades campesinas (SEMPLADES 2009) El costo de

cepas de Pycnoporus sanguineus no se encontroacute sin embargo el costo para otras

especies es de 150 USD por lo que tener conservada las cepas no solo seriacutea rentable

sino tambieacuten se deja abierto para futuras investigaciones

67

342 Ficha Pycnoporus sanguineus

68

69

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus

Codigo

Bacteria Hongo x

Denominacion de la cepa utilizada por el depositante

Si x No

Si No x

Si No x

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3

Humanos Animales Plantas

CEBA-T-PS-010116TIPO DE MICROORGANISMO

Nombre cientiacutefico

iquestConoce el tipo de cepa

iquestEl microorganismo alberga un plagravesmido natural

iquestSe manipulo geneacuteticamente al microorganismo

DESIGNACIOacuteN DE LA CEPA

Pycnoporus sanguineus

INFORMACIOacuteN RELATIVA

William Goacutemez

Ecuador

Napo Tena UTM 18 S 186563 9891708

1472016

Fuente

Paiacutes de origen

Provincia Ciudad si es posible latitud y longitud

Fecha de recoleccioacuten

5102016

Datos de muestreo

Aislamiento de la cepa

Provincia Ciudad donde fue aislado

Si no aisloacute la cepa siacutervase indicar a los cientiacuteficos o

laboratorios que lo hicieron

Aislado por

Imbabura Ibarra

Dr Julio Pineda

William GoacutemezRecolectado por

Fecha del aislamiento

Evaluacioacuten del riesgo

Grupo de riesgo

Patoacutegeno para

Temperatura 23 ordmC Tiempo de encuvacioacuten

iquestEste microorganismo sobrevive a la congelacioacuten Si x No

Nombre

Institucioacuten

Direccioacuten

Email

Teleacutefono

Fecha

Firma

26 dias

CRECIMIENTO Y MANTENIMIENTO

Meacutetodo usado para la identificacioacuten de la cepa Secuenciacioacuten ADN

Motivo del deposito (Aplicaciones biotecnologicas control de calidad etc) Conservacioacuten

INFORMACIOacuteN ADICIONAL

Requerieintos especiales (Luz gas etc)

Medio de cultivo Agar malta

1522017

IFORMACIOacuteN DE LA PERSONA QUE DEPOacuteSITA

William Goacutemez

CEBA

Tena 8-20 y Tungurahua

williamedissnyahooes

983000610

70

4 CONCLUSIONES

Se establecioacute un protocolo para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten

del hongo nativo Pycnoporus spp aislado de la ciudad del Tena lo cual

representa un aporte al desarrollo cientiacutefico y tecnoloacutegico

Por primera vez se desarrolla un procedimiento para la conservacioacuten de la cepa

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus por liofilizacioacuten meacutetodo que

garantiza la conservacioacuten de la especie por maacutes de 23 antildeos y su manejo de forma

sostenible generando valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana

Se establecioacute que el mejor medio para la produccioacuten de la cepa pura de

Pycnoporus sanguineus es el Agar Extracto de Malta con una velocidad de

crecimiento lineal de 385 mmdiacutea lo cual representa un aporte al desarrollo de

las tecnologiacuteas de produccioacuten fuacutengica

Se presenta una ficha y registro de la cepa Pycnoporus sanguineus lo cual

permitiraacute generar valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana y

principalmente la conservacioacuten de la especie

5 RECOMENDACIONES

Se recomienda aislar identificar y caracterizar nuevas especies nativas del

geacutenero Pycnoporus spp que permita incrementar el patrimonio del banco de

recursos geneacuteticos microbianos (BRGM)

Desarrollar la tecnologiacutea de produccioacuten de cepas nativas en las escalas de banco

y piloto con la finalidad de consolidar el Know How con posibilidades de

patentar los procedimientos

Desarrollar la tecnologiacutea a escala de laboratorio para la produccioacuten de biomasa

de cuerpo fructiacutefero de Pycnoporus spp con fines a su aplicacioacuten en la industria

farmaceacuteutica y enzimaacutetica

71

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87

7 ANEXOS

Anexo 1 Procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR

88

89

90

91

92

93

Anexo 2 Resultados anaacutelisis bromatoloacutegico Pycnoporus sanguineus

94

Anexo 3 Metabolitos producidos por las especies de Pycnoporus

Metabolito Especie Referencia

Lacasas P cinnabarinus P coccineus

P sanguineus

(Atteke y col 2013 Berrio Plou

Ballesteros Martiacutenez y Martiacutenez 2007

Camarero y col 2004 Camarero Ibarra

Martiacutenez y Martiacutenez 2005 ME Eugenio y

col 2010 Lu y col 2007b Machuca y

Ferraz 2001 Madhavi y Lele 2009

Munusamy y col 2008 Ramiacuterez-Cavazos y

col 2014 Sigoillot y col 2002 2004 Xu y

col 2000)

Peroxidasas extracelulares

(Lignin Versaacutetil y

Manganeso Peroxidasa)

P cinnabarinus P coccineus (Levasseur y col 2014 Machuca y Ferraz

2001)

Celulasas

(β-glucosidasas

Xilanasas)

P cinnabarinus P coccineus (Bey Berrin Poidevin y Sigoillot 2011

Machuca y Ferraz 2001 Sigoillot y col

2002)

Celobiosa deshidrogenasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col 2002)

Galactosidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara Hayashi y

Mitsutomi 1981)

DDMP P sanguineus (Teoh y col 2011)

Poliporina P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col 2003)

Cinabarina (3-fenoxacina) P sanguineus P cinnabarinus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Cruz Muntildeoz y col 2015a Dias

y Urban 2009 A Smacircnia y col 2003 E de

F A Smacircnia y col 1998)

O-acetyl-cinabarina P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Dias y Urban 2009 Gocenoglu

y Pazarlioglu 2014)

Tramesanguina P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez

Adame y col 2010)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Pycnoporina P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

95

Metabolito Especie Referencia

2-amino-fenoxazin-3-ona P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Pycnosanguina eacuteter

fenoxacina

P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Dias y Urban

2009)

5-6- dihidroergosterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol peroacutexido P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings Pilawa

Theobald y Berger 2001 Stentelaire y col

2000)

96

Anexo 4 Principales compuestos bioactivos obtenidos de Pycnoporus spp

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Lacasas Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Eggert y col 1996 Machuca y

Ferraz 2001 Sigoillot y col 2002

Xu y col 2000)

P sanguineus (Ramiacuterez-Cavazos y col 2014)

Antiinflamatoria P cinnabarinus (Madhavi y Lele 2009)

Biorremediacioacuten de aguas

residuales

P coccineus (Berrio y col 2007 Jaouani

Guilleacuten Penninckx Martiacutenez y

Martiacutenez 2005)

P cinnabarinus (Munusamy y col 2008)

Degradacioacuten de colorantes

sinteacuteticos

P cinnabarinus (Camarero y col 2005)

P sanguineus (Atteke y col 2013 Lu y col

2007b)

Blanqueo de pulpa para papel P cinnabarinus (Camarero y col 2004 Sigoillot y

col 2004)

P sanguineus (ME Eugenio y col 2010)

Peroxidasas

totales

Enzima ligninoliacutetica P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Lignin

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Manganeso

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Versaacutetil

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

β-glucosidasas Enzimas celulasas P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

P cinnabarinus (Bey y col 2011)

Xilanasas Enzimas celulasas P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col

2002)

P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Celobiosa

deshidrogenasa

Enzima oxidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoilloty col

2002)

Galactosidasa Enzima hidrolasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara y col

1981)

DDMP Antifuacutengico P sanguineus (Teoh y col 2011)

97

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Poliporina Anmicrobiano P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col

2003)

Cinabarina (3-

fenoxacina)

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010

Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Antimicrobiana P sanguineus (E de F A Smacircnia y col 1998)

Antiviral P sanguineus (A Smacircnia y col 2003)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

O-acetyl-

cinabarina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido

cinabariacutenico

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Antibacterial P cinnabarinus (Gocenoglu y Pazarlioglu 2014)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Tramesanguina Pigmento P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Pycnoporina Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina Pigmento P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

2-amino-

fenoxazin-3-ona

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

pycnosanguin

eacuteter fenoxazina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antimocrobiano P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antiviral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

5-6-

dihidroergostero

l

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol

peroacutexido

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina Saborizante aromatizante P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings y

col 2001 Stentelaire y col 2000)

98

Page 12: MAESTRIA EN GESTIÓN SUSTENTABLE DE RECURSOS NATURALES

11

ABREVIATURAS

BRGM Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos

EE Extracto Eteacutereo o grasa bruta

ELN Elementos Libres de Nitroacutegeno

FEL Fermentacioacuten Estado Liacutequido

FES Fermentacioacuten Estado Solido

IANCEM Ingenio Azucarero del Norte Compantildeiacutea de Economiacutea Mixta

LSD Diferencia Miacutenima Significativa

MAE Ministerio del Ambiente Ecuador

MAISFCI Modelo de Atencioacuten Integral de Salud Familiar Comunitario

e Intercultural

MEA Agar Malta Dextrosa

ODM Objetivos de Desarrollo del Milenio

PDA Agar Papa Dextrosa

SEMPLADES Secretaria Nacional de Planificacioacuten y Desarrollo

WFP Proyecto Mundial de Alimentacioacuten

12

IacuteNDICE DE CONTENIDO

RESUMEN 9

SUMMARY 10

1 PROBLEMA 17

11 Introduccioacuten 17

12 Situacioacuten probleacutemica 18

13 Problema cientiacutefico 19

14 Objetivos de la investigacioacuten 19

15 Hipoacutetesis 20

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA 21

21 La salud un desafiacuteo global 21

211 Situacioacuten actual 21

212 Situacioacuten futura 21

213 Propuestas al desafiacuteo 21

22 Geacutenero Pycnoporus spp 22

221 Recoleccioacuten 22

222 Aislamiento 24

223 Identificacioacuten 26

224 Caracterizacioacuten 26

225 Conservacioacuten 27

23 Produccioacuten de Biomasa 30

231 Paraacutemetros de operacioacuten 30

232 Medios de cultivo 30

233 Incubacioacuten 31

24 Produccioacuten de metabolitos 32

241 Cinnabarina 32

242 Vainillina 33

13

243 Enzimas ligninoliacuteticas 33

244 Inductores 34

25 Importancia industrial 36

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos 36

252 Control bioloacutegico 37

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico 37

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios 38

26 Marco legal 38

3 MARCO METODOLOacuteGICO 47

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa Pycnoporus

spp helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47

311 Materiales y meacutetodos 48

3111 Aislamiento 48

3112 Identificacioacuten 49

3113 Caracterizacioacuten 50

312 Resultados y discusioacuten 50

3121 Aislamiento 50

3122 Identificacioacuten 54

3123 Caracterizacioacuten 55

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus 56

321 Materiales y meacutetodos 56

322 Resultados y discusioacuten 57

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus 60

331 Materiales y meacutetodos 60

332 Resultados y discusioacuten 61

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos (BRGM) 65

14

341 Introduccioacuten 65

342 Ficha Pycnoporus sanguineus 67

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus 69

4 CONCLUSIONES 70

5 RECOMENDACIONES 70

6 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 71

7 ANEXOS 87

15

IacuteNDICE DE FIGURAS

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten 23

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente 28

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de

Pycnoporus sanguineus 47

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus 48

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de

Pollalesta discolor 49

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno 51

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA 51

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo 52

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo 52

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus

sanguineus 53

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

56

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten 57

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten 58

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus 58

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada 59

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de

Pycnoporus sanguineus 60

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

62

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa 64

16

IacuteNDICE DE TABLAS

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp 24

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp 25

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL 35

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES 35

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada 61

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio 63

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher 63

17

1 PROBLEMA

11 Introduccioacuten

Los hongos son imprescindibles para el funcionamiento de la vida Sin ellos la

acumulacioacuten de residuos orgaacutenicos formariacutea enormes cementerios de cadaacuteveres

vegetales y animales produciendo grandes trastornos en la naturaleza (Zeikus

1981) La cadena troacutefica se modificariacutea de tal manera que provocariacutea la

desaparicioacuten de muchas especies (de Diego Calonge 2009)

Pycnoporus spp ha sido durante mucho tiempo utilizado en la medicina popular

de Aacutefrica y Ameacuterica para tratar numerosas enfermedades Los extractos de este

hongo son demostrados por poseer ingredientes bioactivos involucrados en

tratamiento antitumoral y actividades antioxidantes (Cao Zhang amp Xu 2014) Por

el potencial lignoceluliacutetico y los metabolitos secundarios de este hongo es

importante la buacutesqueda de sustancias antivirales antioxidantes antifuacutengicas y

antibacterianas (Smacircnia et al 2003) Se cuenta con el recurso natural pero no se

han realizado estudios de como producir y conservar la cepa nativa (Cruz Muntildeoz et

al 2015a)

Se pretende aportar con un banco de recursos geneacuteticos con la posibilidad de que

esta cepa sea utilizada en el sector farmaceacuteutico por su actividad bioloacutegica

antioxidante antifuacutengica y antibacterial (Smacircnia et al 1995) y en el sector textil

ya que produce un pigmento extraiacutedo llamado cinnabarin que se utiliza para la

decoloracioacuten parcial y completa de ciertos tintes (Schliephake Lonergan Jones amp

Mainwaring 1993) en el sector alimentario para la produccioacuten de vainilla (Zheng

et al 2007)

En teacuterminos econoacutemicos la implementacioacuten de este proyecto a escala industrial

generariacutea ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa

nativa ecuatoriana Pycnoporus spp Por ejemplo la vainilla natural producida por

el hongo tiene un costo en el mercado de 4000 USDKg ingresos que se quedariacutean

en manos de los productores nacionales Ademaacutes la creacioacuten de estas industrias

generariacutea fuentes de trabajo y ayudariacutea al aumento de la balanza comercial nacional

18

En teacuterminos ambientales el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de

compuestos recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su

sistema enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en

aserraderos (Kirk 1971) Adicionalmente el aislamiento y almacenamiento de la

cepa nativa de Pycnoporus spp en Bancos de Recursos Geneacuteticos con fines

industriales y acadeacutemicos promoveriacutea la preservacioacuten de la especie

En el aacutembito social se mejorariacutea el nivel educativo de la poblacioacuten en teacuterminos

de preservacioacuten y aprovechamiento de la biodiversidad fuacutengica de la cual no se

tiene maacutes conocimiento que los usos ancestrales (Hawksworth 1991) Ademaacutes

mejorariacutea la calidad de la salud de la poblacioacuten gracias a sus propiedades

medicinales ya comprobadas cientiacuteficamente por lo que su potencial en la

industria farmaceacuteutica es grande

La academia se veriacutea favorecida a su vez gracias a la recopilacioacuten de meacutetodos y

datos teacutecnicos necesarios para la conservacioacuten y almacenamiento de la cepa

facilitando el desarrollo de investigaciones de caraacutecter quiacutemico y biotecnoloacutegico

(Cruz 2004)

12 Situacioacuten probleacutemica

En el campo de la salud el no aprovechamiento de los metabolitos fuacutengicos

provocariacutea un caos en el tratamiento de ciertas enfermedades ya que muchos

medicamentos son producidos a partir de estos (Chang amp Miles 2004) Hay que

recordar el papel que desempentildea la penicilina descubierta por Fleming en 1928 a

partir del hongo Penicillium notatum para el tratamiento de las infecciones ( Valdeacutes

et al 1998) En la actualidad se conoce miles de sustancias medicinales producidos

por hongos y pronto saldraacuten maacutes incluso capaces de combatir el SIDA (Calonge

2009)

No obstante muchas especies de hongos estaacuten bajo amenaza de desaparecer

como consecuencia del deterioro o destruccioacuten de los ecosistemas (Hernaacutendez

Gonzaacutelez Hernaacutendez Herrera amp Camino 2014)

19

El Ecuador es un paiacutes pequentildeo pero uno de los maacutes biodiversos por su ubicacioacuten

espacial (Estrella Manosalvas Mariaca amp Ribadeneira 2005) El 18 de la

superficie nacional considerada como aacuterea protegida para la conservacioacuten de la

riqueza natural (MAE 2008) El aprovechamiento sostenible de la biodiversidad

nacional es promovido por el Plan Nacional para el Buen Vivir que enfatiza en el

bioconocimiento y su aplicacioacuten para la produccioacuten de nuevos bienes y servicios

ecoloacutegicamente sustentables suscitando al cambio de la matriz productiva

(Senplades 2009)

13 Problema cientiacutefico

Se evidencia limitado conocimiento en el manejo sustentable del geacutenero fuacutengico

Pycnoporus spp nativa ecuatoriana hacieacutendose necesario el establecimiento de

protocolos para aislamiento conservacioacuten purificacioacuten produccioacuten especiacutefica de

cepas nativas propagacioacuten o crecimiento celular en medios artificiales o naturales

y produccioacuten

Objeto

El proceso de produccioacuten y conservacioacuten de la especie nativa ecuatoriana de

Pycnoporus spp

Campo

Conservacioacuten de los recursos geneacuteticos microbianos

14 Objetivos de la investigacioacuten

Objetivo General

Desarrollar un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus mediante procesos que permitan la

conservacioacuten del recurso natural fuacutengico y su aprovechamiento de manera

sustentable

20

Objetivos especiacuteficos

Aislar identificar y caracterizar la especie fuacutengica de Pycnoporus

sanguineus

Desarrollar un protocolo para la conservacioacuten de la especie

Seleccionar el mejor medio de cultivo para la produccioacuten de Pycnoporus

spp a traveacutes de la velocidad de crecimiento lineal

Disentildear una ficha de cepas microbianas puras para su conservacioacuten en

el Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

15 Hipoacutetesis

Hipoacutetesis alternativa

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

Hipoacutetesis nula

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus no se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

21

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA

21 La salud un desafiacuteo global

Es una realidad compleja a traveacutes de un enfoque interdisciplinario que supera

los liacutemites del paradigma positivista de la ciencia claacutesica (Alcaacutentara-Moreno

2008) depende de la interaccioacuten de muacuteltiples factores sociales poliacuteticos

econoacutemicos culturales y cientiacuteficos (Roberto Bricentildeo-Leoacuten 2000) y responde a

una condicioacuten histoacuterica ya que la visioacuten particular de la sociedad va cambiando con

el tiempo (Ritzer 2001)

211 Situacioacuten actual

Dentro de los objetivos del desarrollo sostenible (2015) el objetivoacute 3 comprende

garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades La

participacioacuten mancomunada de los paiacuteses para cumplir los ODM ha desencadenado

en el movimiento contra la pobreza maacutes exitoso de la historia especialmente en

temas de salud y alimentacioacuten mundial

212 Situacioacuten futura

La Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS 2013) ha pedido a los paiacuteses que

sigan invirtiendo en investigaciones de aacutembito nacional con el objetivo de poner

en marcha un sistema de cobertura sanitaria universal adaptado a las necesidades

particulares de cada paiacutes

213 Propuestas al desafiacuteo

Estudios de casos realizados en muchos paiacuteses demuestran la importancia que

tienen las investigaciones nacionales y mundiales en la mejora de la salud

investigaciones que abarcan desde la prevencioacuten y el control de enfermedades

especiacuteficas hasta la mejora del funcionamiento de los sistemas de salud

22

22 Geacutenero Pycnoporus spp

Entre muchos hongos de pudricioacuten blanca el geacutenero Pycnoporus spp es un

geacutenero representativo de la familia Polyporaceae que se encuentra ampliamente

distribuido a nivel mundial en zonas templadas y tropicales donde tiene gran

importancia en la regulacioacuten del ciclo de carbono (Zeikus 1981) Forma un grupo

cosmopolita de cuatro especies Pycnoporus puniceus Pycnoporus cinnabarinus

Pycnoporus sanguineus Pycnoporus coccineus (Lesage-Meessen et al 2011) A

principios de 1990 el geacutenero Pycnoporus se perfiloacute como una alternativa para la

consecucioacuten de compuestos enzimaacuteticos viables en la degradacioacuten eficiente de

biomasa y la obtencioacuten de metabolitos secundarios de intereacutes como antioxidantes

(Borderes Costa Guedes amp Tavares 2011a) antibacterianos (A Smacircnia et al

1995) y antiparasitarios (Correa et al 2005)

Pese a que los hongos del geacutenero Pycnoporus spp no son especies comestibles

su importancia radica en la capacidad de degradar eficientemente compuestos

lignoceluloacutesicos (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) lo que les confiere un

gran potencial para ser usados en procesos biotecnoloacutegicos de degradacioacuten de

residuos agriacutecolas hasta azuacutecares fermentables uacutetiles en la produccioacuten de etanol y

otros productos biotecnoloacutegicos de alto valor comercial (Call 1994 Zeikus 1981)

Diversas investigaciones han estudiado las condiciones oacuteptimas para la obtencioacuten

de compuestos sintetizados por este geacutenero y la influencia de diversos factores

logrando un mejor control del bioproceso y una mejor comprensioacuten del

metabolismo de Pycnoporus spp (Falconnier et al 1994 Lesage-Meessen et al

2011 Levasseur et al 2014 Liu et al 2015 Piscitelli et al 2011 Rivera-Hoyos et

al 2013)

221 Recoleccioacuten

Para la recoleccioacuten es necesario conocer de antemano las caracteriacutesticas

macroscoacutepicas del cuerpo fructiacutefero del hongo (Ortiz et al 2016) Pycnoporus spp

posee un basidioma en forma de abanico (flabeliforme) maacutes o menos aplanado de

color naranja intenso y un margen redondeado de color similar al resto del

23

carpoacuteforo su tamantildeo puede variar entre 3 a 10 cm de ancho y su carne variacutea de

corchoso a duro Se encuentra adherido al sustrato por la base y ocasionalmente

los bordes son cofluentes es decir que se peguen con los de los basidiomas

contiguos En la zona de unioacuten con el sustrato el basidioma es maacutes grueso

pudiendo alcanzar los 3 cm de grosor mientras en los bordes es maacutes delgado

alcanzando menos de 1 cm de grosor (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016

Papinutti 2013) Se puede observar a simple vista que el himenio de este geacutenero

posee poros por donde libera las esporas (Alexopoulos amp Beneke 1962) los cuales

pueden alcanzar entre 2-3 cm de diaacutemetro y una forma de redondeada u oblonga

(Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) En la figura 21 se pueden apreciar las

caracteriacutesticas generales del geacutenero

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Macroscoacutepicamente las especies son diferenciables entre siacute por ejemplo P

sanguineus tiene un color maacutes rojizo que su homologo P cinnabarinus ademaacutes

tiene una base estrecha que le da la apariencia de subestipitado mientras P

cinnabarinus es seacutesil Este uacuteltimo tiene a su vez una superficie pileacuteica libre o escasa

de vellosidades a diferencia de P fulgens con el cual suele asemejarse por la

24

coloracioacuten del carpoacuteforo (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016 Papinutti

2013)

Pycnoporus spp suele encontrarse en sustratos lignoceluloacutesicos en

descomposicioacuten sobre los cuales crece naturalmente (Borderes Costa Guedes amp

Tavares 2011b) Una vez reconocido el hongo y recolectado su cuerpo fructiacutefero

se deben tomar apuntes acerca de los diferentes substratos en donde fue encontrado

(tierra madera en descomposicioacuten mantillo del bosquehellip) (Chanona-Goacutemez

Andrade-Gallegos Castellanos-Albores amp Saacutenchez 2007) las coordenadas y la

temperatura ambiental En la tabla 21 se listan algunos materiales lignoceluloacutesicos

de donde se han recolectado las cepas de Pycnoporus spp

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp

Especie Material vegetal en descomposicioacuten Referencia

P sanguineus Madera de casuarina y mango (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Madera contaminada con petroacuteleo (Acosta-Urdapilleta Alonso-

Paz Rodriacuteguez Adame y col

2010 Quiroz-Castantildeeda y col

2009)

Troncos de palma (Achenbach y Blumm 1991)

Encino (Chanona-Goacutemez y col 2007)

Madera de Parkia oppositifolia (Esposito Innocentini-Mei

Ferraz Canhos y Duraacuten 1993)

P cinnabarinus Madera de pino (Eggert Temp y Eriksson 1996)

Troncos quemados (Guzmaacuten 1979)

P coccineus Eucalipto (Machuca y Ferraz 2001)

222 Aislamiento

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura (Cruz

Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

25

2000b Schliephake et al 1993) Es necesario haber adicionado cloranfenicol

(200 g l) a los medios de cultivo para evitar contaminaciones bacterianas

(Henrique Rosa y col 2003) Seguacuten Correa y colaboradores (2005) el MEA es el

medio oacuteptimo para el crecimiento micelial posterior a la purificacioacuten mientras que

Acosta-Urdapilleta y colaboradores (2010) afirman que es el Agar Harina Integral

de Trigo (HTIA por sus siglas en ingleacutes) Por su parte Cruz-Muntildeoz y

colaboradores (2015) aseveran que los medios de cultivo oacuteptimos son los que

contienen extracto del material vegetal de donde se recolectoacute el hongo En la tabla

22 se mencionan los principales medios de cultivo empleados para el aislamiento

de Pycnoporus spp

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp

Especie Medio de cultivo Referencia

P sanguineus Agar Papa Dextrosa (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a E de F A

Smacircnia Smacircnia Juacutenior y Loguercio-

Leite 1998 Vikineswary y col 2006)

Agar Harina Integral de Trigo (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a)

Agar Extracto de Malta (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Atteke

y col 2013 Cruz Muntildeoz y col 2015a

Machuca y Ferraz 2001 Schliephake y

col 1993 Uzan y col 2010)

Medios afines al material vegetal de

donde se recolectoacute (Agar Extracto de

Casuarina Agar Extracto de Mango)

(Cruz Muntildeoz y col 2015)

Medio Czapek-Dox con sulfato de

manganeso algunas veces adicionado

con extracto de semillas de guisantes

o salvado de trigo

(Boumlse 1946)

P

cinnabarinus

Agar Extracto de malta (American Type Culture Collection

2016a)

26

Especie Medio de cultivo Referencia

Agar Extracto de levadura (American Type Culture Collection

2016b)

Agar Papa Dextrosa (FuQuan y QiJin 2008)

223 Identificacioacuten

Microscoacutepicamente se pueden identificar cuatro tipo de hifas 1) las de los tubos

o poros que son de pared delgada ramificadas y se tintildeen con fioxina 2) las del

margen y el piacuteleo que son un poco maacutes gruesas no ramificadas no se tintildeen con

fioxina y usualmente tienen graacutenulo anaranjados que se disuelven en KOH 3) las

de la zona de transicioacuten y tubos que tienen grosor variable y se disponen en capas

y 4) las que se encuentran uacutenicamente en la zona de transicioacuten que son delgadas

con ramificaciones cortas y recurvadas (Papinutti 2013) Para la diferenciacioacuten

entre P sanguineus y P cinnabarinus es necesario saber que el primero tiene un

sistema de hifas dimiacutetico mientras el del segundo es trimiacutetico (Asociacioacuten

Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) Para evitar vacilaciones lo maacutes preciso es realizar

pruebas a nivel molecular mediante extraccioacuten del ADN ribosomal y su

amplificacioacuten secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes

(Cruz Muntildeoz et al 2015a)

224 Caracterizacioacuten

Para la determinacioacuten de las condiciones oacuteptimas de crecimiento y la produccioacuten

de metabolitos secundarios se toman discos (5 mm de diaacutemetro) de PDA con

micelio del borde radial de cultivos de 30 diacuteas de edad y se depositan en nuevas

cajas de petri con medio de cultivo acorde con lo que se quiera medir o producir se

incuba por 30 diacuteas maacutes a 23 degC con luz blanca continua (Curz et al 2015a) El

crecimiento micelial no de manera obligatoria estaacute relacionado con la produccioacuten

de metabolitos secundarios (Baumer Mas Diego Pacheco Morgado amp Furigo

2008) Los metabolitos primarios y secundarios producidos por el geacutenero

Pycnoporus spp variacutean dependiendo de la especie y condiciones de cultivo (Acosta

Paz Rodriacuteguez Adame amp col 2010) una vez extraiacutedos en alguacuten tipo de solvente

27

seguacuten el experimento ejecutado se identifican por cromatografiacutea de capa fina

mediante comparacioacuten de los frentes de retencioacuten (Cruz et al 2015a) cromatografiacutea

de gases o espectrometriacutea de masas (Teoh Don y Ujang 2011) En el anexo 3 se

nombran los principales metabolitos producidos por Pycnoporus spp

Es necesario realizarle a la cepa purificada ensayos de actividad enzimaacutetica para

identificar algunos usos potenciales a nivel industrial Como eacuteste geacutenero pertenece

a los hongos de pudricioacuten blanca se deben realizar ensayos de actividad

ligninoliacutetica celuloliacutetica hemiceluloliacutetica de acuerdo con el Manual de Micologiacutea

Experimental de la Universidad de Buenos Aires (Forchiassin et al 2014) Las

enzimas ligninoliacuteticas maacutes abundantes en eacuteste hongo son las lacasas (Eggert et al

1996) lo que facilita su proceso de purificacioacuten Se habiacutea llegado a pensar que la

produccioacuten de peroxidasas extracelulares era nula (Machuca amp Ferraz 2001)

225 Conservacioacuten

La cepa debe ser almacenada en refrigeracioacuten a 4 ordmC para que no pierda su

viabilidad (Borderes et al 2011b Schliephake et al 1993) Aunque existen otros

meacutetodos que tambieacuten pueden emplearse Inmersioacuten en agua destilada inmersioacuten en

aceite mineral liofilizacioacuten congelacioacuten repique (Ortiz et al 2016) La

temperatura de congelacioacuten es de -80 degC en hielo seco o nitroacutegeno liacutequido y la de

liofilizacioacuten de 2 a 8 degC Cada vez que se vaya a usar la cepa limpie su envase con

etanol al 70 y transfiera aseacutepticamente (American Type Culture Collection

2016a 2016b Uzan amp col 2010) El periacuteodo de viabilidad para algunos hongos

conservados bajo este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith amp Onions 1994) En la figura

22 se observa un laboratorio apto para la obtencioacuten de recursos geneacuteticos fuacutengicos

28

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Meacutetodos a corto plazo que ayudan a la conservacioacuten de la cepa se aplica cuando

su uso es generalmente frecuente (Garciacutea amp Uruburuacute 1991) dentro de estos

meacutetodos se tendriacutea

El cultivo seriado consiste en resembrar al microorganismo cada cierto tiempo

en un medio adecuado este meacutetodo es vaacutelido para periacuteodos de 15 diacuteas se incrementa

la posibilidad de contaminacioacuten de la cepa (Mateos 2002)

La conservacioacuten por suspensioacuten en agua destilada es un meacutetodo sencillo

econoacutemico y seguro capaz de garantizar la supervivencia de cultivos fuacutengicos por

periacuteodos prolongados de dos hasta siete antildeos (Jong amp Birmingham 2001) Consiste

en suspender en agua esteacuteril ceacutelulas de cultivo como conidias esporas picnidios

esclerocidos (Bueno 1998)

La conservacioacuten con aceite mineral consiste en recubrir con aceite mineral

esteacuteril un cultivo que se encuentre en condiciones oacuteptimas de crecimiento micelial

y esporulacioacuten generalmente (Jong amp Atkins 1986) esta teacutecnica disminuye la

deshidratacioacuten del medio es utilizado en pequentildeas colecciones cuando la

liofilizacioacuten no resulta econoacutemica (Jong ampBirmingham 2001) Un amplio rango

de hongos a sobrevivido por este meacutetodo por un periacuteodo de 12 a 30 meses (Smith

et al 1994)

La desecacioacuten es un meacutetodo de conservacioacuten que reduce draacutesticamente el

metabolismo Sin embargo no todos los microorganismos sobreviven a estos

29

meacutetodos de secado por lo que se hace necesario antildeadir agentes protectores (leche

descremada glumato soacutedico al 10) La conservacioacuten en suelo es una teacutecnica que

ha sido usada ampliamente en laboratorios industriales para el mantenimiento de

cultivos de importancia comercial (Jong et al 1985) Este meacutetodo es usado para

cultivos que producen esporas y estructura de resistencia las cepas pueden

almacenarse en diferentes sustratos como arena papel filtro El meacutetodo consiste en

esterilizar y secar el suelo el cual es utilizado como medio absorbente con una

pequentildea cantidad de inoacuteculo preserva la viabilidad en un periacuteodo de tres a ocho

antildeos (Jong et al 2001)

Meacutetodos a largo plazo son los mejores porque en ellos se paraliza el crecimiento

de las ceacutelulas microbianas pero estas no han muerto Asiacute se garantiza el maacuteximo

de estabilidad geneacutetica (Garciacutea et al 1991) dentro de estos meacutetodos se tendriacutea

La liofilizacioacuten Es un proceso en el cual se congela el producto y posteriormente

se introduce en una caacutemara al vaciacuteo para realizar la separacioacuten del agua por

sublimacioacuten es otro de los meacutetodos de conservacioacuten de hongos por tiempo

prolongado Si bien es muy recomendado requiere contar con un liofilizador lo

que no siempre estaacute al alcance de todos los investigadores La liofilizacioacuten es un

proceso de conservacioacuten que tambieacuten involucra la deshidratacioacuten de las conidias o

cualquier otra estructura propagativa (Ames nd) El periacuteodo de viabilidad para

algunos hongos conservados por este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith et al 1994)

La criocongelacioacuten se basa en la utilizacioacuten de una temperatura

extremadamente friacutea para poder disminuir de forma controlada las funciones vitales

del organismo que se pretende conservar y que eacuteste se conserve vivo pero

ldquodormidordquo durante un periacuteodo de tiempo muy elevado sin que pierda sus

propiedades su principio radica en que toda ceacutelula tejido u organismo sometido a

bajas temperaturas disminuye sus funciones vitales permaneciendo en estado de

dormancia por periacuteodos prolongados es decir sus actividades metaboacutelicas estaacuten

suprimidas (Pasarellt amp McGinnis 1992 Rico et al 2004)

30

23 Produccioacuten de Biomasa

La obtencioacuten de compuestos derivados de la produccioacuten de Pycnoporus spp se

realiza mediante procesos fermentativos que pueden llevarse a cabo en medios de

crecimiento liacutequidos (Fermentacioacuten en Estado Liacutequido FEL) o soacutelidos

(Fermentacioacuten en Estado Soacutelido FES) Investigaciones efectuadas por Acosta-

Urdapilleta y colaboradores (2010) indican que los metabolitos primarios y

secundarios producidos por el geacutenero Pycnoporus dependen de la especie y las

condiciones de cultivo del mismo

231 Paraacutemetros de operacioacuten

El nivel de humedad del sustrato ejerce un efecto significativo en el proceso de

FES recomendaacutendose una humedad del 70 (Annuar Sammantha Murthy amp

Sabanatham 2010) Asiacute mismo el aumento del oxiacutegeno en el ambiente favorece

la tasa y la extensioacuten de la degradacioacuten de la biomasa por parte de Pycnoporus spp

(Hatakka amp Uusi-Rauva 1983) lo que se traduce en un aumento de la

bioconversioacuten Por otro lado el pH del medio de cultivo estaacute directamente

relacionado con el crecimiento del micelio daacutendose un mayor descenso de pH en

medios que presentan mayor crecimiento micelial (Holler amp Brooks 1980) No

obstante la mayoriacutea de estos estudios han sido realizados en condiciones in vitro

no contemplando la influencia de factores que pueden modificar los resultados en

procesos a mayor escala (Behrentz amp Giraldo 1993)

232 Medios de cultivo

Las fuentes de carbono comuacutenmente usadas en los procesos de FEL son lactosa

maltosa glucosa fructuosa extracto de levadura harinas de algunos cereales entre

otros (Chegwin A amp Nieto R 2013 Suaacuterez Arango amp Nieto 2013) La glucosa y

la fructosa permiten obtener una alta densidad de biomasa pues son maacutes faacuteciles de

asimilar que la maltosa no obstante pueden ser inhibidores de reacciones

metaboacutelicas secundarias del hongo (Ander Eriksson y Yu 1983) Los

suplementos de medios de cultivo maacutes utilizados son tartrato de diamonio tartrato

31

disoacutedico KH2PO4 CaCl2H2H2O MgSO4middot7H2O FeSO4middot7H2O ZnSO4middot7H2O

MnSO4middotH2O CuSO4middot5H2O y extracto de levadura (Eggert et al 1996 Gocenoglu

yPazarlioglu 2014 Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

2000a Levasseur e al 2014)

Pycnoporus spp puede cultivarse faacutecilmente a escala de laboratorio y en planta

piloto obteniendo altos rendimientos de produccioacuten a partir del uso de substratos

como almidoacuten extracto de malta maltosa metilcelulosa sacarosa dextrosa

caldos suplementados con extracto de levadura yo fosfoliacutepidos (Holler amp Brooks

1980 Oddou Stentelaire Lesage-Meessen Asther amp Colonna Ceccaldi 1999)

salvado de maiacutez salvado de trigo y salvado de arroz (FuQuan amp QiJin 2008

Levasseur et al 2014 Zimbardiet al 2016) tambieacuten se reporta el uso de residuos

agroindustriales como el bagazo de la cantildea de azuacutecar residuos de cultivo de

plaacutetano virutas de madera caacutentildeamo caacutescaras de algodoacuten hojas de palma de aceite

y residuos de frutas (Annuar et al 2010 Leŝtan Ŝtrancar amp Perdih 1990)

Existe una estrecha relacioacuten entre el aumento del crecimiento micelial del hongo

con el carbono total disponible en el medio de cultivo (Holler amp Brooks 1980) El

raacutepido crecimiento del hongo en medios pobres sobre todo cuando no se antildeade

ninguna fuente de carbono puede ser causado por la expansioacuten de su micelio como

estrategia para evitar la inanicioacuten (Levasseur et al 2014) Levasseur y

colaboradores (2014) sugieren que un alto contenido de lignina en el medio de

cultivo inhibe el crecimiento de P cinnabarinus en condiciones de cultivo en donde

la lignina es la uacutenica fuente de carbono disponible

233 Incubacioacuten

La mayoriacutea de estudios de estimacioacuten de la velocidad de crecimiento micelial

se realizan midiendo el diaacutemetro del micelio del hongo en las placas de petri sin

embargo el crecimiento tambieacuten se relaciona con la densidad de micelio en el

medio (Royse 1997)

FuQuan y QiJin (2008) estudiaron el crecimiento de Pcinnabarinus por FES en

bolsas con 075 kg de salvado de trigo y aserriacuten suplementado con sacarosa y

CaCO3 a una temperatura de crecimiento de 25 a 30 ordmC un pH 70 y una humedad

32

del sustrato del 60 al 65 logroacute una colonizacioacuten completa del micelio despueacutes

de los 26 a los 30 diacuteas y la obtencioacuten de carpoacuteforos transcurridos 32 diacuteas despueacutes

de la aparicioacuten de los primordios

Holler y Brooks (1980) estudiaron el crecimiento del micelio de P cinnabarinus

por FEL utilizando extracto de malta suplementado con NaNO3 K2HPO4

MgSO47H2O KCL y FeSO47H2O y sacarosa a partir de una suspensioacuten de

esporas y tacos de agar con micelio se cultivoacute a 28 ordmC por un intervalo de 4 diacuteas

El medio de levadura-extracto de almidoacuten mostroacute el mayor aumento de peso seco

del micelio (10638 mg) en comparacioacuten con el medio extracto de madera (0336

mg)

24 Produccioacuten de metabolitos

241 Cinnabarina

La produccioacuten de cinnabarina puede realizarse in vitro en medios soacutelidos y

liacutequidos o in vivo a partir de los basidiocarpos cuya obtencioacuten es maacutes faacutecil Las

mayores concentraciones de este pigmento se obtienen en Agar Papa Dextrosa

(PDA por sus siglas en ingleacutes) y Agar Extracto de Malta (MEA por sus siglas en

ingleacutes) mientras el mayor crecimiento micelial se obtiene en medios conformados

por los extractos de los materiales lignoceluloacutesicos de donde las cepas fueron

aisladas (Cruz Muntildeoz et al 2015b) Baumer y colaboradores (2008) indican que la

velocidad de crecimiento del hongo no implica necesariamente una mayor

produccioacuten de cinnabarina Investigaciones efectuadas por Acosta-Urdapilleta y

colaboradores (2010) sugieren que el mejor sustrato para producir cinnabarina en

primordios de P sanguineus es el aserriacuten de pino seguido por el de encino y el de

cedro sin importar la cepa utilizada En dichos experimentos el contenido promedio

del cinnabarina en cajas de petri fue de 6-9 mg g de micelio mientras en primordios

del hongo fue de 56 mgg de micelio y en cuerpos fructiacuteferos bien desarrollados de

68 mgg de carpoacuteforo La ventaja de usar basidiocarpos en vez de primordios para

la extraccioacuten de cinnabarina es la posibilidad de realizar hasta dos o maacutes cosechas

del hongo lo que requiere de 242 a 356 diacuteas Sin embargo el cultivo en caja de

petri permite obtener cinnabarina mucho maacutes raacutepido entre 7 a 15 diacuteas con una

33

mayor actividad antioxidante (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez M

Adame amp col 2010) Hay que evaluar la situacioacuten si la cinnabarina es requerida

para investigaciones conviene producir el hongo en cajas de petri pero si es

requerida para uso industrial conviene maacutes producir primordios o cuerpos

fructiacuteferos

242 Vainillina

El hongo P cinnabarinus fue cultivado por Falconnier y colaboradores (1994)

utilizando un medio que conteniacutea maltosa como fuente de carbono tartrato de

diamonio como fuente de nitroacutegeno y suplementos como KH2PO4 CaCl2 MgSO4

y extracto de levadura obteniendo una concentracioacuten en el medio de cultivo de 64

mgL de vainillina En comparacioacuten Oddou y colaboradores (1999) demostraron

que este hongo basidiomiceto presenta una mayor produccioacuten de vainillina (760

mgL) usando una mezcla compuesta por fosfoliacutepidos y glucosa obteniendo

ademaacutes una gran densidad de biomasa fuacutengica El proceso fermentativo se llevoacute a

cabo en un biorreactor agitado a una velocidad de 120 rpm con un flujo de aire de

093 vvm (voluacutemenes de aire unidad de volumen de medio por minuto) al principio

del proceso fermentativo y 028 vvm posterior a los tres diacuteas manteniendo una

temperatura constante de 30 ordmC Lo anterior respalda lo dicho por Leŝtan y

colaboradores (1990) quienes demostraron que la combinacioacuten de liacutepidos y glucosa

induce el crecimiento del micelio de algunos basidiomicetos (Ander et al 1983)

243 Enzimas ligninoliacuteticas

Zimbardi y colaboradores(2016) indicaron que las fuentes de nitroacutegeno maacutes

efectivas para la produccioacuten de lacasas de P sanguineus por FES son en orden

descendente NH4Cl peptona extracto de malta caseiacutena urea extracto de

levadura asparagina KNO3 NH4NO3 (NH4)2SO4 NaNO3 Siendo la mejor fuente

de carbono para la produccioacuten de lacasa el salvado de trigo Mariacutea Eugenia Eugenio

Carbajo Martiacuten Gonzaacutelez y Villar (2009) concluyeron que la produccioacuten de lacasa

34

por hongos no soacutelo depende de las fuentes de carbono y nitroacutegeno sino tambieacuten de

la concentracioacuten de nitroacutegeno del medio de cultivo

La obtencioacuten de celulasa a partir de este hongo fue estudiada por Onofre Santos

Kagimura y Mattiello (2015) quienes reportaron que P sanguineus fue cultivado

en bagazo de cantildea enriquecido con carboximetilcelulosa glucosa NaNO3

KH2PO4 MgSO4 KCl FeSO47H2O ZnSO4 y urea a una temperatura de 30 degC y

pH 55 presentando una actividad enzimaacutetica de la celulasa de 1632 plusmn 265 Umiddotgmiddot-

La tabla 13 y 14 especifican las condiciones de cultivo para la produccioacuten de lacasa

por Pycnoporus spp y sus respectivos rendimientos

244 Inductores

La adicioacuten de inductores enzimaacuteticos constituye una estrategia para aumentar la

produccioacuten de compuestos metaboacutelicos mediante la optimizacioacuten de las

condiciones de cultivo (Schliephake et al 1993)

Seguacuten Lomascolo y colaboradores (2003) la produccioacuten de lacasa fuacutengica es

influenciada por la presencia de inductores que regulan la siacutentesis de la enzima a

nivel transcripcional empero el efecto de cada compuesto y la concentracioacuten

oacuteptima para la produccioacuten de lacasa variacutea seguacuten las diferentes cepas fuacutengicas

Compuestos fenoacutelicos como como 25-xilidina se adicionan al medio de cultivo

para incrementar la produccioacuten de lacasa (Schliephake y col 1993) tambieacuten se

reporta el uso de aacutecido feruacutelico (Levasseur et al 2014 Lomascolo y col 2003)

etanol (Eggert et al 1996) alcohol veratriacutelico e iones Cu2+ Estos dos uacuteltimos son

los inductores maacutes comunes de actividad lacasa su efecto en la produccioacuten

enzimaacutetica por FEL ha sido maacutes estudiada que por FES (Piscitelli et al 2011

Rivera-Hoyos et al 2013) Por su parte el etanol a pesar de tener un efecto

inhibidor inicial en el crecimiento del micelio es un fuerte inductor de la expresioacuten

de lacasa en P cinnabarinus permitiendo obtener altos rendimientos Meza y

colaboradores (2003) estudiaron el efecto del etanol en la produccioacuten de lacasas de

P cinnabarinus en bagazo de cantildea de azuacutecar y encontraron que la adicioacuten de etanol

al inicio de la fermentacioacuten incrementa raacutepidamente la actividad enzimaacutetica 215

veces maacutes que el sustrato que no conteniacutea etanol alcanzando niveles maacuteximos de

35

129 UmiddotL-1 despueacutes de 15 diacuteas los cuales se mantienen constantes hasta la final de

la fermentacioacuten Por otro lado el alcohol veratriacutelico estimula la produccioacuten de

peroxidasas totales (Piscitelli et al 2011) mientras los compuestos que aportan

iones de manganeso como MnSO4 son especiacuteficos para manganeso peroxidasa

(MnP) (Pezzella Guarino amp Piscitelli 2015)Las tablas 23 y 24 muestran la

influencia de algunas sustancias inductoras en la produccioacuten de lacasa fuacutengica a

traveacutes de procesos FEL y FES respectivamente

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL

EspecieCepa Inductor Actividad

enzimaacutetica

Condiciones

fermentacioacuten Referencia

P sanguineus Sin inductor 5 117 U L-1 pH 50 28 ordmC

150 rpm

(Lu y col 2007a)

25-xilidina 1 368 U L-1 pH 45 25 ordmC

125 rpm

(S Pointing Jones y

Vrijmoed 2000)

sacarosa-

asparagina

820 000 U L-1 28ordmC 200 rpm (Mariacutea Eugenia

Eugenio y col 2009)

P cinnabarinus 25-xilidina 9 600 U L-1 pH 45 30 ordmC 60

rpm

(Eggert y col 1996)

aacutecido feruacutelico 29 000 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Herpoeumll y col

2000a)

etanol 266 600 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Lomascolo y col

2003)

Los valores con unidades en rpm hacen referencia a la velocidad de agitacioacuten en

el biorreactor

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P sanguineus Hojas de palma de

aceite urea

CaCO3

466 U gmiddot-1 Humedad 75-85

25 ordmC densidad

del inoculo 30

(Vikineswary y

col 2006)

Mazorca de maiacutez

CuSO4 NH4Cl

1386 U g-1 Humedad 41 mL

g-1 sustrato 26 ordmC

(Zimbardi y col

2016)

36

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P

cinnabarinus

Bagazo de cantildea

alcohol veratriacutelico

850 U middotgmiddot-1 Humedad 70

25 ordmC

(Meza Auria

Lomascolo

Sigoillot y

Casalot 2007)

Bagazo de cantildea

etanol gaseoso

900 U middotgmiddot-1 24 ordmC Flujo

suministro etanol

40 mL min-1

(Meza

Lomascolo

Casalot Sigoillot

y Auria 2005)

Duarte Tiba Santiago Garcia y Bara (2012) estudiaron el efecto de distintos

compuestos inductores en la produccioacuten de tirosinasa por P sanguineus en

condiciones de luminosidad como estrategia para disminuir la produccioacuten de lacasa

(la cual aumenta en la oscuridad) demostrando que sustancias como aacutecido de sodio

aacutecido salicilhidroxaacutemico y feniltiourea poseiacutean una actividad inhibitoria mientras

que L-tirosina fue el mejor inductor para la produccioacuten de esta enzima seguido de

L-dopa (L-dihidroxifenilalanina 34) aacutecido cafeico (aacutecido 34 dihidroxicinaacutemico)

aacutecido 2-(4-Hydroxyphenyl) propanoico y guayacol

25 Importancia industrial

En el anexo 4 se resumen los principales metabolitos producidos por Pycnoporus

spp y su uso

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos

Los hongos de pudricioacuten blanca pueden degradar compuestos de estructura

polifenoacutelica semejante a la lignina como los compuestos xenobioacuteticos gracias a la

accioacuten de enzimas extracelulares ligninoliacuteticas producidas por estas especies que

actuacutean despolimerizando unidades no repetitivas de fenilpropanoide ligadas por

varios enlaces carbono-carbono (S B Pointing 2001 Swamy y Ramsay 1999)

Compuestos xenobioacuteticos como los colorantes industriales constituyen

37

contaminantes persistentes debido a su origen sinteacutetico por lo que pueden daacutersele

a las lacasas de Pycnoporus spp aplicaciones en biorremediacioacuten (Bumpus y Aust

1987) Schliephake y colaboradores (1993) realizaron ensayos exitosos de

decoloracioacuten de efluentes textiles (con contenido de colorantes sinteacuteticos) dentro de

un biorreactor de lecho empaquetado inmovilizando el hongo P cinnabarinus en

una membrana de nylon para que produjera lacasas demostrando la capacidad del

hongo para tolerar residuos potencialmente toacutexicos y degradarlos

252 Control bioloacutegico

El uso de hongos antagonistas ha demostrado ser una eficiente opcioacuten para el

control bioloacutegico de fitopatoacutegenos causantes de diversas enfermedades en cultivos

vegetales (Fernaacutendez-Larrea 2001 Infante Martiacutenez Gonzaacutelez amp Reyes 2009)

Estudios realizados en P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a

Mycena citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de

cafeacute causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum

Jaramillo 2012) Viecelli y Stangarlin (2010) obtuvieron resultados similares

contra Pseudocercospora griseola causante de la enfermedad ldquomancha angularrdquo en

cultivos de friacutejol tras rociar la superficie de las hojas de la planta con el extracto

acuoso obtenido del micelio de P sanguineus

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico

Algunas especies de hongos de la familia Polyporaceae producen pigmentos

rojos o anaranjados derivados de aacutecidos polipoacutericos y terpenilquinones los cuales

son causales de la coloracioacuten naranja de los hongos Pycnoporus spp (Veliacutešek y

Cejpek 2011) Los principales compuestos producidos por P sanguineus son

poliporin cinnabarina aacutecido cinabariacutenico y tramesanguina (Henrique Rosa et al

2003) A Smacircnia y colaboradores (1995) demostraron que la cinnabarina tiene

propiedades antibacterianas (Gocenoglu amp Pazarlioglu 2014) capaces de inhibir el

crecimiento de bacterias como Escherichia coli Klebsiella pneumoniae

38

Pseudomonas aeruginosa Salmonella typhi Staphylococcus aureus y miembros

del geacutenero Streptococcus siendo maacutes efectiva para el control de cocos

grampositivos que de bacilos Gram-negativos (E de F A Smacircnia et al 1998)

Ensayos utilizando P sanguineus evidenciaron la efectividad del ergosterol-58-

endoperoacutexido producido contra amastigotes de Leishmania (Viannia) panamensis

(Correa et al 2005)

Es necesario saber que los metabolitos secundarios producidos por esta especie

presentan un gran potencial antioxidante y que su eficiencia de produccioacuten no

necesariamente estaacute relacionada con la velocidad de crecimiento micelial (Borderes

et al 2011a)

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios

El aacutecido feruacutelico es un producto de la degradacioacuten de la lignina por hongos de

podredumbre blanca (Kirk 1971) Falconnier y colaboradores (1994) demostraron

el aacutecido feruacutelico de P cinnabarinus se puede biotransformar en vainillina y alcohol

vainiacutellico a traveacutes de una viacutea reductora o formar metoxihidroquinona a traveacutes de la

descarboxilacioacuten oxidativa La vainillina es una moleacutecula de alto valor comercial

aislada comuacutenmente de vainas de vainilla responsable del aroma y sabor de la

vainilla (Cid-Perez 2011) La demanda actual de alimentos producidos de forma

natural ha estimulado la buacutesqueda de medios alternativos de produccioacuten de

vainillina convirtiendo a los hongos del geacutenero Pycnoporus spp en una excelente

opcioacuten para la obtencioacuten de este aditivo alimentario (Falconnier et al 1994)

26 Marco legal

Seguacuten la Organizacioacuten de los Estados Ibero-americanos (OEI) los cambios y la

destruccioacuten de sus haacutebitats la contaminacioacuten ambiental la inadecuada poliacutetica

forestal la recoleccioacuten de cuerpos fructiacuteferos y la fragmentacioacuten de los ecosistemas

son las pesadillas de los hongos En las uacuteltimas deacutecadas han sufrido un descenso

laquocualitativo y cuantitativoraquo Por su laquopapel crucial en el funcionamiento de los

ecosistemasraquo y consciente de que las setas se han omitido en los programas de

39

conservacioacuten un grupo de micoacutelogos decidioacute realizar en 2003 la primera laquoLista

Roja preliminar de hongos en la Peniacutensula Ibeacutericaraquo que comprende hasta 67

taxones (subdivisiones de una especie) de hongos amenazados Es necesario hacer

una ley que tenga en cuenta los intereses de todos de los recolectores

acostumbrados a tomar sus setas y de la administracioacuten y comunidades autoacutenomas

que deben velar por la conservacioacuten de su patrimonio natural

Legislacioacuten internacional los seres humanos han dependido de la biodiversidad

y especiacuteficamente de los recursos geneacuteticos para producir innovar mejorar y

adaptarla a sus necesidades particulares Antes de la vigencia del Convenio sobre

la Diversidad Bioloacutegica (CDB) el acceso a los recursos geneacuteticos era libre

Normalmente las uacutenicas barreras para el acceso a estos recursos eran las distancias

y las fronteras geograacuteficas el desconocimiento de su existencia su poca adaptacioacuten

a otros ecosistemas su limitada aceptacioacuten o la falta de la verificacioacuten de su utilidad

por parte de otras culturas (Estrella Manosalvas Mariaca Ribadeneira 2005)

En el Convenio sobre diversidad bioloacutegica se define a los recursos geneacuteticos

como ldquomaterial geneacutetico de valor real o potencialrdquo y el material geneacutetico como

ldquotodo material de origen vegetal animal microbiano o de otra iacutendole que contenga

unidades funcionales de la herenciardquo

El principal objetivo de la Federacioacuten Internacional de Colecciones de Cultivo

(WFCC) la cual es un conjunto de comiteacutes comisiones y federaciones (COMCOF)

de la Unioacuten Internacional de Sociedades Microbiologiacutea (IUMS) Unioacuten

Internacional de Ciencias Bioloacutegicas (IUBS) es la promocioacuten y desarrollo de

cultivos de microorganismos y liacuteneas celulares La coleccioacuten de cultivos se debe

realizar de forma segura y de conformidad con las diferentes legislaciones y

regulaciones que controlan este tema en el proceso de aislamiento manipulacioacuten

almacenamiento y distribucioacuten de microrganismo y cultivos celulares hay muchas

etapas en las que se requiere conformidad con la ley regulaciones o convenciones

internacionales una coleccioacuten de cultivos deberiacutea tener conformidad en

Requerimientos en salud y seguridad

40

Clasificacioacuten de los microorganismos en funcioacuten de su riesgo

Regulaciones de cuarentena

Derechos de propiedad intelectual

Convencioacuten sobre diversidad bioloacutegica Informacioacuten segura suministrada al receptor

de los microorganismos

Regulaciones gubernamentales sobre el enviacuteo de cultivos

Control en la distribucioacuten de organismos peligrosos

Tratado de Budapest (para los depoacutesitos de patentes) (WFCC 2010)

Legislacioacuten nacional

Que los artiacuteculos 14 74 275 276 387 388 de la Constitucioacuten de la Repuacuteblica

reconoce el derecho de la poblacioacuten a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente

equilibrado que garantice la sostenibilidad y el buen vivir Declara de intereacutes

puacuteblico la preservacioacuten del ambiente la conservacioacuten de los ecosistemas la

biodiversidad y la integridad del patrimonio geneacutetico del paiacutes la prevencioacuten del

dantildeo ambiental y la recuperacioacuten de los espacios naturales degradados

(Constitucioacuten poliacutetica de la repuacuteblica del Ecuador)

Que el Art 86 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declara de intereacutes

puacuteblico a la conservacioacuten de los ecosistemas la biodiversidad y el patrimonio

geneacutetico del paiacutes a la recuperacioacuten de espacios naturales degradados al

establecimiento de un Sistema Nacional de Aacutereas Naturales Protegidas que

garanticen la conservacioacuten de la biodiversidad y el mantenimiento de los servicios

ecoloacutegicos

Que los Arts 89 242 y 248 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declaran

respectivamente que el Estado tomaraacute medidas orientadas a regular bajo estrictas

normas de bioseguridad la propagacioacuten en el medio ambiente la experimentacioacuten

el uso la comercializacioacuten y la importacioacuten de organismos geneacuteticamente

modificados que la organizacioacuten y funcionamiento de la economiacutea responderaacute

41

entre otros principios al de sustentabilidad y ratifica el derecho soberano del

Estado sobre la biodiversidad promoviendo su conservacioacuten y utilizacioacuten

sustentable con la participacioacuten de las poblaciones involucradas y de conformidad

con los convenios y tratados internacionales Que el Ecuador suscribioacute y ratificoacute el

Convenio sobre la Diversidad Bioloacutegica seguacuten consta en los Registros Oficiales

No 109 del 18 de enero de 1993 y el 146 del 16 de marzo de 1993 El cual regula

la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de la biodiversidad y sus componentes y

establece la participacioacuten justa y equitativa en los beneficios que se deriven de la

utilizacioacuten de los recursos geneacuteticos asociados reconociendo el derecho soberano

que ejercen los Estados sobre sus recursos bioloacutegicos Que el Estado ha suscrito y

ratificado varios Convenios Internacionales relacionados con la conservacioacuten de la

biodiversidad tales como la Convencioacuten sobre Humedales de Importancia

Internacional especialmente como Haacutebitat de Aves Acuaacuteticas o Convencioacuten de

Ramsar la Convencioacuten para la Proteccioacuten del Patrimonio Mundial Cultural y

Natural la Convencioacuten sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas

de Flora y Fauna Silvestres (CITES) Convenio Marco de Cambio Climaacutetico el

Tratado de Cooperacioacuten Amazoacutenica entre los maacutes relevantes Que estaacuten vigentes

en el Ecuador normas de aplicacioacuten regional de la Comunidad Andina de manera

especial las Decisiones de la Comisioacuten del Acuerdo de Cartagena Nos 344 345

391 y 486 relativas a la Propiedad Industrial la proteccioacuten a los Derechos de los

Obtentores de Variedades Vegetales y al Acceso a los Recursos Geneacuteticos Que la

biodiversidad constituye la base del capital natural del paiacutes capaz de proporcionar

un flujo constante de bienes y servicios cuya conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable

permitan satisfacer las necesidades humanas de consumo y produccioacuten y

garanticen el sustento de la vida Que la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de

la biodiversidad son de intereacutes nacional por su importancia econoacutemica ecoloacutegica

geneacutetica social cultural cientiacutefica educativa recreativa y esteacutetica y por lo tanto

tiene un valor estrateacutegico para el desarrollo sustentable presente y futuro del

Ecuador Que siendo el Ecuador uno de los paiacuteses de mayor biodiversidad del

mundo catalogado como mega diverso constituye una prioridad para el paiacutes

proteger su riqueza bioloacutegica y cultural asociada para las generaciones presentes y

futuras ante la preocupante y considerable reduccioacuten y peacuterdida de la biodiversidad

42

como consecuencia de determinadas actividades humanas en el paiacutes Que es

indispensable expedir normas que rijan la conservacioacuten y uso sustentable de la

biodiversidad (Ley para la conservacioacuten y uso sustentable de la biodiversidad

1993)

CAPIacuteTULO VIII De la Investigacioacuten y Capacitacioacuten Forestales

Art 50- El Ministerio del Ambiente promoveraacute realizaraacute y coordinaraacute la

investigacioacuten relativa a la conservacioacuten administracioacuten uso y desarrollo de los

recursos forestales y de las aacutereas naturales del patrimonio forestal

Art 51- Para el cumplimiento de las actividades previstas en el artiacuteculo anterior

al Ministerio del Ambiente le corresponde

a) Crear centros de investigacioacuten sobre especies forestales nativas y exoacuteticas de

fauna y flora silvestres

b) Suscribir convenios relativos a la investigacioacuten capacitacioacuten y educacioacuten

forestales

c) Ejecutar programas de capacitacioacuten y adiestramiento en conservacioacuten

administracioacuten y desarrollo de recursos forestales y aacutereas naturales de patrimonio

del Estado

d) Establecer en coordinacioacuten con el Ministerio de Educacioacuten y Cultura y otras

entidades del sector puacuteblico programas de educacioacuten y divulgacioacuten relativas a los

aspectos mencionados en el literal anterior

e) Organizar cursos de capacitacioacuten forestal y de conservacioacuten conjuntamente

con el Servicio Ecuatoriano de Capacitacioacuten Profesional -SECAP- y otras entidades

y dependencias del sector puacuteblico o privado

f) Las demaacutes que le asignen esta Ley y los reglamentos (Ley forestal y

conservacioacuten de aacutereas 2004)

Toda esta riqueza biodiversa en el Ecuador corre gran peligro de que por falta

de una legislacioacuten que lo proteja sea amenazada por el intereacutes de convertir no en

43

elementos vitales para el Sumak Kawsay sino que apetecido por sus componentes

convertirlos en mercanciacuteas y llevarlos al mercado globalizado De hecho parte de

la destruccioacuten y desaparicioacuten de especies ha sido por falta de una legislacioacuten

responsable y soberana para la proteccioacuten de la biodiversidad asiacute como la

responsabilidad de los gobiernos de turno que no han visto a estos seres vivos como

titulares de derecho (Ley orgaacutenica de la biodiversidad 2011)

El Coacutedigo Orgaacutenico del Ambiente (COA) manifiesta en el Titulo III DE LOS

DERECHOS DEBERES Y PRINCIPIOS AMBIENTALES art5 derecho de la

poblacioacuten a vivir en un ambiente sano

El derecho a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente equilibrado

comprende

1- La conservacioacuten manejo sostenible y recuperacioacuten del patrimonio natural la

biodiversidad y todos sus componentes con respeto a los derechos de la naturaleza

y a los derechos colectivos de las comunas comunidades pueblos y nacionalidades

2- El manejo sostenible de los ecosistemas con especial atencioacuten a los

ecosistemas fraacutegiles y amenazados tales como paramos humedales bosques

nublados bosques tropicales secos y huacutemedos manglares y ecosistemas marinos y

marinos-costeros

3- La intangibilidad del Sistema Nacional de Aacutereas Protegidas en los teacuterminos

establecidos en la constitucioacuten y la Ley

4- La conservacioacuten preservacioacuten y recuperacioacuten de los recursos hiacutedricos

cuencas hidrograacuteficas y caudales ecoloacutegicos asociados al ciclo hidroloacutegico

5- La conservacioacuten y uso sostenible del suelo que prevenga la erosioacuten la

degradacioacuten la desertificacioacuten y permita su restauracioacuten

6- La prevencioacuten control y reparacioacuten integral de los dantildeos ambientales

7- La obligacioacuten de toda obra proyecto o actividad en todas sus fases de

sujetarse al procedimiento de evaluacioacuten de impacto ambiental

44

8- El desarrollo y uso de praacutecticas y tecnologiacuteas ambientalmente limpias y

sanas asiacute como de energiacuteas alternativas no contaminantes renovables

diversificadas y de bajo impacto ambiental

9- El uso experimentacioacuten y el desarrollo de la biotecnologiacutea y la

comercializacioacuten de sus productos bajo estrictas normas de bioseguridad con

sujecioacuten a las prohibiciones establecidas en la Constitucioacuten y demaacutes normativa

vigente

Los principios ambientales deberaacuten ser reconocidos e incorporados en toda

manifestacioacuten de la administracioacuten puacuteblica asiacute como en las providencias judiciales

estos principios son

Responsabilidad integral - Responsabilidad de quien promueve una

actividad que genere o pueda generar impacto sobre el ambiente

Mejor tecnologiacutea disponible y mejores praacutecticas ambientales - El estado

deberaacute promover a los sectores puacuteblicos y privados el desarrollo y uso de

tecnologiacuteas ambientalmente limpias y de energiacutea alternativa no

contaminantes y de bajo impacto que minimicen en todas las fases de una

actividad productiva

TIacuteTULO I DE LA CONSERVACIOacuteN DE LA BIODIVERSIDAD

Articulo 31- La conservacioacuten de la biodiversidad se realizaraacute in situ o ex situ

en funcioacuten de sus caracteriacutesticas ecoloacutegicas niveles de endemismo categoriacutea de

especies amenazadas de extincioacuten para salvaguardar el patrimonio bioloacutegico de la

erosioacuten geneacutetica

Articulo 32- Se promoveraacuten y regularaacuten las investigaciones cientiacuteficas in situ

y ex situ que comprendan actividades de extraccioacuten coleccioacuten recoleccioacuten

importacioacuten movilizacioacuten transportacioacuten exportacioacuten y disposicioacuten temporal o

final de especies de vida silvestre

Articulo 33- La biodiversidad terrestre insular marina y dulceacuiacutecola seraacute

conservada in situ Se procuraraacute el uso sostenible de sus componentes de forma tal

45

que no se ocasione su disminucioacuten a largo plazo para mantener su potencial de

satisfacer las necesidades de las generaciones presentes y futuras

Articulo 35- Para la proteccioacuten de la vida silvestre se establecen las siguientes

condiciones a las personas naturales y juriacutedicas

1 Conservar las especies de vida silvestre en su habitad natural prohibiendo

su extraccioacuten salvo las consideraciones para investigacioacuten repoblacioacuten de

especies con cualquier tipo de amenaza y las establecidas en este coacutedigo

2 Reconocer el uso tradicional y el aprovechamiento de las especies de vida

silvestre por motivos de subsistencia o por praacutecticas culturales medicinales

3 Promover investigaciones sobre vida silvestre para difundir el

bioconocimiento dentro del territorio nacional

Articulo 66- Son medios de conservacioacuten de especies de vida silvestre los que

se detallan a continuacioacuten

Viveros

Jardines botaacutenicos

Zooloacutegicos

Centros de criacutea y reproduccioacuten sostenible

Centros de rescate y rehabilitacioacuten

Bancos de germoplasma

Acuarios

TIacuteTULO IV RECURSOS GENEacuteTICOS Y SUS DERIVADOS

BIOSEGURIDAD BIOCOMERCIO

Artiacuteculo 72- Los derechos otorgados sobre los recursos bioloacutegicos no conceden

derecho alguno sobre los recursos geneacuteticos o sus derivados no sobre los

conocimientos colectivos asociados a estos Las investigaciones realizadas sobre

los recursos geneacuteticos deberaacuten ser sistematizadas y ser recopiladas por el Instituto

Nacional de Biodiversidad

Artiacuteculo 75- Las normas de bioseguridad regularaacuten los productos de la

biotecnologiacutea moderna con el objeto de contribuir a la conservacioacuten y el uso

46

sostenible de la biodiversidad y garantizar los derechos de la salud humana y el

ambiente

Articulo 80- La Autoridad Ambiental Nacional regularaacute el biocomercio para

lo cual deberaacute considerar los objetivos de la conservacioacuten de la biodiversidad la

sostenibilidad social econoacutemica y ambiental asiacute como la distribucioacuten justa de los

beneficios de conformidad con las disposiciones de este coacutedigo

En los uacuteltimos antildeos se ha observado la accioacuten paralela de numerosas

organizaciones gubernamentales y no gubernamentales universidades

comunidades e individuos que han desplegado acciones en favor de la

biodiversidad del rescate de los conocimientos praacutecticas e innovaciones

relacionados a eacutesta y de la documentacioacuten o desarrollo de meacutetodos para la

conservacioacuten y utilizacioacuten sostenible de estos recursos entre otras acciones

El lograr la conservacioacuten y uso sostenible de la biodiversidad implica lograr

beneficios para el ser humano sin agotar el recurso y asegurar las posibilidades de

aprovechamiento de la biodiversidad para las proacuteximas generaciones En este

sentido la biodiversidad puede conservarse mediante dos estrategias

bull La estrategia de conservacioacuten in situ

bull La estrategia de conservacioacuten ex situ (Estrella amp col 2005)

47

3 MARCO METODOLOacuteGICO

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa

Pycnoporus spp

El objetivo de este experimento es aislar identificar y caracterizar la cepa nativa

ecuatoriana del hongo Pycnoporus spp

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de Pycnoporus sanguineus

48

311 Materiales y meacutetodos

El trabajo experimental se realizoacute en el laboratorio de Biotecnologiacutea Fuacutengica del

Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente (CEBA) en convenio con el

Ingenio Azucarero del Norte (IANCEM) localizado en la Ciudad de Ibarra a 2241

msnm (UTM WGS84 17 N 816705 Este 36766 Norte) con una temperatura

promedio de 18 degC

3111 Aislamiento

La muestra de hongo Pycnoporus spp se recolectoacute de un bosque de la ciudad de

Tena a una altitud de 543 msnm UTM WGS84 18N 186566 Este 9891710 Norte

la misma se encontroacute creciendo naturalmente en troncos de la madera piguumle

(Pollalesta discolor) en proceso de descomposicioacuten

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus

49

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de Pollalesta discolor

Para la presente investigacioacuten la reproduccioacuten celular se realizoacute tanto por medio

de tejido como por esporas en un medio rico en Agar Papa Dextrosa (PDA) y Agar

extracto de Malta (MEA) siguiendo la teacutecnica descrita por Pineda (2014) se

preparoacute el medio con agua destilada y se esterilizoacute por 15 minutos en autoclave a

15 PSI y 121 degC El medio esteacuteril se sirvioacute en caja petri y se procedioacute a inocular

con tejido y espora de la especie seleccionada (Pineda 2014) Las muestras

inoculadas se incubaron a 22 degC y se observoacute el crecimiento del hongo durante seis

diacuteas

3112 Identificacioacuten

La identificacioacuten fue realizada por el laboratorio especializado IDgen-

Identificacioacuten Molecular localizado en la ciudad de Quito Para ello se usoacute dos

muestras de cepas puras de la especie Pycnoporus previamente aisladas con coacutedigo

CEBA-T-PS-010116 son cultivos axeacutenicos de hongos creciendo en agar

Se realizoacute la identificacioacuten molecular de microorganismos (Extraccioacuten de ADN

Amplificacioacuten de barcode secuenciacioacuten estaacutendar ensamblaje de productos de

50

PCR y buacutesqueda en base de datos) El meacutetodo de determinacioacuten se realizoacute por

identificacioacuten molecular por barcoding

Los procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR se

describen en el detalle de protocolos (anexo 1) Los productos de PCR fueron

depurados previo a su secuenciacioacuten El producto de amplificacioacuten limpio y los

primeros ITS1 ITS4 ITS5 EF1-983F EF1-2218R fueron utilizados para la

secuenciacioacuten con el meacutetodo SANGER Se limpiaron y ensamblaron las secuencias

obtenidas con el programa bioinformaacutetico GENEIOUS y se compararon las

secuencias ensambladas con la base de datos de nucleoacutetidos de GenBank

3113 Caracterizacioacuten

La caracterizacioacuten del Pycnoporus sanguineus estudiada se realizoacute a traveacutes del

anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico el cual se realizoacute en el laboratorio del INIAP

localizado en la ciudad de Quito Se realizoacute un anaacutelisis proximal macro y micro

elementos siguiendo las normas y meacutetodos de la institucioacuten

312 Resultados y discusioacuten

3121 Aislamiento

En la figura 34 se presenta los cuerpos fructiacuteferos de los hongos Pycnoporus

sanguineus que se recolectaron en la ciudad del Tena Ecuador los mismos que se

almacenaron en bolsa de polietileno y se llevaron al laboratorio

51

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno

En la figura 35 se presenta el proceso de preparacioacuten del medio de cultivo para la

especie nativa

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA

52

En la figura 36 y 37 se presenta el procedimiento para la obtencioacuten de esporas

tejido e inoculacioacuten de la especie nativa de Pycnoporus spp

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo

En la figura 38 se presenta el cultivo de Pycnoporus spp creciendo en un medio

rico luego de 6 diacuteas de incubacioacuten a 22 degC el mismo que se procedioacute a su

purificacioacuten por la teacutecnica de repique hasta lograr una cepa pura la cual fue

53

codificada como CEBA-T-PS-010116 y almacenada en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos del CEBA

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus sanguineus

(Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et al 2015a E de F A Smacircnia Smacircnia Juacutenior

amp Loguercio-Leite 1998 Vikineswary et al 2006) coinciden con la teacutecnica

utilizada en la presente investigacioacuten (Pineda 2014) realizar el aislamiento en un

medio de cultivo Agar Papa Dextrosa mientras (Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et

al 2015a) utilizaron como medio de cultivo Agar Harina Integral de Trigo asiacute como

(Acosta et al2010 Atteke y col 2013 Cruz Muntildeoz et al 2015a Machuca amp

Ferraz 2001 Schliephake et al 1993 Uzan et al 2010) manifiestan utilizar como

medio de cultivo Agar Extracto de Malta a esto antildeade (Cruz Muntildeoz et al 2015)

utilizar como medio de cultivo medios afines al material vegetal de donde se

recolectoacute y (Boumlse 1946) utiliza Medio Czapek-Dox con sulfato de manganeso

algunas veces adicionado con extracto de semillas de guisantes o salvado de trigo

Seguacuten (Cruz Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll et al2000b Schliephakeet al 1993)

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura

54

3122 Identificacioacuten

El ADN de cada una de las muestras fue extraiacutedo y con el fin de identificar la

calidad de la extraccioacuten se realizoacute una electroforesis Las extracciones de ADN

genoacutemico obtenidos evidencian una calidad alta y una concentracioacuten superior a 400

ng de ADN por cada 8 ul de extracto Se utilizoacute las extracciones de ADN

pertenecientes a las muestras para la amplificacioacuten del fragmento ITS Se puede

evidenciar que no existen productos de amplificacioacuten para las muestras por lo que

para estas se decidioacute amplificar un fragmento del factor de elongacioacuten 1 alfa (EF1a)

Adicionalmente se diluyeron las muestras hasta una concentracioacuten de 30nguL

para descartar procesos inhibitorios de la PCR debido a una elevada concentracioacuten

de ADN previo a su utilizacioacuten en el ensamblaje de la PCR

Se determina que la cepa nativa estudiada codificada como CEBA-T-PS-

010116 corresponde a la especie Trametes sanguinea en la longitud 652 949

de calidad y 99 de identidad en el fragmento ITS

En el meacutetodo utilizado para la identificacioacuten coincido con (Cruz Muntildeoz y col

2015) el cual manifiesta La identificacioacuten se realizoacute a nivel molecular para lo cual

se enviaron dos muestras de colonias puras (punta de hifa) al laboratorio de la

Estacioacuten Nacional de Epidemiologiacutea Cuarentena y Saneamiento Vegetal en

Quereacutetaro Quereacutetaro para la extraccioacuten del ADN ribosomal y su amplificacioacuten

secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes del Centro

Nacional para la Informacioacuten Biotecnoloacutegica (NCBI EEUU)

De acuerdo con la base de datos Catalogue of Life la especie estudiada se

clasifica

Filo Basidiomicota

Clase Agaricomicetes

Orden Polyporales

Familia Polyporaceae

Geacutenero Pycnoporus

Especie sanguineus

55

Los sinoacutenimos para Pycnoporus sanguineus (L) (Murrill 1904) (nombre

vaacutelido) son Trametes sanguinea (L) (Lloyd 1924) Trametes sanguinea var

intermedia (Corner 1989) Trametes sanguinea var major (Corner 1989)

Trametes sanguinea var sanguinea (L) (Lloyd 1924) determinaacutendose que la

especie nativa ecuatoriana pertenece a la especie Pycnoporus sanguineus(Roskov

Y 2016)

3123 Caracterizacioacuten

De los resultados obtenido para el anaacutelisis proximal por el laboratorio del INIAP

se determina que la cepa nativa de Pycnoporus sanguineus tiene una humedad

1112 cenizas 209 EE (Extracto eteacutereo) 089 proteiacutena 1372 fibra

3418 ELN (Extracto libre de nitroacutegenos) 4912 Para el anaacutelisis de minerales

macro elementos se determinoacute que contiene calcio 027 foacutesforo 035 magnesio

006 potasio 052 sodio 001 Para micro elementos cobre 3ppm hierro 136

ppm manganeso 54 ppm zinc 58 ppm En la literatura se encuentra los

metabolismos secundarios asiacute tenemos que (Atteke et al 2013) (Berrio et al 2007)

(Camarero et al 2004) (Camarero et al 2005 ME Eugenio et al 2010) (Lu et al

2007b Machuca amp Ferraz 2001) (Madhavi amp Lele 2009 Munusamy et al 2008

Ramiacuterez-Cavazos et al 2014) (Sigoillot et al 2002 2004) (Xu et al 2000)

manifiestan la produccioacuten de lacasa ademaacutes antildeade (Boumlse 1946 Henrique Rosa et

al 2003) la produccioacuten de poliporina (Achenbach amp Blumm 1991 Acosta et al

2010 Cruz Muntildeoz et al 2015ordf Dias amp Urban 2009 A Smacircnia et al 2003 E de

F A Smacircnia et al 1998) manifiestan la produccioacuten de Cinabarina fenoxacina otra

consideracioacuten la hace (Achenbach amp Blumm 1991) el cual manifiesta la

produccioacuten O-acetyl-cinabarina pero ninguno de los autores anteriormente

mencionados manifiesta la caracteriacutesticas quiacutemicas a nivel proximal y de minerales

de la especie

56

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es desarrollar un protocolo para la conservacioacuten

de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

321 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue aislada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego

se inocularon con la cepa nativa seleccionada y se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC

Los tubos colonizados fueron liofilizados en un equipo liofilizador de bandejas

marca VirTiswizard 20 a una temperatura de -40ordmC por 26 horas a una presioacuten de

57

vaciacuteo de 300 atm la cepa liofilizada fue depositada en el banco de recursos

geneacuteticos microbianos del CEBA (Pineda 2014) para su conservacioacuten

322 Resultados y discusioacuten

En la figura 310 se presenta el procedimiento para el cultivo de Pycnoporus

sanguineus en tubos se observa el crecimiento del micelio en los dos medios de

cultivo (MEA y PDA) a una temperatura de 22 ordmC durante 6 diacuteas

En la figura 311 y 312 se presenta el procedimiento para la liofilizacioacuten de las

muestras de Pycnoporus sanguineus como se observa se coloca los tubos de ensayo

con las cepas cultivadas en la bandeja y luego se carga el liofilizador el cual arranca

su operacioacuten con una temperatura de 15 ordmC disminuyendo la temperatura durante 8

horas hasta llegar -50 degC como se observa en la figura 311 disminuyendo 10 ordmC

cada hora durante 8 horas hasta llegar a ndash 50 ordmC luego empieza el proceso de secado

en el cual se aumenta la temperatura 10 ordmC durante 18 horas hasta llegar a 40 ordmC a

un presioacuten de vaciacuteo de menos 300 atm

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten

58

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus

En la figura 313 se presenta la muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

como se observa luego de 26 horas en el liofilizador las muestras estaacuten totalmente

deshidratadas y listas para el protocolo de conservacioacuten

59

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

Existen meacutetodos de conservacioacuten por liofilizacioacuten para otras especies en la cual

los autores solo recomiendan que es el mejor meacutetodo para conservacioacuten sin

embargo no se establece un procedimiento para realizar esta teacutecnica y mucho

menos se encontroacute informacioacuten sobre el proceso de liofilizacioacuten para la especie

Pycnoporus sanguineus en la presente investigacioacuten queda establecido el

procedimiento a seguir para conservar por esta teacutecnica la especie estudiada

Al conservar la especie a largo plazo se garantiza que por el deterioro o

destruccioacuten del ecosistema la especie no desaparezca aportando con la cepa nativa

en

Ambiental- el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de compuestos

recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su sistema

enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en aserraderos

(Kirk 1971) P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a Mycena

citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de cafeacute

causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum Jaramillo

2012)

60

Econoacutemico - La implementacioacuten de este proyecto a escala industrial generariacutea

ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa nativa

ecuatoriana Pycnoporus sanguineus

Social - Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial farmaceacuteutico

En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la sangre eliminar

verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas menopaacuteusicos y

del vientre

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es seleccionar el mejor medio de cultivo para la

produccioacuten de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus a partir de cepa

liofilizada

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de Pycnoporus sanguineus

331 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue liofilizada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

61

Disentildeo experimental la experimentacioacuten se planificoacute con un disentildeo

completamente al azar (DCA) con cinco reacuteplicas y completamente aleatorio El

factor de estudio fue el medio de cultivo con los niveles MEA y PDA como variable

de respuesta se establecioacute la velocidad de crecimiento lineal de la cepa del hongo

Los paraacutemetros de operacioacuten como la temperatura y la presioacuten se mantuvieron

contaste a 22degC y 101 325 Pa como factor de ruido se consideroacute el nivel de luz

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en cajas petri y luego se

inocularon con cepa nativa de Pycnoporus sanguineus y se incubaron por 7 diacuteas a

22 degC se tomoacute las medidas de crecimiento (Pineda 2014)

332 Resultados y discusioacuten

En la tabla 31 se presenta la matriz de resultados experimentales como se

observa el tratamiento 1 tiene la mayor velocidad de crecimiento lineal medida en

mmdiacutea

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada

Tratamientos Velocidad de crecimiento

MEA PDA

1 392 292

2 383 292

3 375 283

4 383 275

5 392 283

Valor promedio (Ẋ) 385 285

Varianza (Ợ2) 000515 000515

Desviacioacuten estaacutendar (Ợ) 00717635 00717635

Coeficiente de varianza (CV) 186399 251802

62

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

MEDIOS Media Error tiacutep Intervalo de confianza 95

Liacutemite inferior Liacutemite superior

MEA 3850 032 3776 3924

PDA 2850 032 2776 2924

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

385 a

285 b

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA

Vel

oci

dad

de

crec

iem

ien

to

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA MEA PDA PDA MEA PDA PDA MEA MEA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Velocidad Promedio Limete superior Limete inferior

63

Anaacutelisis de varianza

En la tabla 33 se presenta el anaacutelisis de varianza que descompone la varianza de

Velocidad en dos componentes un componente entre-grupos y un componente

dentro-de-grupos La razoacuten-F que en este caso es igual a 485437 es el cociente

entre el estimado entre-grupos y el estimado dentro-de-grupos Puesto que el valor-

P de la prueba-F es menor que 005 existe una diferencia estadiacutesticamente

significativa entre la media de Velocidad entre un nivel de Medio y otro con un

nivel del 950 de confianza

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio

Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razoacuten-F Valor-P

Entre grupos 25 1 25 48544 00000

Intra grupos 00412 8 000515

Total (Corr) 25412 9

Pruebas de Rangos Muacuteltiple para Velocidad por Medio (950 LSD)

Se aplica un procedimiento de comparacioacuten muacuteltiple para determinar cuaacuteles

medias son significativamente diferentes de otras La mitad inferior de la salida

muestra las diferencias estimadas entre cada par de medias En la parte superior de

la tabla 34 se han identificado 2 grupos homogeacuteneos seguacuten la alineacioacuten de las Xs

en columnas No existen diferencias estadiacutesticamente significativas entre aquellos

niveles que compartan una misma columna de Xs El meacutetodo empleado

actualmente para discriminar entre las medias es el procedimiento de diferencia

miacutenima significativa (LSD) de Fisher Con este meacutetodo hay un riesgo del 50 al

decir que cada par de medias es significativamente diferente cuando la diferencia

real es igual a 0

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher

Medio Casos Media Grupos Homogeacuteneos

PDA 5 285 X

MEA 5 385 X

64

Como se observa la mayor velocidad de crecimiento lineal se presenta cuando

se trabaja con MEA con una velocidad promedio de 385 mmdiacutea Identificando

que el mejor medio para la produccioacuten del hongo es el Agar Extracto de Malta

(MEA)

En la figura 317 se observar el crecimiento de la cepa y determinar la velocidad

de crecimiento lineal en los medios de cultivo estudiados

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa

(Acosta-Urdapilleta et al 2010) manifiesta de que las velocidades maacutes altas de

crecimiento fueron de 9 mm diacutea utilizando sustratos hervidos encino lirio trigo y

avena y la menor velocidad 2 mm diacutea se dio con el tratamiento bajo cedro con

PDA obtiene velocidades de crecimiento de 17 a 35 mmdiacutea (Cruz Muntildeoz et al

2015) manifiesta que obtuvo velocidades de crecimiento de 48 mmdiacutea con

extracto de casuarina y 61 mmdiacutea con extracto de mango coincido con Acosta

(2016) en la velocidad al utilizar extracto PDA ya que en la presente investigacioacuten

obtuvimos velocidad de crecimiento 285 mmdiacutea sin embargo el mejor medio de

cultivo utilizado es MEA con 385 mmdiacutea

65

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de

Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

El objetivo de este acaacutepite es realizar una ficha para la conservacioacuten de la cepa de

Pycnoporus sanguineus

341 Introduccioacuten

Al determinar en queacute medio de cultivo tuvo mayor velocidad de crecimiento la

cepa seleccionada se deberiacutea tener un registro en un banco de recursos geneacuteticos

microbianos que garanticen la conservacioacuten de la cepa para en un futuro aprovechar

de manea sustentable el recurso fuacutengico

Ecuador posee un vasto territorio con una riqueza microbioloacutegica muy amplia y

poco estudiada por lo que la conservacioacuten de los recursos geneacuteticos propios de

nuestros ecosistemas resulta esencial para evitar la peacuterdida de biodiversidad y el

acceso a genomas y oportunidades diferentes a las de otras regiones geograacuteficas

Sin embargo nuestro paiacutes no posee auacuten una ley de Acceso a sus recursos geneacuteticos

ni tiene sistematizados los bancos donde estos recursos se conservan

El objetivo de establecer el banco de recursos geneacuteticos microbianos potenciales

para el desarrollo de la Biorefineria ecuatoriana mediante la identificacioacuten

aislamiento cultivo y conservacioacuten de cepas puras que permitan el maacuteximo

aprovechamiento de las materias primas utilizando como insumo la biodiversidad

ecuatoriana en el marco del desarrollo sostenible (Pineda 2016) banco de

recursos geneacuteticos microbianos es el reguardo inalterable del patrimonio geneacutetico

nacional de microorganismos Para esto se debe contar con infraestructura y

equipos de laboratorio contar con profesionales especialistas en el manejo

conservacioacuten y preservacioacuten de cepas nativas fuacutengicas A traveacutes de procesos de

liofilizacioacuten se conservan las cepas por un periodo determinado Respaldos de las

muestras y efectivas medidas de seguridad aseguraran que la cepa se mantendraacute en

condiciones oacuteptimas De esta manera se permitiraacute potenciar la innovacioacuten cientiacutefica

local y posesionar a Ecuador como un centro tecnoloacutegico siendo su principal

objetivo la conservacioacuten a largo plazo de cepas propios de la geografiacutea ecuatoriana

66

ya que estaacuten bajo permanente amenaza de desaparecer ya sea por acciones humanas

o situaciones naturales

Con la creacioacuten del banco de recursos geneacuteticos microbianos se lograriacutea

Preservar y proteger los recursos geneacuteticos

Contribuir y propiciar su uso ordenado racional y sustentable

Coadyuvar las acciones de recoleccioacuten aislamiento identificacioacuten

caracterizacioacuten potenciacioacuten uso y preservacioacuten

Difundir la importancia estrateacutegica de conservacioacuten del medio ambiente

entre a comunidad cientiacutefica y la poblacioacuten en general

Preservar proteger mejorar y promover el uso sustentable de la riqueza

geneacutetica del paiacutes

El hongo Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial

farmaceacuteutico En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la

sangre eliminar verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas

menopaacuteusicos y del vientre (Acosta 2016) Los cientiacuteficos del banco brasilentildeo

estaacuten intentando domesticar o producir en laboratorios el hongo Pycnoporus

sanguineus ya que tiene fines terapeacuteuticos por ejemplo sentildeala que la

especie Pycnoporus sanguineus es usada por indiacutegenas amazoacutenicos para tratar

uacutelceras y caacutencer Y agrega que si se lograse su cultivo artificial con cepas

vigorosas podriacutea servir en otros laboratorios para investigaciones de caraacutecter

quiacutemico y biotecnoloacutegico por sus propiedades farmacoloacutegicas (BBC 2015) La

definicioacuten de la produccioacuten anual de hongo fresco se realiza teniendo en cuenta las

poliacuteticas y estrategias concebidas dentro del Plan Nacional de Desarrollo del

Ecuador Entre las estrategias se establece el fomento a la produccioacuten para el

consumo interno mediante el apoyo financiero y teacutecnico a pequentildeos y medianos

productores y a las comunidades campesinas (SEMPLADES 2009) El costo de

cepas de Pycnoporus sanguineus no se encontroacute sin embargo el costo para otras

especies es de 150 USD por lo que tener conservada las cepas no solo seriacutea rentable

sino tambieacuten se deja abierto para futuras investigaciones

67

342 Ficha Pycnoporus sanguineus

68

69

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus

Codigo

Bacteria Hongo x

Denominacion de la cepa utilizada por el depositante

Si x No

Si No x

Si No x

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3

Humanos Animales Plantas

CEBA-T-PS-010116TIPO DE MICROORGANISMO

Nombre cientiacutefico

iquestConoce el tipo de cepa

iquestEl microorganismo alberga un plagravesmido natural

iquestSe manipulo geneacuteticamente al microorganismo

DESIGNACIOacuteN DE LA CEPA

Pycnoporus sanguineus

INFORMACIOacuteN RELATIVA

William Goacutemez

Ecuador

Napo Tena UTM 18 S 186563 9891708

1472016

Fuente

Paiacutes de origen

Provincia Ciudad si es posible latitud y longitud

Fecha de recoleccioacuten

5102016

Datos de muestreo

Aislamiento de la cepa

Provincia Ciudad donde fue aislado

Si no aisloacute la cepa siacutervase indicar a los cientiacuteficos o

laboratorios que lo hicieron

Aislado por

Imbabura Ibarra

Dr Julio Pineda

William GoacutemezRecolectado por

Fecha del aislamiento

Evaluacioacuten del riesgo

Grupo de riesgo

Patoacutegeno para

Temperatura 23 ordmC Tiempo de encuvacioacuten

iquestEste microorganismo sobrevive a la congelacioacuten Si x No

Nombre

Institucioacuten

Direccioacuten

Email

Teleacutefono

Fecha

Firma

26 dias

CRECIMIENTO Y MANTENIMIENTO

Meacutetodo usado para la identificacioacuten de la cepa Secuenciacioacuten ADN

Motivo del deposito (Aplicaciones biotecnologicas control de calidad etc) Conservacioacuten

INFORMACIOacuteN ADICIONAL

Requerieintos especiales (Luz gas etc)

Medio de cultivo Agar malta

1522017

IFORMACIOacuteN DE LA PERSONA QUE DEPOacuteSITA

William Goacutemez

CEBA

Tena 8-20 y Tungurahua

williamedissnyahooes

983000610

70

4 CONCLUSIONES

Se establecioacute un protocolo para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten

del hongo nativo Pycnoporus spp aislado de la ciudad del Tena lo cual

representa un aporte al desarrollo cientiacutefico y tecnoloacutegico

Por primera vez se desarrolla un procedimiento para la conservacioacuten de la cepa

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus por liofilizacioacuten meacutetodo que

garantiza la conservacioacuten de la especie por maacutes de 23 antildeos y su manejo de forma

sostenible generando valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana

Se establecioacute que el mejor medio para la produccioacuten de la cepa pura de

Pycnoporus sanguineus es el Agar Extracto de Malta con una velocidad de

crecimiento lineal de 385 mmdiacutea lo cual representa un aporte al desarrollo de

las tecnologiacuteas de produccioacuten fuacutengica

Se presenta una ficha y registro de la cepa Pycnoporus sanguineus lo cual

permitiraacute generar valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana y

principalmente la conservacioacuten de la especie

5 RECOMENDACIONES

Se recomienda aislar identificar y caracterizar nuevas especies nativas del

geacutenero Pycnoporus spp que permita incrementar el patrimonio del banco de

recursos geneacuteticos microbianos (BRGM)

Desarrollar la tecnologiacutea de produccioacuten de cepas nativas en las escalas de banco

y piloto con la finalidad de consolidar el Know How con posibilidades de

patentar los procedimientos

Desarrollar la tecnologiacutea a escala de laboratorio para la produccioacuten de biomasa

de cuerpo fructiacutefero de Pycnoporus spp con fines a su aplicacioacuten en la industria

farmaceacuteutica y enzimaacutetica

71

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87

7 ANEXOS

Anexo 1 Procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR

88

89

90

91

92

93

Anexo 2 Resultados anaacutelisis bromatoloacutegico Pycnoporus sanguineus

94

Anexo 3 Metabolitos producidos por las especies de Pycnoporus

Metabolito Especie Referencia

Lacasas P cinnabarinus P coccineus

P sanguineus

(Atteke y col 2013 Berrio Plou

Ballesteros Martiacutenez y Martiacutenez 2007

Camarero y col 2004 Camarero Ibarra

Martiacutenez y Martiacutenez 2005 ME Eugenio y

col 2010 Lu y col 2007b Machuca y

Ferraz 2001 Madhavi y Lele 2009

Munusamy y col 2008 Ramiacuterez-Cavazos y

col 2014 Sigoillot y col 2002 2004 Xu y

col 2000)

Peroxidasas extracelulares

(Lignin Versaacutetil y

Manganeso Peroxidasa)

P cinnabarinus P coccineus (Levasseur y col 2014 Machuca y Ferraz

2001)

Celulasas

(β-glucosidasas

Xilanasas)

P cinnabarinus P coccineus (Bey Berrin Poidevin y Sigoillot 2011

Machuca y Ferraz 2001 Sigoillot y col

2002)

Celobiosa deshidrogenasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col 2002)

Galactosidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara Hayashi y

Mitsutomi 1981)

DDMP P sanguineus (Teoh y col 2011)

Poliporina P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col 2003)

Cinabarina (3-fenoxacina) P sanguineus P cinnabarinus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Cruz Muntildeoz y col 2015a Dias

y Urban 2009 A Smacircnia y col 2003 E de

F A Smacircnia y col 1998)

O-acetyl-cinabarina P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Dias y Urban 2009 Gocenoglu

y Pazarlioglu 2014)

Tramesanguina P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez

Adame y col 2010)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Pycnoporina P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

95

Metabolito Especie Referencia

2-amino-fenoxazin-3-ona P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Pycnosanguina eacuteter

fenoxacina

P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Dias y Urban

2009)

5-6- dihidroergosterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol peroacutexido P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings Pilawa

Theobald y Berger 2001 Stentelaire y col

2000)

96

Anexo 4 Principales compuestos bioactivos obtenidos de Pycnoporus spp

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Lacasas Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Eggert y col 1996 Machuca y

Ferraz 2001 Sigoillot y col 2002

Xu y col 2000)

P sanguineus (Ramiacuterez-Cavazos y col 2014)

Antiinflamatoria P cinnabarinus (Madhavi y Lele 2009)

Biorremediacioacuten de aguas

residuales

P coccineus (Berrio y col 2007 Jaouani

Guilleacuten Penninckx Martiacutenez y

Martiacutenez 2005)

P cinnabarinus (Munusamy y col 2008)

Degradacioacuten de colorantes

sinteacuteticos

P cinnabarinus (Camarero y col 2005)

P sanguineus (Atteke y col 2013 Lu y col

2007b)

Blanqueo de pulpa para papel P cinnabarinus (Camarero y col 2004 Sigoillot y

col 2004)

P sanguineus (ME Eugenio y col 2010)

Peroxidasas

totales

Enzima ligninoliacutetica P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Lignin

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Manganeso

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Versaacutetil

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

β-glucosidasas Enzimas celulasas P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

P cinnabarinus (Bey y col 2011)

Xilanasas Enzimas celulasas P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col

2002)

P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Celobiosa

deshidrogenasa

Enzima oxidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoilloty col

2002)

Galactosidasa Enzima hidrolasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara y col

1981)

DDMP Antifuacutengico P sanguineus (Teoh y col 2011)

97

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Poliporina Anmicrobiano P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col

2003)

Cinabarina (3-

fenoxacina)

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010

Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Antimicrobiana P sanguineus (E de F A Smacircnia y col 1998)

Antiviral P sanguineus (A Smacircnia y col 2003)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

O-acetyl-

cinabarina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido

cinabariacutenico

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Antibacterial P cinnabarinus (Gocenoglu y Pazarlioglu 2014)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Tramesanguina Pigmento P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Pycnoporina Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina Pigmento P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

2-amino-

fenoxazin-3-ona

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

pycnosanguin

eacuteter fenoxazina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antimocrobiano P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antiviral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

5-6-

dihidroergostero

l

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol

peroacutexido

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina Saborizante aromatizante P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings y

col 2001 Stentelaire y col 2000)

98

Page 13: MAESTRIA EN GESTIÓN SUSTENTABLE DE RECURSOS NATURALES

12

IacuteNDICE DE CONTENIDO

RESUMEN 9

SUMMARY 10

1 PROBLEMA 17

11 Introduccioacuten 17

12 Situacioacuten probleacutemica 18

13 Problema cientiacutefico 19

14 Objetivos de la investigacioacuten 19

15 Hipoacutetesis 20

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA 21

21 La salud un desafiacuteo global 21

211 Situacioacuten actual 21

212 Situacioacuten futura 21

213 Propuestas al desafiacuteo 21

22 Geacutenero Pycnoporus spp 22

221 Recoleccioacuten 22

222 Aislamiento 24

223 Identificacioacuten 26

224 Caracterizacioacuten 26

225 Conservacioacuten 27

23 Produccioacuten de Biomasa 30

231 Paraacutemetros de operacioacuten 30

232 Medios de cultivo 30

233 Incubacioacuten 31

24 Produccioacuten de metabolitos 32

241 Cinnabarina 32

242 Vainillina 33

13

243 Enzimas ligninoliacuteticas 33

244 Inductores 34

25 Importancia industrial 36

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos 36

252 Control bioloacutegico 37

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico 37

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios 38

26 Marco legal 38

3 MARCO METODOLOacuteGICO 47

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa Pycnoporus

spp helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47

311 Materiales y meacutetodos 48

3111 Aislamiento 48

3112 Identificacioacuten 49

3113 Caracterizacioacuten 50

312 Resultados y discusioacuten 50

3121 Aislamiento 50

3122 Identificacioacuten 54

3123 Caracterizacioacuten 55

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus 56

321 Materiales y meacutetodos 56

322 Resultados y discusioacuten 57

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus 60

331 Materiales y meacutetodos 60

332 Resultados y discusioacuten 61

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos (BRGM) 65

14

341 Introduccioacuten 65

342 Ficha Pycnoporus sanguineus 67

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus 69

4 CONCLUSIONES 70

5 RECOMENDACIONES 70

6 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 71

7 ANEXOS 87

15

IacuteNDICE DE FIGURAS

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten 23

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente 28

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de

Pycnoporus sanguineus 47

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus 48

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de

Pollalesta discolor 49

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno 51

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA 51

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo 52

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo 52

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus

sanguineus 53

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

56

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten 57

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten 58

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus 58

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada 59

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de

Pycnoporus sanguineus 60

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

62

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa 64

16

IacuteNDICE DE TABLAS

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp 24

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp 25

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL 35

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES 35

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada 61

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio 63

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher 63

17

1 PROBLEMA

11 Introduccioacuten

Los hongos son imprescindibles para el funcionamiento de la vida Sin ellos la

acumulacioacuten de residuos orgaacutenicos formariacutea enormes cementerios de cadaacuteveres

vegetales y animales produciendo grandes trastornos en la naturaleza (Zeikus

1981) La cadena troacutefica se modificariacutea de tal manera que provocariacutea la

desaparicioacuten de muchas especies (de Diego Calonge 2009)

Pycnoporus spp ha sido durante mucho tiempo utilizado en la medicina popular

de Aacutefrica y Ameacuterica para tratar numerosas enfermedades Los extractos de este

hongo son demostrados por poseer ingredientes bioactivos involucrados en

tratamiento antitumoral y actividades antioxidantes (Cao Zhang amp Xu 2014) Por

el potencial lignoceluliacutetico y los metabolitos secundarios de este hongo es

importante la buacutesqueda de sustancias antivirales antioxidantes antifuacutengicas y

antibacterianas (Smacircnia et al 2003) Se cuenta con el recurso natural pero no se

han realizado estudios de como producir y conservar la cepa nativa (Cruz Muntildeoz et

al 2015a)

Se pretende aportar con un banco de recursos geneacuteticos con la posibilidad de que

esta cepa sea utilizada en el sector farmaceacuteutico por su actividad bioloacutegica

antioxidante antifuacutengica y antibacterial (Smacircnia et al 1995) y en el sector textil

ya que produce un pigmento extraiacutedo llamado cinnabarin que se utiliza para la

decoloracioacuten parcial y completa de ciertos tintes (Schliephake Lonergan Jones amp

Mainwaring 1993) en el sector alimentario para la produccioacuten de vainilla (Zheng

et al 2007)

En teacuterminos econoacutemicos la implementacioacuten de este proyecto a escala industrial

generariacutea ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa

nativa ecuatoriana Pycnoporus spp Por ejemplo la vainilla natural producida por

el hongo tiene un costo en el mercado de 4000 USDKg ingresos que se quedariacutean

en manos de los productores nacionales Ademaacutes la creacioacuten de estas industrias

generariacutea fuentes de trabajo y ayudariacutea al aumento de la balanza comercial nacional

18

En teacuterminos ambientales el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de

compuestos recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su

sistema enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en

aserraderos (Kirk 1971) Adicionalmente el aislamiento y almacenamiento de la

cepa nativa de Pycnoporus spp en Bancos de Recursos Geneacuteticos con fines

industriales y acadeacutemicos promoveriacutea la preservacioacuten de la especie

En el aacutembito social se mejorariacutea el nivel educativo de la poblacioacuten en teacuterminos

de preservacioacuten y aprovechamiento de la biodiversidad fuacutengica de la cual no se

tiene maacutes conocimiento que los usos ancestrales (Hawksworth 1991) Ademaacutes

mejorariacutea la calidad de la salud de la poblacioacuten gracias a sus propiedades

medicinales ya comprobadas cientiacuteficamente por lo que su potencial en la

industria farmaceacuteutica es grande

La academia se veriacutea favorecida a su vez gracias a la recopilacioacuten de meacutetodos y

datos teacutecnicos necesarios para la conservacioacuten y almacenamiento de la cepa

facilitando el desarrollo de investigaciones de caraacutecter quiacutemico y biotecnoloacutegico

(Cruz 2004)

12 Situacioacuten probleacutemica

En el campo de la salud el no aprovechamiento de los metabolitos fuacutengicos

provocariacutea un caos en el tratamiento de ciertas enfermedades ya que muchos

medicamentos son producidos a partir de estos (Chang amp Miles 2004) Hay que

recordar el papel que desempentildea la penicilina descubierta por Fleming en 1928 a

partir del hongo Penicillium notatum para el tratamiento de las infecciones ( Valdeacutes

et al 1998) En la actualidad se conoce miles de sustancias medicinales producidos

por hongos y pronto saldraacuten maacutes incluso capaces de combatir el SIDA (Calonge

2009)

No obstante muchas especies de hongos estaacuten bajo amenaza de desaparecer

como consecuencia del deterioro o destruccioacuten de los ecosistemas (Hernaacutendez

Gonzaacutelez Hernaacutendez Herrera amp Camino 2014)

19

El Ecuador es un paiacutes pequentildeo pero uno de los maacutes biodiversos por su ubicacioacuten

espacial (Estrella Manosalvas Mariaca amp Ribadeneira 2005) El 18 de la

superficie nacional considerada como aacuterea protegida para la conservacioacuten de la

riqueza natural (MAE 2008) El aprovechamiento sostenible de la biodiversidad

nacional es promovido por el Plan Nacional para el Buen Vivir que enfatiza en el

bioconocimiento y su aplicacioacuten para la produccioacuten de nuevos bienes y servicios

ecoloacutegicamente sustentables suscitando al cambio de la matriz productiva

(Senplades 2009)

13 Problema cientiacutefico

Se evidencia limitado conocimiento en el manejo sustentable del geacutenero fuacutengico

Pycnoporus spp nativa ecuatoriana hacieacutendose necesario el establecimiento de

protocolos para aislamiento conservacioacuten purificacioacuten produccioacuten especiacutefica de

cepas nativas propagacioacuten o crecimiento celular en medios artificiales o naturales

y produccioacuten

Objeto

El proceso de produccioacuten y conservacioacuten de la especie nativa ecuatoriana de

Pycnoporus spp

Campo

Conservacioacuten de los recursos geneacuteticos microbianos

14 Objetivos de la investigacioacuten

Objetivo General

Desarrollar un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus mediante procesos que permitan la

conservacioacuten del recurso natural fuacutengico y su aprovechamiento de manera

sustentable

20

Objetivos especiacuteficos

Aislar identificar y caracterizar la especie fuacutengica de Pycnoporus

sanguineus

Desarrollar un protocolo para la conservacioacuten de la especie

Seleccionar el mejor medio de cultivo para la produccioacuten de Pycnoporus

spp a traveacutes de la velocidad de crecimiento lineal

Disentildear una ficha de cepas microbianas puras para su conservacioacuten en

el Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

15 Hipoacutetesis

Hipoacutetesis alternativa

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

Hipoacutetesis nula

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus no se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

21

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA

21 La salud un desafiacuteo global

Es una realidad compleja a traveacutes de un enfoque interdisciplinario que supera

los liacutemites del paradigma positivista de la ciencia claacutesica (Alcaacutentara-Moreno

2008) depende de la interaccioacuten de muacuteltiples factores sociales poliacuteticos

econoacutemicos culturales y cientiacuteficos (Roberto Bricentildeo-Leoacuten 2000) y responde a

una condicioacuten histoacuterica ya que la visioacuten particular de la sociedad va cambiando con

el tiempo (Ritzer 2001)

211 Situacioacuten actual

Dentro de los objetivos del desarrollo sostenible (2015) el objetivoacute 3 comprende

garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades La

participacioacuten mancomunada de los paiacuteses para cumplir los ODM ha desencadenado

en el movimiento contra la pobreza maacutes exitoso de la historia especialmente en

temas de salud y alimentacioacuten mundial

212 Situacioacuten futura

La Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS 2013) ha pedido a los paiacuteses que

sigan invirtiendo en investigaciones de aacutembito nacional con el objetivo de poner

en marcha un sistema de cobertura sanitaria universal adaptado a las necesidades

particulares de cada paiacutes

213 Propuestas al desafiacuteo

Estudios de casos realizados en muchos paiacuteses demuestran la importancia que

tienen las investigaciones nacionales y mundiales en la mejora de la salud

investigaciones que abarcan desde la prevencioacuten y el control de enfermedades

especiacuteficas hasta la mejora del funcionamiento de los sistemas de salud

22

22 Geacutenero Pycnoporus spp

Entre muchos hongos de pudricioacuten blanca el geacutenero Pycnoporus spp es un

geacutenero representativo de la familia Polyporaceae que se encuentra ampliamente

distribuido a nivel mundial en zonas templadas y tropicales donde tiene gran

importancia en la regulacioacuten del ciclo de carbono (Zeikus 1981) Forma un grupo

cosmopolita de cuatro especies Pycnoporus puniceus Pycnoporus cinnabarinus

Pycnoporus sanguineus Pycnoporus coccineus (Lesage-Meessen et al 2011) A

principios de 1990 el geacutenero Pycnoporus se perfiloacute como una alternativa para la

consecucioacuten de compuestos enzimaacuteticos viables en la degradacioacuten eficiente de

biomasa y la obtencioacuten de metabolitos secundarios de intereacutes como antioxidantes

(Borderes Costa Guedes amp Tavares 2011a) antibacterianos (A Smacircnia et al

1995) y antiparasitarios (Correa et al 2005)

Pese a que los hongos del geacutenero Pycnoporus spp no son especies comestibles

su importancia radica en la capacidad de degradar eficientemente compuestos

lignoceluloacutesicos (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) lo que les confiere un

gran potencial para ser usados en procesos biotecnoloacutegicos de degradacioacuten de

residuos agriacutecolas hasta azuacutecares fermentables uacutetiles en la produccioacuten de etanol y

otros productos biotecnoloacutegicos de alto valor comercial (Call 1994 Zeikus 1981)

Diversas investigaciones han estudiado las condiciones oacuteptimas para la obtencioacuten

de compuestos sintetizados por este geacutenero y la influencia de diversos factores

logrando un mejor control del bioproceso y una mejor comprensioacuten del

metabolismo de Pycnoporus spp (Falconnier et al 1994 Lesage-Meessen et al

2011 Levasseur et al 2014 Liu et al 2015 Piscitelli et al 2011 Rivera-Hoyos et

al 2013)

221 Recoleccioacuten

Para la recoleccioacuten es necesario conocer de antemano las caracteriacutesticas

macroscoacutepicas del cuerpo fructiacutefero del hongo (Ortiz et al 2016) Pycnoporus spp

posee un basidioma en forma de abanico (flabeliforme) maacutes o menos aplanado de

color naranja intenso y un margen redondeado de color similar al resto del

23

carpoacuteforo su tamantildeo puede variar entre 3 a 10 cm de ancho y su carne variacutea de

corchoso a duro Se encuentra adherido al sustrato por la base y ocasionalmente

los bordes son cofluentes es decir que se peguen con los de los basidiomas

contiguos En la zona de unioacuten con el sustrato el basidioma es maacutes grueso

pudiendo alcanzar los 3 cm de grosor mientras en los bordes es maacutes delgado

alcanzando menos de 1 cm de grosor (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016

Papinutti 2013) Se puede observar a simple vista que el himenio de este geacutenero

posee poros por donde libera las esporas (Alexopoulos amp Beneke 1962) los cuales

pueden alcanzar entre 2-3 cm de diaacutemetro y una forma de redondeada u oblonga

(Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) En la figura 21 se pueden apreciar las

caracteriacutesticas generales del geacutenero

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Macroscoacutepicamente las especies son diferenciables entre siacute por ejemplo P

sanguineus tiene un color maacutes rojizo que su homologo P cinnabarinus ademaacutes

tiene una base estrecha que le da la apariencia de subestipitado mientras P

cinnabarinus es seacutesil Este uacuteltimo tiene a su vez una superficie pileacuteica libre o escasa

de vellosidades a diferencia de P fulgens con el cual suele asemejarse por la

24

coloracioacuten del carpoacuteforo (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016 Papinutti

2013)

Pycnoporus spp suele encontrarse en sustratos lignoceluloacutesicos en

descomposicioacuten sobre los cuales crece naturalmente (Borderes Costa Guedes amp

Tavares 2011b) Una vez reconocido el hongo y recolectado su cuerpo fructiacutefero

se deben tomar apuntes acerca de los diferentes substratos en donde fue encontrado

(tierra madera en descomposicioacuten mantillo del bosquehellip) (Chanona-Goacutemez

Andrade-Gallegos Castellanos-Albores amp Saacutenchez 2007) las coordenadas y la

temperatura ambiental En la tabla 21 se listan algunos materiales lignoceluloacutesicos

de donde se han recolectado las cepas de Pycnoporus spp

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp

Especie Material vegetal en descomposicioacuten Referencia

P sanguineus Madera de casuarina y mango (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Madera contaminada con petroacuteleo (Acosta-Urdapilleta Alonso-

Paz Rodriacuteguez Adame y col

2010 Quiroz-Castantildeeda y col

2009)

Troncos de palma (Achenbach y Blumm 1991)

Encino (Chanona-Goacutemez y col 2007)

Madera de Parkia oppositifolia (Esposito Innocentini-Mei

Ferraz Canhos y Duraacuten 1993)

P cinnabarinus Madera de pino (Eggert Temp y Eriksson 1996)

Troncos quemados (Guzmaacuten 1979)

P coccineus Eucalipto (Machuca y Ferraz 2001)

222 Aislamiento

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura (Cruz

Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

25

2000b Schliephake et al 1993) Es necesario haber adicionado cloranfenicol

(200 g l) a los medios de cultivo para evitar contaminaciones bacterianas

(Henrique Rosa y col 2003) Seguacuten Correa y colaboradores (2005) el MEA es el

medio oacuteptimo para el crecimiento micelial posterior a la purificacioacuten mientras que

Acosta-Urdapilleta y colaboradores (2010) afirman que es el Agar Harina Integral

de Trigo (HTIA por sus siglas en ingleacutes) Por su parte Cruz-Muntildeoz y

colaboradores (2015) aseveran que los medios de cultivo oacuteptimos son los que

contienen extracto del material vegetal de donde se recolectoacute el hongo En la tabla

22 se mencionan los principales medios de cultivo empleados para el aislamiento

de Pycnoporus spp

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp

Especie Medio de cultivo Referencia

P sanguineus Agar Papa Dextrosa (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a E de F A

Smacircnia Smacircnia Juacutenior y Loguercio-

Leite 1998 Vikineswary y col 2006)

Agar Harina Integral de Trigo (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a)

Agar Extracto de Malta (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Atteke

y col 2013 Cruz Muntildeoz y col 2015a

Machuca y Ferraz 2001 Schliephake y

col 1993 Uzan y col 2010)

Medios afines al material vegetal de

donde se recolectoacute (Agar Extracto de

Casuarina Agar Extracto de Mango)

(Cruz Muntildeoz y col 2015)

Medio Czapek-Dox con sulfato de

manganeso algunas veces adicionado

con extracto de semillas de guisantes

o salvado de trigo

(Boumlse 1946)

P

cinnabarinus

Agar Extracto de malta (American Type Culture Collection

2016a)

26

Especie Medio de cultivo Referencia

Agar Extracto de levadura (American Type Culture Collection

2016b)

Agar Papa Dextrosa (FuQuan y QiJin 2008)

223 Identificacioacuten

Microscoacutepicamente se pueden identificar cuatro tipo de hifas 1) las de los tubos

o poros que son de pared delgada ramificadas y se tintildeen con fioxina 2) las del

margen y el piacuteleo que son un poco maacutes gruesas no ramificadas no se tintildeen con

fioxina y usualmente tienen graacutenulo anaranjados que se disuelven en KOH 3) las

de la zona de transicioacuten y tubos que tienen grosor variable y se disponen en capas

y 4) las que se encuentran uacutenicamente en la zona de transicioacuten que son delgadas

con ramificaciones cortas y recurvadas (Papinutti 2013) Para la diferenciacioacuten

entre P sanguineus y P cinnabarinus es necesario saber que el primero tiene un

sistema de hifas dimiacutetico mientras el del segundo es trimiacutetico (Asociacioacuten

Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) Para evitar vacilaciones lo maacutes preciso es realizar

pruebas a nivel molecular mediante extraccioacuten del ADN ribosomal y su

amplificacioacuten secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes

(Cruz Muntildeoz et al 2015a)

224 Caracterizacioacuten

Para la determinacioacuten de las condiciones oacuteptimas de crecimiento y la produccioacuten

de metabolitos secundarios se toman discos (5 mm de diaacutemetro) de PDA con

micelio del borde radial de cultivos de 30 diacuteas de edad y se depositan en nuevas

cajas de petri con medio de cultivo acorde con lo que se quiera medir o producir se

incuba por 30 diacuteas maacutes a 23 degC con luz blanca continua (Curz et al 2015a) El

crecimiento micelial no de manera obligatoria estaacute relacionado con la produccioacuten

de metabolitos secundarios (Baumer Mas Diego Pacheco Morgado amp Furigo

2008) Los metabolitos primarios y secundarios producidos por el geacutenero

Pycnoporus spp variacutean dependiendo de la especie y condiciones de cultivo (Acosta

Paz Rodriacuteguez Adame amp col 2010) una vez extraiacutedos en alguacuten tipo de solvente

27

seguacuten el experimento ejecutado se identifican por cromatografiacutea de capa fina

mediante comparacioacuten de los frentes de retencioacuten (Cruz et al 2015a) cromatografiacutea

de gases o espectrometriacutea de masas (Teoh Don y Ujang 2011) En el anexo 3 se

nombran los principales metabolitos producidos por Pycnoporus spp

Es necesario realizarle a la cepa purificada ensayos de actividad enzimaacutetica para

identificar algunos usos potenciales a nivel industrial Como eacuteste geacutenero pertenece

a los hongos de pudricioacuten blanca se deben realizar ensayos de actividad

ligninoliacutetica celuloliacutetica hemiceluloliacutetica de acuerdo con el Manual de Micologiacutea

Experimental de la Universidad de Buenos Aires (Forchiassin et al 2014) Las

enzimas ligninoliacuteticas maacutes abundantes en eacuteste hongo son las lacasas (Eggert et al

1996) lo que facilita su proceso de purificacioacuten Se habiacutea llegado a pensar que la

produccioacuten de peroxidasas extracelulares era nula (Machuca amp Ferraz 2001)

225 Conservacioacuten

La cepa debe ser almacenada en refrigeracioacuten a 4 ordmC para que no pierda su

viabilidad (Borderes et al 2011b Schliephake et al 1993) Aunque existen otros

meacutetodos que tambieacuten pueden emplearse Inmersioacuten en agua destilada inmersioacuten en

aceite mineral liofilizacioacuten congelacioacuten repique (Ortiz et al 2016) La

temperatura de congelacioacuten es de -80 degC en hielo seco o nitroacutegeno liacutequido y la de

liofilizacioacuten de 2 a 8 degC Cada vez que se vaya a usar la cepa limpie su envase con

etanol al 70 y transfiera aseacutepticamente (American Type Culture Collection

2016a 2016b Uzan amp col 2010) El periacuteodo de viabilidad para algunos hongos

conservados bajo este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith amp Onions 1994) En la figura

22 se observa un laboratorio apto para la obtencioacuten de recursos geneacuteticos fuacutengicos

28

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Meacutetodos a corto plazo que ayudan a la conservacioacuten de la cepa se aplica cuando

su uso es generalmente frecuente (Garciacutea amp Uruburuacute 1991) dentro de estos

meacutetodos se tendriacutea

El cultivo seriado consiste en resembrar al microorganismo cada cierto tiempo

en un medio adecuado este meacutetodo es vaacutelido para periacuteodos de 15 diacuteas se incrementa

la posibilidad de contaminacioacuten de la cepa (Mateos 2002)

La conservacioacuten por suspensioacuten en agua destilada es un meacutetodo sencillo

econoacutemico y seguro capaz de garantizar la supervivencia de cultivos fuacutengicos por

periacuteodos prolongados de dos hasta siete antildeos (Jong amp Birmingham 2001) Consiste

en suspender en agua esteacuteril ceacutelulas de cultivo como conidias esporas picnidios

esclerocidos (Bueno 1998)

La conservacioacuten con aceite mineral consiste en recubrir con aceite mineral

esteacuteril un cultivo que se encuentre en condiciones oacuteptimas de crecimiento micelial

y esporulacioacuten generalmente (Jong amp Atkins 1986) esta teacutecnica disminuye la

deshidratacioacuten del medio es utilizado en pequentildeas colecciones cuando la

liofilizacioacuten no resulta econoacutemica (Jong ampBirmingham 2001) Un amplio rango

de hongos a sobrevivido por este meacutetodo por un periacuteodo de 12 a 30 meses (Smith

et al 1994)

La desecacioacuten es un meacutetodo de conservacioacuten que reduce draacutesticamente el

metabolismo Sin embargo no todos los microorganismos sobreviven a estos

29

meacutetodos de secado por lo que se hace necesario antildeadir agentes protectores (leche

descremada glumato soacutedico al 10) La conservacioacuten en suelo es una teacutecnica que

ha sido usada ampliamente en laboratorios industriales para el mantenimiento de

cultivos de importancia comercial (Jong et al 1985) Este meacutetodo es usado para

cultivos que producen esporas y estructura de resistencia las cepas pueden

almacenarse en diferentes sustratos como arena papel filtro El meacutetodo consiste en

esterilizar y secar el suelo el cual es utilizado como medio absorbente con una

pequentildea cantidad de inoacuteculo preserva la viabilidad en un periacuteodo de tres a ocho

antildeos (Jong et al 2001)

Meacutetodos a largo plazo son los mejores porque en ellos se paraliza el crecimiento

de las ceacutelulas microbianas pero estas no han muerto Asiacute se garantiza el maacuteximo

de estabilidad geneacutetica (Garciacutea et al 1991) dentro de estos meacutetodos se tendriacutea

La liofilizacioacuten Es un proceso en el cual se congela el producto y posteriormente

se introduce en una caacutemara al vaciacuteo para realizar la separacioacuten del agua por

sublimacioacuten es otro de los meacutetodos de conservacioacuten de hongos por tiempo

prolongado Si bien es muy recomendado requiere contar con un liofilizador lo

que no siempre estaacute al alcance de todos los investigadores La liofilizacioacuten es un

proceso de conservacioacuten que tambieacuten involucra la deshidratacioacuten de las conidias o

cualquier otra estructura propagativa (Ames nd) El periacuteodo de viabilidad para

algunos hongos conservados por este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith et al 1994)

La criocongelacioacuten se basa en la utilizacioacuten de una temperatura

extremadamente friacutea para poder disminuir de forma controlada las funciones vitales

del organismo que se pretende conservar y que eacuteste se conserve vivo pero

ldquodormidordquo durante un periacuteodo de tiempo muy elevado sin que pierda sus

propiedades su principio radica en que toda ceacutelula tejido u organismo sometido a

bajas temperaturas disminuye sus funciones vitales permaneciendo en estado de

dormancia por periacuteodos prolongados es decir sus actividades metaboacutelicas estaacuten

suprimidas (Pasarellt amp McGinnis 1992 Rico et al 2004)

30

23 Produccioacuten de Biomasa

La obtencioacuten de compuestos derivados de la produccioacuten de Pycnoporus spp se

realiza mediante procesos fermentativos que pueden llevarse a cabo en medios de

crecimiento liacutequidos (Fermentacioacuten en Estado Liacutequido FEL) o soacutelidos

(Fermentacioacuten en Estado Soacutelido FES) Investigaciones efectuadas por Acosta-

Urdapilleta y colaboradores (2010) indican que los metabolitos primarios y

secundarios producidos por el geacutenero Pycnoporus dependen de la especie y las

condiciones de cultivo del mismo

231 Paraacutemetros de operacioacuten

El nivel de humedad del sustrato ejerce un efecto significativo en el proceso de

FES recomendaacutendose una humedad del 70 (Annuar Sammantha Murthy amp

Sabanatham 2010) Asiacute mismo el aumento del oxiacutegeno en el ambiente favorece

la tasa y la extensioacuten de la degradacioacuten de la biomasa por parte de Pycnoporus spp

(Hatakka amp Uusi-Rauva 1983) lo que se traduce en un aumento de la

bioconversioacuten Por otro lado el pH del medio de cultivo estaacute directamente

relacionado con el crecimiento del micelio daacutendose un mayor descenso de pH en

medios que presentan mayor crecimiento micelial (Holler amp Brooks 1980) No

obstante la mayoriacutea de estos estudios han sido realizados en condiciones in vitro

no contemplando la influencia de factores que pueden modificar los resultados en

procesos a mayor escala (Behrentz amp Giraldo 1993)

232 Medios de cultivo

Las fuentes de carbono comuacutenmente usadas en los procesos de FEL son lactosa

maltosa glucosa fructuosa extracto de levadura harinas de algunos cereales entre

otros (Chegwin A amp Nieto R 2013 Suaacuterez Arango amp Nieto 2013) La glucosa y

la fructosa permiten obtener una alta densidad de biomasa pues son maacutes faacuteciles de

asimilar que la maltosa no obstante pueden ser inhibidores de reacciones

metaboacutelicas secundarias del hongo (Ander Eriksson y Yu 1983) Los

suplementos de medios de cultivo maacutes utilizados son tartrato de diamonio tartrato

31

disoacutedico KH2PO4 CaCl2H2H2O MgSO4middot7H2O FeSO4middot7H2O ZnSO4middot7H2O

MnSO4middotH2O CuSO4middot5H2O y extracto de levadura (Eggert et al 1996 Gocenoglu

yPazarlioglu 2014 Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

2000a Levasseur e al 2014)

Pycnoporus spp puede cultivarse faacutecilmente a escala de laboratorio y en planta

piloto obteniendo altos rendimientos de produccioacuten a partir del uso de substratos

como almidoacuten extracto de malta maltosa metilcelulosa sacarosa dextrosa

caldos suplementados con extracto de levadura yo fosfoliacutepidos (Holler amp Brooks

1980 Oddou Stentelaire Lesage-Meessen Asther amp Colonna Ceccaldi 1999)

salvado de maiacutez salvado de trigo y salvado de arroz (FuQuan amp QiJin 2008

Levasseur et al 2014 Zimbardiet al 2016) tambieacuten se reporta el uso de residuos

agroindustriales como el bagazo de la cantildea de azuacutecar residuos de cultivo de

plaacutetano virutas de madera caacutentildeamo caacutescaras de algodoacuten hojas de palma de aceite

y residuos de frutas (Annuar et al 2010 Leŝtan Ŝtrancar amp Perdih 1990)

Existe una estrecha relacioacuten entre el aumento del crecimiento micelial del hongo

con el carbono total disponible en el medio de cultivo (Holler amp Brooks 1980) El

raacutepido crecimiento del hongo en medios pobres sobre todo cuando no se antildeade

ninguna fuente de carbono puede ser causado por la expansioacuten de su micelio como

estrategia para evitar la inanicioacuten (Levasseur et al 2014) Levasseur y

colaboradores (2014) sugieren que un alto contenido de lignina en el medio de

cultivo inhibe el crecimiento de P cinnabarinus en condiciones de cultivo en donde

la lignina es la uacutenica fuente de carbono disponible

233 Incubacioacuten

La mayoriacutea de estudios de estimacioacuten de la velocidad de crecimiento micelial

se realizan midiendo el diaacutemetro del micelio del hongo en las placas de petri sin

embargo el crecimiento tambieacuten se relaciona con la densidad de micelio en el

medio (Royse 1997)

FuQuan y QiJin (2008) estudiaron el crecimiento de Pcinnabarinus por FES en

bolsas con 075 kg de salvado de trigo y aserriacuten suplementado con sacarosa y

CaCO3 a una temperatura de crecimiento de 25 a 30 ordmC un pH 70 y una humedad

32

del sustrato del 60 al 65 logroacute una colonizacioacuten completa del micelio despueacutes

de los 26 a los 30 diacuteas y la obtencioacuten de carpoacuteforos transcurridos 32 diacuteas despueacutes

de la aparicioacuten de los primordios

Holler y Brooks (1980) estudiaron el crecimiento del micelio de P cinnabarinus

por FEL utilizando extracto de malta suplementado con NaNO3 K2HPO4

MgSO47H2O KCL y FeSO47H2O y sacarosa a partir de una suspensioacuten de

esporas y tacos de agar con micelio se cultivoacute a 28 ordmC por un intervalo de 4 diacuteas

El medio de levadura-extracto de almidoacuten mostroacute el mayor aumento de peso seco

del micelio (10638 mg) en comparacioacuten con el medio extracto de madera (0336

mg)

24 Produccioacuten de metabolitos

241 Cinnabarina

La produccioacuten de cinnabarina puede realizarse in vitro en medios soacutelidos y

liacutequidos o in vivo a partir de los basidiocarpos cuya obtencioacuten es maacutes faacutecil Las

mayores concentraciones de este pigmento se obtienen en Agar Papa Dextrosa

(PDA por sus siglas en ingleacutes) y Agar Extracto de Malta (MEA por sus siglas en

ingleacutes) mientras el mayor crecimiento micelial se obtiene en medios conformados

por los extractos de los materiales lignoceluloacutesicos de donde las cepas fueron

aisladas (Cruz Muntildeoz et al 2015b) Baumer y colaboradores (2008) indican que la

velocidad de crecimiento del hongo no implica necesariamente una mayor

produccioacuten de cinnabarina Investigaciones efectuadas por Acosta-Urdapilleta y

colaboradores (2010) sugieren que el mejor sustrato para producir cinnabarina en

primordios de P sanguineus es el aserriacuten de pino seguido por el de encino y el de

cedro sin importar la cepa utilizada En dichos experimentos el contenido promedio

del cinnabarina en cajas de petri fue de 6-9 mg g de micelio mientras en primordios

del hongo fue de 56 mgg de micelio y en cuerpos fructiacuteferos bien desarrollados de

68 mgg de carpoacuteforo La ventaja de usar basidiocarpos en vez de primordios para

la extraccioacuten de cinnabarina es la posibilidad de realizar hasta dos o maacutes cosechas

del hongo lo que requiere de 242 a 356 diacuteas Sin embargo el cultivo en caja de

petri permite obtener cinnabarina mucho maacutes raacutepido entre 7 a 15 diacuteas con una

33

mayor actividad antioxidante (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez M

Adame amp col 2010) Hay que evaluar la situacioacuten si la cinnabarina es requerida

para investigaciones conviene producir el hongo en cajas de petri pero si es

requerida para uso industrial conviene maacutes producir primordios o cuerpos

fructiacuteferos

242 Vainillina

El hongo P cinnabarinus fue cultivado por Falconnier y colaboradores (1994)

utilizando un medio que conteniacutea maltosa como fuente de carbono tartrato de

diamonio como fuente de nitroacutegeno y suplementos como KH2PO4 CaCl2 MgSO4

y extracto de levadura obteniendo una concentracioacuten en el medio de cultivo de 64

mgL de vainillina En comparacioacuten Oddou y colaboradores (1999) demostraron

que este hongo basidiomiceto presenta una mayor produccioacuten de vainillina (760

mgL) usando una mezcla compuesta por fosfoliacutepidos y glucosa obteniendo

ademaacutes una gran densidad de biomasa fuacutengica El proceso fermentativo se llevoacute a

cabo en un biorreactor agitado a una velocidad de 120 rpm con un flujo de aire de

093 vvm (voluacutemenes de aire unidad de volumen de medio por minuto) al principio

del proceso fermentativo y 028 vvm posterior a los tres diacuteas manteniendo una

temperatura constante de 30 ordmC Lo anterior respalda lo dicho por Leŝtan y

colaboradores (1990) quienes demostraron que la combinacioacuten de liacutepidos y glucosa

induce el crecimiento del micelio de algunos basidiomicetos (Ander et al 1983)

243 Enzimas ligninoliacuteticas

Zimbardi y colaboradores(2016) indicaron que las fuentes de nitroacutegeno maacutes

efectivas para la produccioacuten de lacasas de P sanguineus por FES son en orden

descendente NH4Cl peptona extracto de malta caseiacutena urea extracto de

levadura asparagina KNO3 NH4NO3 (NH4)2SO4 NaNO3 Siendo la mejor fuente

de carbono para la produccioacuten de lacasa el salvado de trigo Mariacutea Eugenia Eugenio

Carbajo Martiacuten Gonzaacutelez y Villar (2009) concluyeron que la produccioacuten de lacasa

34

por hongos no soacutelo depende de las fuentes de carbono y nitroacutegeno sino tambieacuten de

la concentracioacuten de nitroacutegeno del medio de cultivo

La obtencioacuten de celulasa a partir de este hongo fue estudiada por Onofre Santos

Kagimura y Mattiello (2015) quienes reportaron que P sanguineus fue cultivado

en bagazo de cantildea enriquecido con carboximetilcelulosa glucosa NaNO3

KH2PO4 MgSO4 KCl FeSO47H2O ZnSO4 y urea a una temperatura de 30 degC y

pH 55 presentando una actividad enzimaacutetica de la celulasa de 1632 plusmn 265 Umiddotgmiddot-

La tabla 13 y 14 especifican las condiciones de cultivo para la produccioacuten de lacasa

por Pycnoporus spp y sus respectivos rendimientos

244 Inductores

La adicioacuten de inductores enzimaacuteticos constituye una estrategia para aumentar la

produccioacuten de compuestos metaboacutelicos mediante la optimizacioacuten de las

condiciones de cultivo (Schliephake et al 1993)

Seguacuten Lomascolo y colaboradores (2003) la produccioacuten de lacasa fuacutengica es

influenciada por la presencia de inductores que regulan la siacutentesis de la enzima a

nivel transcripcional empero el efecto de cada compuesto y la concentracioacuten

oacuteptima para la produccioacuten de lacasa variacutea seguacuten las diferentes cepas fuacutengicas

Compuestos fenoacutelicos como como 25-xilidina se adicionan al medio de cultivo

para incrementar la produccioacuten de lacasa (Schliephake y col 1993) tambieacuten se

reporta el uso de aacutecido feruacutelico (Levasseur et al 2014 Lomascolo y col 2003)

etanol (Eggert et al 1996) alcohol veratriacutelico e iones Cu2+ Estos dos uacuteltimos son

los inductores maacutes comunes de actividad lacasa su efecto en la produccioacuten

enzimaacutetica por FEL ha sido maacutes estudiada que por FES (Piscitelli et al 2011

Rivera-Hoyos et al 2013) Por su parte el etanol a pesar de tener un efecto

inhibidor inicial en el crecimiento del micelio es un fuerte inductor de la expresioacuten

de lacasa en P cinnabarinus permitiendo obtener altos rendimientos Meza y

colaboradores (2003) estudiaron el efecto del etanol en la produccioacuten de lacasas de

P cinnabarinus en bagazo de cantildea de azuacutecar y encontraron que la adicioacuten de etanol

al inicio de la fermentacioacuten incrementa raacutepidamente la actividad enzimaacutetica 215

veces maacutes que el sustrato que no conteniacutea etanol alcanzando niveles maacuteximos de

35

129 UmiddotL-1 despueacutes de 15 diacuteas los cuales se mantienen constantes hasta la final de

la fermentacioacuten Por otro lado el alcohol veratriacutelico estimula la produccioacuten de

peroxidasas totales (Piscitelli et al 2011) mientras los compuestos que aportan

iones de manganeso como MnSO4 son especiacuteficos para manganeso peroxidasa

(MnP) (Pezzella Guarino amp Piscitelli 2015)Las tablas 23 y 24 muestran la

influencia de algunas sustancias inductoras en la produccioacuten de lacasa fuacutengica a

traveacutes de procesos FEL y FES respectivamente

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL

EspecieCepa Inductor Actividad

enzimaacutetica

Condiciones

fermentacioacuten Referencia

P sanguineus Sin inductor 5 117 U L-1 pH 50 28 ordmC

150 rpm

(Lu y col 2007a)

25-xilidina 1 368 U L-1 pH 45 25 ordmC

125 rpm

(S Pointing Jones y

Vrijmoed 2000)

sacarosa-

asparagina

820 000 U L-1 28ordmC 200 rpm (Mariacutea Eugenia

Eugenio y col 2009)

P cinnabarinus 25-xilidina 9 600 U L-1 pH 45 30 ordmC 60

rpm

(Eggert y col 1996)

aacutecido feruacutelico 29 000 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Herpoeumll y col

2000a)

etanol 266 600 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Lomascolo y col

2003)

Los valores con unidades en rpm hacen referencia a la velocidad de agitacioacuten en

el biorreactor

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P sanguineus Hojas de palma de

aceite urea

CaCO3

466 U gmiddot-1 Humedad 75-85

25 ordmC densidad

del inoculo 30

(Vikineswary y

col 2006)

Mazorca de maiacutez

CuSO4 NH4Cl

1386 U g-1 Humedad 41 mL

g-1 sustrato 26 ordmC

(Zimbardi y col

2016)

36

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P

cinnabarinus

Bagazo de cantildea

alcohol veratriacutelico

850 U middotgmiddot-1 Humedad 70

25 ordmC

(Meza Auria

Lomascolo

Sigoillot y

Casalot 2007)

Bagazo de cantildea

etanol gaseoso

900 U middotgmiddot-1 24 ordmC Flujo

suministro etanol

40 mL min-1

(Meza

Lomascolo

Casalot Sigoillot

y Auria 2005)

Duarte Tiba Santiago Garcia y Bara (2012) estudiaron el efecto de distintos

compuestos inductores en la produccioacuten de tirosinasa por P sanguineus en

condiciones de luminosidad como estrategia para disminuir la produccioacuten de lacasa

(la cual aumenta en la oscuridad) demostrando que sustancias como aacutecido de sodio

aacutecido salicilhidroxaacutemico y feniltiourea poseiacutean una actividad inhibitoria mientras

que L-tirosina fue el mejor inductor para la produccioacuten de esta enzima seguido de

L-dopa (L-dihidroxifenilalanina 34) aacutecido cafeico (aacutecido 34 dihidroxicinaacutemico)

aacutecido 2-(4-Hydroxyphenyl) propanoico y guayacol

25 Importancia industrial

En el anexo 4 se resumen los principales metabolitos producidos por Pycnoporus

spp y su uso

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos

Los hongos de pudricioacuten blanca pueden degradar compuestos de estructura

polifenoacutelica semejante a la lignina como los compuestos xenobioacuteticos gracias a la

accioacuten de enzimas extracelulares ligninoliacuteticas producidas por estas especies que

actuacutean despolimerizando unidades no repetitivas de fenilpropanoide ligadas por

varios enlaces carbono-carbono (S B Pointing 2001 Swamy y Ramsay 1999)

Compuestos xenobioacuteticos como los colorantes industriales constituyen

37

contaminantes persistentes debido a su origen sinteacutetico por lo que pueden daacutersele

a las lacasas de Pycnoporus spp aplicaciones en biorremediacioacuten (Bumpus y Aust

1987) Schliephake y colaboradores (1993) realizaron ensayos exitosos de

decoloracioacuten de efluentes textiles (con contenido de colorantes sinteacuteticos) dentro de

un biorreactor de lecho empaquetado inmovilizando el hongo P cinnabarinus en

una membrana de nylon para que produjera lacasas demostrando la capacidad del

hongo para tolerar residuos potencialmente toacutexicos y degradarlos

252 Control bioloacutegico

El uso de hongos antagonistas ha demostrado ser una eficiente opcioacuten para el

control bioloacutegico de fitopatoacutegenos causantes de diversas enfermedades en cultivos

vegetales (Fernaacutendez-Larrea 2001 Infante Martiacutenez Gonzaacutelez amp Reyes 2009)

Estudios realizados en P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a

Mycena citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de

cafeacute causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum

Jaramillo 2012) Viecelli y Stangarlin (2010) obtuvieron resultados similares

contra Pseudocercospora griseola causante de la enfermedad ldquomancha angularrdquo en

cultivos de friacutejol tras rociar la superficie de las hojas de la planta con el extracto

acuoso obtenido del micelio de P sanguineus

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico

Algunas especies de hongos de la familia Polyporaceae producen pigmentos

rojos o anaranjados derivados de aacutecidos polipoacutericos y terpenilquinones los cuales

son causales de la coloracioacuten naranja de los hongos Pycnoporus spp (Veliacutešek y

Cejpek 2011) Los principales compuestos producidos por P sanguineus son

poliporin cinnabarina aacutecido cinabariacutenico y tramesanguina (Henrique Rosa et al

2003) A Smacircnia y colaboradores (1995) demostraron que la cinnabarina tiene

propiedades antibacterianas (Gocenoglu amp Pazarlioglu 2014) capaces de inhibir el

crecimiento de bacterias como Escherichia coli Klebsiella pneumoniae

38

Pseudomonas aeruginosa Salmonella typhi Staphylococcus aureus y miembros

del geacutenero Streptococcus siendo maacutes efectiva para el control de cocos

grampositivos que de bacilos Gram-negativos (E de F A Smacircnia et al 1998)

Ensayos utilizando P sanguineus evidenciaron la efectividad del ergosterol-58-

endoperoacutexido producido contra amastigotes de Leishmania (Viannia) panamensis

(Correa et al 2005)

Es necesario saber que los metabolitos secundarios producidos por esta especie

presentan un gran potencial antioxidante y que su eficiencia de produccioacuten no

necesariamente estaacute relacionada con la velocidad de crecimiento micelial (Borderes

et al 2011a)

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios

El aacutecido feruacutelico es un producto de la degradacioacuten de la lignina por hongos de

podredumbre blanca (Kirk 1971) Falconnier y colaboradores (1994) demostraron

el aacutecido feruacutelico de P cinnabarinus se puede biotransformar en vainillina y alcohol

vainiacutellico a traveacutes de una viacutea reductora o formar metoxihidroquinona a traveacutes de la

descarboxilacioacuten oxidativa La vainillina es una moleacutecula de alto valor comercial

aislada comuacutenmente de vainas de vainilla responsable del aroma y sabor de la

vainilla (Cid-Perez 2011) La demanda actual de alimentos producidos de forma

natural ha estimulado la buacutesqueda de medios alternativos de produccioacuten de

vainillina convirtiendo a los hongos del geacutenero Pycnoporus spp en una excelente

opcioacuten para la obtencioacuten de este aditivo alimentario (Falconnier et al 1994)

26 Marco legal

Seguacuten la Organizacioacuten de los Estados Ibero-americanos (OEI) los cambios y la

destruccioacuten de sus haacutebitats la contaminacioacuten ambiental la inadecuada poliacutetica

forestal la recoleccioacuten de cuerpos fructiacuteferos y la fragmentacioacuten de los ecosistemas

son las pesadillas de los hongos En las uacuteltimas deacutecadas han sufrido un descenso

laquocualitativo y cuantitativoraquo Por su laquopapel crucial en el funcionamiento de los

ecosistemasraquo y consciente de que las setas se han omitido en los programas de

39

conservacioacuten un grupo de micoacutelogos decidioacute realizar en 2003 la primera laquoLista

Roja preliminar de hongos en la Peniacutensula Ibeacutericaraquo que comprende hasta 67

taxones (subdivisiones de una especie) de hongos amenazados Es necesario hacer

una ley que tenga en cuenta los intereses de todos de los recolectores

acostumbrados a tomar sus setas y de la administracioacuten y comunidades autoacutenomas

que deben velar por la conservacioacuten de su patrimonio natural

Legislacioacuten internacional los seres humanos han dependido de la biodiversidad

y especiacuteficamente de los recursos geneacuteticos para producir innovar mejorar y

adaptarla a sus necesidades particulares Antes de la vigencia del Convenio sobre

la Diversidad Bioloacutegica (CDB) el acceso a los recursos geneacuteticos era libre

Normalmente las uacutenicas barreras para el acceso a estos recursos eran las distancias

y las fronteras geograacuteficas el desconocimiento de su existencia su poca adaptacioacuten

a otros ecosistemas su limitada aceptacioacuten o la falta de la verificacioacuten de su utilidad

por parte de otras culturas (Estrella Manosalvas Mariaca Ribadeneira 2005)

En el Convenio sobre diversidad bioloacutegica se define a los recursos geneacuteticos

como ldquomaterial geneacutetico de valor real o potencialrdquo y el material geneacutetico como

ldquotodo material de origen vegetal animal microbiano o de otra iacutendole que contenga

unidades funcionales de la herenciardquo

El principal objetivo de la Federacioacuten Internacional de Colecciones de Cultivo

(WFCC) la cual es un conjunto de comiteacutes comisiones y federaciones (COMCOF)

de la Unioacuten Internacional de Sociedades Microbiologiacutea (IUMS) Unioacuten

Internacional de Ciencias Bioloacutegicas (IUBS) es la promocioacuten y desarrollo de

cultivos de microorganismos y liacuteneas celulares La coleccioacuten de cultivos se debe

realizar de forma segura y de conformidad con las diferentes legislaciones y

regulaciones que controlan este tema en el proceso de aislamiento manipulacioacuten

almacenamiento y distribucioacuten de microrganismo y cultivos celulares hay muchas

etapas en las que se requiere conformidad con la ley regulaciones o convenciones

internacionales una coleccioacuten de cultivos deberiacutea tener conformidad en

Requerimientos en salud y seguridad

40

Clasificacioacuten de los microorganismos en funcioacuten de su riesgo

Regulaciones de cuarentena

Derechos de propiedad intelectual

Convencioacuten sobre diversidad bioloacutegica Informacioacuten segura suministrada al receptor

de los microorganismos

Regulaciones gubernamentales sobre el enviacuteo de cultivos

Control en la distribucioacuten de organismos peligrosos

Tratado de Budapest (para los depoacutesitos de patentes) (WFCC 2010)

Legislacioacuten nacional

Que los artiacuteculos 14 74 275 276 387 388 de la Constitucioacuten de la Repuacuteblica

reconoce el derecho de la poblacioacuten a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente

equilibrado que garantice la sostenibilidad y el buen vivir Declara de intereacutes

puacuteblico la preservacioacuten del ambiente la conservacioacuten de los ecosistemas la

biodiversidad y la integridad del patrimonio geneacutetico del paiacutes la prevencioacuten del

dantildeo ambiental y la recuperacioacuten de los espacios naturales degradados

(Constitucioacuten poliacutetica de la repuacuteblica del Ecuador)

Que el Art 86 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declara de intereacutes

puacuteblico a la conservacioacuten de los ecosistemas la biodiversidad y el patrimonio

geneacutetico del paiacutes a la recuperacioacuten de espacios naturales degradados al

establecimiento de un Sistema Nacional de Aacutereas Naturales Protegidas que

garanticen la conservacioacuten de la biodiversidad y el mantenimiento de los servicios

ecoloacutegicos

Que los Arts 89 242 y 248 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declaran

respectivamente que el Estado tomaraacute medidas orientadas a regular bajo estrictas

normas de bioseguridad la propagacioacuten en el medio ambiente la experimentacioacuten

el uso la comercializacioacuten y la importacioacuten de organismos geneacuteticamente

modificados que la organizacioacuten y funcionamiento de la economiacutea responderaacute

41

entre otros principios al de sustentabilidad y ratifica el derecho soberano del

Estado sobre la biodiversidad promoviendo su conservacioacuten y utilizacioacuten

sustentable con la participacioacuten de las poblaciones involucradas y de conformidad

con los convenios y tratados internacionales Que el Ecuador suscribioacute y ratificoacute el

Convenio sobre la Diversidad Bioloacutegica seguacuten consta en los Registros Oficiales

No 109 del 18 de enero de 1993 y el 146 del 16 de marzo de 1993 El cual regula

la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de la biodiversidad y sus componentes y

establece la participacioacuten justa y equitativa en los beneficios que se deriven de la

utilizacioacuten de los recursos geneacuteticos asociados reconociendo el derecho soberano

que ejercen los Estados sobre sus recursos bioloacutegicos Que el Estado ha suscrito y

ratificado varios Convenios Internacionales relacionados con la conservacioacuten de la

biodiversidad tales como la Convencioacuten sobre Humedales de Importancia

Internacional especialmente como Haacutebitat de Aves Acuaacuteticas o Convencioacuten de

Ramsar la Convencioacuten para la Proteccioacuten del Patrimonio Mundial Cultural y

Natural la Convencioacuten sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas

de Flora y Fauna Silvestres (CITES) Convenio Marco de Cambio Climaacutetico el

Tratado de Cooperacioacuten Amazoacutenica entre los maacutes relevantes Que estaacuten vigentes

en el Ecuador normas de aplicacioacuten regional de la Comunidad Andina de manera

especial las Decisiones de la Comisioacuten del Acuerdo de Cartagena Nos 344 345

391 y 486 relativas a la Propiedad Industrial la proteccioacuten a los Derechos de los

Obtentores de Variedades Vegetales y al Acceso a los Recursos Geneacuteticos Que la

biodiversidad constituye la base del capital natural del paiacutes capaz de proporcionar

un flujo constante de bienes y servicios cuya conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable

permitan satisfacer las necesidades humanas de consumo y produccioacuten y

garanticen el sustento de la vida Que la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de

la biodiversidad son de intereacutes nacional por su importancia econoacutemica ecoloacutegica

geneacutetica social cultural cientiacutefica educativa recreativa y esteacutetica y por lo tanto

tiene un valor estrateacutegico para el desarrollo sustentable presente y futuro del

Ecuador Que siendo el Ecuador uno de los paiacuteses de mayor biodiversidad del

mundo catalogado como mega diverso constituye una prioridad para el paiacutes

proteger su riqueza bioloacutegica y cultural asociada para las generaciones presentes y

futuras ante la preocupante y considerable reduccioacuten y peacuterdida de la biodiversidad

42

como consecuencia de determinadas actividades humanas en el paiacutes Que es

indispensable expedir normas que rijan la conservacioacuten y uso sustentable de la

biodiversidad (Ley para la conservacioacuten y uso sustentable de la biodiversidad

1993)

CAPIacuteTULO VIII De la Investigacioacuten y Capacitacioacuten Forestales

Art 50- El Ministerio del Ambiente promoveraacute realizaraacute y coordinaraacute la

investigacioacuten relativa a la conservacioacuten administracioacuten uso y desarrollo de los

recursos forestales y de las aacutereas naturales del patrimonio forestal

Art 51- Para el cumplimiento de las actividades previstas en el artiacuteculo anterior

al Ministerio del Ambiente le corresponde

a) Crear centros de investigacioacuten sobre especies forestales nativas y exoacuteticas de

fauna y flora silvestres

b) Suscribir convenios relativos a la investigacioacuten capacitacioacuten y educacioacuten

forestales

c) Ejecutar programas de capacitacioacuten y adiestramiento en conservacioacuten

administracioacuten y desarrollo de recursos forestales y aacutereas naturales de patrimonio

del Estado

d) Establecer en coordinacioacuten con el Ministerio de Educacioacuten y Cultura y otras

entidades del sector puacuteblico programas de educacioacuten y divulgacioacuten relativas a los

aspectos mencionados en el literal anterior

e) Organizar cursos de capacitacioacuten forestal y de conservacioacuten conjuntamente

con el Servicio Ecuatoriano de Capacitacioacuten Profesional -SECAP- y otras entidades

y dependencias del sector puacuteblico o privado

f) Las demaacutes que le asignen esta Ley y los reglamentos (Ley forestal y

conservacioacuten de aacutereas 2004)

Toda esta riqueza biodiversa en el Ecuador corre gran peligro de que por falta

de una legislacioacuten que lo proteja sea amenazada por el intereacutes de convertir no en

43

elementos vitales para el Sumak Kawsay sino que apetecido por sus componentes

convertirlos en mercanciacuteas y llevarlos al mercado globalizado De hecho parte de

la destruccioacuten y desaparicioacuten de especies ha sido por falta de una legislacioacuten

responsable y soberana para la proteccioacuten de la biodiversidad asiacute como la

responsabilidad de los gobiernos de turno que no han visto a estos seres vivos como

titulares de derecho (Ley orgaacutenica de la biodiversidad 2011)

El Coacutedigo Orgaacutenico del Ambiente (COA) manifiesta en el Titulo III DE LOS

DERECHOS DEBERES Y PRINCIPIOS AMBIENTALES art5 derecho de la

poblacioacuten a vivir en un ambiente sano

El derecho a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente equilibrado

comprende

1- La conservacioacuten manejo sostenible y recuperacioacuten del patrimonio natural la

biodiversidad y todos sus componentes con respeto a los derechos de la naturaleza

y a los derechos colectivos de las comunas comunidades pueblos y nacionalidades

2- El manejo sostenible de los ecosistemas con especial atencioacuten a los

ecosistemas fraacutegiles y amenazados tales como paramos humedales bosques

nublados bosques tropicales secos y huacutemedos manglares y ecosistemas marinos y

marinos-costeros

3- La intangibilidad del Sistema Nacional de Aacutereas Protegidas en los teacuterminos

establecidos en la constitucioacuten y la Ley

4- La conservacioacuten preservacioacuten y recuperacioacuten de los recursos hiacutedricos

cuencas hidrograacuteficas y caudales ecoloacutegicos asociados al ciclo hidroloacutegico

5- La conservacioacuten y uso sostenible del suelo que prevenga la erosioacuten la

degradacioacuten la desertificacioacuten y permita su restauracioacuten

6- La prevencioacuten control y reparacioacuten integral de los dantildeos ambientales

7- La obligacioacuten de toda obra proyecto o actividad en todas sus fases de

sujetarse al procedimiento de evaluacioacuten de impacto ambiental

44

8- El desarrollo y uso de praacutecticas y tecnologiacuteas ambientalmente limpias y

sanas asiacute como de energiacuteas alternativas no contaminantes renovables

diversificadas y de bajo impacto ambiental

9- El uso experimentacioacuten y el desarrollo de la biotecnologiacutea y la

comercializacioacuten de sus productos bajo estrictas normas de bioseguridad con

sujecioacuten a las prohibiciones establecidas en la Constitucioacuten y demaacutes normativa

vigente

Los principios ambientales deberaacuten ser reconocidos e incorporados en toda

manifestacioacuten de la administracioacuten puacuteblica asiacute como en las providencias judiciales

estos principios son

Responsabilidad integral - Responsabilidad de quien promueve una

actividad que genere o pueda generar impacto sobre el ambiente

Mejor tecnologiacutea disponible y mejores praacutecticas ambientales - El estado

deberaacute promover a los sectores puacuteblicos y privados el desarrollo y uso de

tecnologiacuteas ambientalmente limpias y de energiacutea alternativa no

contaminantes y de bajo impacto que minimicen en todas las fases de una

actividad productiva

TIacuteTULO I DE LA CONSERVACIOacuteN DE LA BIODIVERSIDAD

Articulo 31- La conservacioacuten de la biodiversidad se realizaraacute in situ o ex situ

en funcioacuten de sus caracteriacutesticas ecoloacutegicas niveles de endemismo categoriacutea de

especies amenazadas de extincioacuten para salvaguardar el patrimonio bioloacutegico de la

erosioacuten geneacutetica

Articulo 32- Se promoveraacuten y regularaacuten las investigaciones cientiacuteficas in situ

y ex situ que comprendan actividades de extraccioacuten coleccioacuten recoleccioacuten

importacioacuten movilizacioacuten transportacioacuten exportacioacuten y disposicioacuten temporal o

final de especies de vida silvestre

Articulo 33- La biodiversidad terrestre insular marina y dulceacuiacutecola seraacute

conservada in situ Se procuraraacute el uso sostenible de sus componentes de forma tal

45

que no se ocasione su disminucioacuten a largo plazo para mantener su potencial de

satisfacer las necesidades de las generaciones presentes y futuras

Articulo 35- Para la proteccioacuten de la vida silvestre se establecen las siguientes

condiciones a las personas naturales y juriacutedicas

1 Conservar las especies de vida silvestre en su habitad natural prohibiendo

su extraccioacuten salvo las consideraciones para investigacioacuten repoblacioacuten de

especies con cualquier tipo de amenaza y las establecidas en este coacutedigo

2 Reconocer el uso tradicional y el aprovechamiento de las especies de vida

silvestre por motivos de subsistencia o por praacutecticas culturales medicinales

3 Promover investigaciones sobre vida silvestre para difundir el

bioconocimiento dentro del territorio nacional

Articulo 66- Son medios de conservacioacuten de especies de vida silvestre los que

se detallan a continuacioacuten

Viveros

Jardines botaacutenicos

Zooloacutegicos

Centros de criacutea y reproduccioacuten sostenible

Centros de rescate y rehabilitacioacuten

Bancos de germoplasma

Acuarios

TIacuteTULO IV RECURSOS GENEacuteTICOS Y SUS DERIVADOS

BIOSEGURIDAD BIOCOMERCIO

Artiacuteculo 72- Los derechos otorgados sobre los recursos bioloacutegicos no conceden

derecho alguno sobre los recursos geneacuteticos o sus derivados no sobre los

conocimientos colectivos asociados a estos Las investigaciones realizadas sobre

los recursos geneacuteticos deberaacuten ser sistematizadas y ser recopiladas por el Instituto

Nacional de Biodiversidad

Artiacuteculo 75- Las normas de bioseguridad regularaacuten los productos de la

biotecnologiacutea moderna con el objeto de contribuir a la conservacioacuten y el uso

46

sostenible de la biodiversidad y garantizar los derechos de la salud humana y el

ambiente

Articulo 80- La Autoridad Ambiental Nacional regularaacute el biocomercio para

lo cual deberaacute considerar los objetivos de la conservacioacuten de la biodiversidad la

sostenibilidad social econoacutemica y ambiental asiacute como la distribucioacuten justa de los

beneficios de conformidad con las disposiciones de este coacutedigo

En los uacuteltimos antildeos se ha observado la accioacuten paralela de numerosas

organizaciones gubernamentales y no gubernamentales universidades

comunidades e individuos que han desplegado acciones en favor de la

biodiversidad del rescate de los conocimientos praacutecticas e innovaciones

relacionados a eacutesta y de la documentacioacuten o desarrollo de meacutetodos para la

conservacioacuten y utilizacioacuten sostenible de estos recursos entre otras acciones

El lograr la conservacioacuten y uso sostenible de la biodiversidad implica lograr

beneficios para el ser humano sin agotar el recurso y asegurar las posibilidades de

aprovechamiento de la biodiversidad para las proacuteximas generaciones En este

sentido la biodiversidad puede conservarse mediante dos estrategias

bull La estrategia de conservacioacuten in situ

bull La estrategia de conservacioacuten ex situ (Estrella amp col 2005)

47

3 MARCO METODOLOacuteGICO

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa

Pycnoporus spp

El objetivo de este experimento es aislar identificar y caracterizar la cepa nativa

ecuatoriana del hongo Pycnoporus spp

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de Pycnoporus sanguineus

48

311 Materiales y meacutetodos

El trabajo experimental se realizoacute en el laboratorio de Biotecnologiacutea Fuacutengica del

Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente (CEBA) en convenio con el

Ingenio Azucarero del Norte (IANCEM) localizado en la Ciudad de Ibarra a 2241

msnm (UTM WGS84 17 N 816705 Este 36766 Norte) con una temperatura

promedio de 18 degC

3111 Aislamiento

La muestra de hongo Pycnoporus spp se recolectoacute de un bosque de la ciudad de

Tena a una altitud de 543 msnm UTM WGS84 18N 186566 Este 9891710 Norte

la misma se encontroacute creciendo naturalmente en troncos de la madera piguumle

(Pollalesta discolor) en proceso de descomposicioacuten

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus

49

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de Pollalesta discolor

Para la presente investigacioacuten la reproduccioacuten celular se realizoacute tanto por medio

de tejido como por esporas en un medio rico en Agar Papa Dextrosa (PDA) y Agar

extracto de Malta (MEA) siguiendo la teacutecnica descrita por Pineda (2014) se

preparoacute el medio con agua destilada y se esterilizoacute por 15 minutos en autoclave a

15 PSI y 121 degC El medio esteacuteril se sirvioacute en caja petri y se procedioacute a inocular

con tejido y espora de la especie seleccionada (Pineda 2014) Las muestras

inoculadas se incubaron a 22 degC y se observoacute el crecimiento del hongo durante seis

diacuteas

3112 Identificacioacuten

La identificacioacuten fue realizada por el laboratorio especializado IDgen-

Identificacioacuten Molecular localizado en la ciudad de Quito Para ello se usoacute dos

muestras de cepas puras de la especie Pycnoporus previamente aisladas con coacutedigo

CEBA-T-PS-010116 son cultivos axeacutenicos de hongos creciendo en agar

Se realizoacute la identificacioacuten molecular de microorganismos (Extraccioacuten de ADN

Amplificacioacuten de barcode secuenciacioacuten estaacutendar ensamblaje de productos de

50

PCR y buacutesqueda en base de datos) El meacutetodo de determinacioacuten se realizoacute por

identificacioacuten molecular por barcoding

Los procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR se

describen en el detalle de protocolos (anexo 1) Los productos de PCR fueron

depurados previo a su secuenciacioacuten El producto de amplificacioacuten limpio y los

primeros ITS1 ITS4 ITS5 EF1-983F EF1-2218R fueron utilizados para la

secuenciacioacuten con el meacutetodo SANGER Se limpiaron y ensamblaron las secuencias

obtenidas con el programa bioinformaacutetico GENEIOUS y se compararon las

secuencias ensambladas con la base de datos de nucleoacutetidos de GenBank

3113 Caracterizacioacuten

La caracterizacioacuten del Pycnoporus sanguineus estudiada se realizoacute a traveacutes del

anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico el cual se realizoacute en el laboratorio del INIAP

localizado en la ciudad de Quito Se realizoacute un anaacutelisis proximal macro y micro

elementos siguiendo las normas y meacutetodos de la institucioacuten

312 Resultados y discusioacuten

3121 Aislamiento

En la figura 34 se presenta los cuerpos fructiacuteferos de los hongos Pycnoporus

sanguineus que se recolectaron en la ciudad del Tena Ecuador los mismos que se

almacenaron en bolsa de polietileno y se llevaron al laboratorio

51

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno

En la figura 35 se presenta el proceso de preparacioacuten del medio de cultivo para la

especie nativa

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA

52

En la figura 36 y 37 se presenta el procedimiento para la obtencioacuten de esporas

tejido e inoculacioacuten de la especie nativa de Pycnoporus spp

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo

En la figura 38 se presenta el cultivo de Pycnoporus spp creciendo en un medio

rico luego de 6 diacuteas de incubacioacuten a 22 degC el mismo que se procedioacute a su

purificacioacuten por la teacutecnica de repique hasta lograr una cepa pura la cual fue

53

codificada como CEBA-T-PS-010116 y almacenada en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos del CEBA

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus sanguineus

(Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et al 2015a E de F A Smacircnia Smacircnia Juacutenior

amp Loguercio-Leite 1998 Vikineswary et al 2006) coinciden con la teacutecnica

utilizada en la presente investigacioacuten (Pineda 2014) realizar el aislamiento en un

medio de cultivo Agar Papa Dextrosa mientras (Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et

al 2015a) utilizaron como medio de cultivo Agar Harina Integral de Trigo asiacute como

(Acosta et al2010 Atteke y col 2013 Cruz Muntildeoz et al 2015a Machuca amp

Ferraz 2001 Schliephake et al 1993 Uzan et al 2010) manifiestan utilizar como

medio de cultivo Agar Extracto de Malta a esto antildeade (Cruz Muntildeoz et al 2015)

utilizar como medio de cultivo medios afines al material vegetal de donde se

recolectoacute y (Boumlse 1946) utiliza Medio Czapek-Dox con sulfato de manganeso

algunas veces adicionado con extracto de semillas de guisantes o salvado de trigo

Seguacuten (Cruz Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll et al2000b Schliephakeet al 1993)

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura

54

3122 Identificacioacuten

El ADN de cada una de las muestras fue extraiacutedo y con el fin de identificar la

calidad de la extraccioacuten se realizoacute una electroforesis Las extracciones de ADN

genoacutemico obtenidos evidencian una calidad alta y una concentracioacuten superior a 400

ng de ADN por cada 8 ul de extracto Se utilizoacute las extracciones de ADN

pertenecientes a las muestras para la amplificacioacuten del fragmento ITS Se puede

evidenciar que no existen productos de amplificacioacuten para las muestras por lo que

para estas se decidioacute amplificar un fragmento del factor de elongacioacuten 1 alfa (EF1a)

Adicionalmente se diluyeron las muestras hasta una concentracioacuten de 30nguL

para descartar procesos inhibitorios de la PCR debido a una elevada concentracioacuten

de ADN previo a su utilizacioacuten en el ensamblaje de la PCR

Se determina que la cepa nativa estudiada codificada como CEBA-T-PS-

010116 corresponde a la especie Trametes sanguinea en la longitud 652 949

de calidad y 99 de identidad en el fragmento ITS

En el meacutetodo utilizado para la identificacioacuten coincido con (Cruz Muntildeoz y col

2015) el cual manifiesta La identificacioacuten se realizoacute a nivel molecular para lo cual

se enviaron dos muestras de colonias puras (punta de hifa) al laboratorio de la

Estacioacuten Nacional de Epidemiologiacutea Cuarentena y Saneamiento Vegetal en

Quereacutetaro Quereacutetaro para la extraccioacuten del ADN ribosomal y su amplificacioacuten

secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes del Centro

Nacional para la Informacioacuten Biotecnoloacutegica (NCBI EEUU)

De acuerdo con la base de datos Catalogue of Life la especie estudiada se

clasifica

Filo Basidiomicota

Clase Agaricomicetes

Orden Polyporales

Familia Polyporaceae

Geacutenero Pycnoporus

Especie sanguineus

55

Los sinoacutenimos para Pycnoporus sanguineus (L) (Murrill 1904) (nombre

vaacutelido) son Trametes sanguinea (L) (Lloyd 1924) Trametes sanguinea var

intermedia (Corner 1989) Trametes sanguinea var major (Corner 1989)

Trametes sanguinea var sanguinea (L) (Lloyd 1924) determinaacutendose que la

especie nativa ecuatoriana pertenece a la especie Pycnoporus sanguineus(Roskov

Y 2016)

3123 Caracterizacioacuten

De los resultados obtenido para el anaacutelisis proximal por el laboratorio del INIAP

se determina que la cepa nativa de Pycnoporus sanguineus tiene una humedad

1112 cenizas 209 EE (Extracto eteacutereo) 089 proteiacutena 1372 fibra

3418 ELN (Extracto libre de nitroacutegenos) 4912 Para el anaacutelisis de minerales

macro elementos se determinoacute que contiene calcio 027 foacutesforo 035 magnesio

006 potasio 052 sodio 001 Para micro elementos cobre 3ppm hierro 136

ppm manganeso 54 ppm zinc 58 ppm En la literatura se encuentra los

metabolismos secundarios asiacute tenemos que (Atteke et al 2013) (Berrio et al 2007)

(Camarero et al 2004) (Camarero et al 2005 ME Eugenio et al 2010) (Lu et al

2007b Machuca amp Ferraz 2001) (Madhavi amp Lele 2009 Munusamy et al 2008

Ramiacuterez-Cavazos et al 2014) (Sigoillot et al 2002 2004) (Xu et al 2000)

manifiestan la produccioacuten de lacasa ademaacutes antildeade (Boumlse 1946 Henrique Rosa et

al 2003) la produccioacuten de poliporina (Achenbach amp Blumm 1991 Acosta et al

2010 Cruz Muntildeoz et al 2015ordf Dias amp Urban 2009 A Smacircnia et al 2003 E de

F A Smacircnia et al 1998) manifiestan la produccioacuten de Cinabarina fenoxacina otra

consideracioacuten la hace (Achenbach amp Blumm 1991) el cual manifiesta la

produccioacuten O-acetyl-cinabarina pero ninguno de los autores anteriormente

mencionados manifiesta la caracteriacutesticas quiacutemicas a nivel proximal y de minerales

de la especie

56

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es desarrollar un protocolo para la conservacioacuten

de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

321 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue aislada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego

se inocularon con la cepa nativa seleccionada y se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC

Los tubos colonizados fueron liofilizados en un equipo liofilizador de bandejas

marca VirTiswizard 20 a una temperatura de -40ordmC por 26 horas a una presioacuten de

57

vaciacuteo de 300 atm la cepa liofilizada fue depositada en el banco de recursos

geneacuteticos microbianos del CEBA (Pineda 2014) para su conservacioacuten

322 Resultados y discusioacuten

En la figura 310 se presenta el procedimiento para el cultivo de Pycnoporus

sanguineus en tubos se observa el crecimiento del micelio en los dos medios de

cultivo (MEA y PDA) a una temperatura de 22 ordmC durante 6 diacuteas

En la figura 311 y 312 se presenta el procedimiento para la liofilizacioacuten de las

muestras de Pycnoporus sanguineus como se observa se coloca los tubos de ensayo

con las cepas cultivadas en la bandeja y luego se carga el liofilizador el cual arranca

su operacioacuten con una temperatura de 15 ordmC disminuyendo la temperatura durante 8

horas hasta llegar -50 degC como se observa en la figura 311 disminuyendo 10 ordmC

cada hora durante 8 horas hasta llegar a ndash 50 ordmC luego empieza el proceso de secado

en el cual se aumenta la temperatura 10 ordmC durante 18 horas hasta llegar a 40 ordmC a

un presioacuten de vaciacuteo de menos 300 atm

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten

58

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus

En la figura 313 se presenta la muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

como se observa luego de 26 horas en el liofilizador las muestras estaacuten totalmente

deshidratadas y listas para el protocolo de conservacioacuten

59

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

Existen meacutetodos de conservacioacuten por liofilizacioacuten para otras especies en la cual

los autores solo recomiendan que es el mejor meacutetodo para conservacioacuten sin

embargo no se establece un procedimiento para realizar esta teacutecnica y mucho

menos se encontroacute informacioacuten sobre el proceso de liofilizacioacuten para la especie

Pycnoporus sanguineus en la presente investigacioacuten queda establecido el

procedimiento a seguir para conservar por esta teacutecnica la especie estudiada

Al conservar la especie a largo plazo se garantiza que por el deterioro o

destruccioacuten del ecosistema la especie no desaparezca aportando con la cepa nativa

en

Ambiental- el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de compuestos

recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su sistema

enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en aserraderos

(Kirk 1971) P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a Mycena

citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de cafeacute

causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum Jaramillo

2012)

60

Econoacutemico - La implementacioacuten de este proyecto a escala industrial generariacutea

ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa nativa

ecuatoriana Pycnoporus sanguineus

Social - Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial farmaceacuteutico

En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la sangre eliminar

verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas menopaacuteusicos y

del vientre

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es seleccionar el mejor medio de cultivo para la

produccioacuten de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus a partir de cepa

liofilizada

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de Pycnoporus sanguineus

331 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue liofilizada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

61

Disentildeo experimental la experimentacioacuten se planificoacute con un disentildeo

completamente al azar (DCA) con cinco reacuteplicas y completamente aleatorio El

factor de estudio fue el medio de cultivo con los niveles MEA y PDA como variable

de respuesta se establecioacute la velocidad de crecimiento lineal de la cepa del hongo

Los paraacutemetros de operacioacuten como la temperatura y la presioacuten se mantuvieron

contaste a 22degC y 101 325 Pa como factor de ruido se consideroacute el nivel de luz

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en cajas petri y luego se

inocularon con cepa nativa de Pycnoporus sanguineus y se incubaron por 7 diacuteas a

22 degC se tomoacute las medidas de crecimiento (Pineda 2014)

332 Resultados y discusioacuten

En la tabla 31 se presenta la matriz de resultados experimentales como se

observa el tratamiento 1 tiene la mayor velocidad de crecimiento lineal medida en

mmdiacutea

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada

Tratamientos Velocidad de crecimiento

MEA PDA

1 392 292

2 383 292

3 375 283

4 383 275

5 392 283

Valor promedio (Ẋ) 385 285

Varianza (Ợ2) 000515 000515

Desviacioacuten estaacutendar (Ợ) 00717635 00717635

Coeficiente de varianza (CV) 186399 251802

62

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

MEDIOS Media Error tiacutep Intervalo de confianza 95

Liacutemite inferior Liacutemite superior

MEA 3850 032 3776 3924

PDA 2850 032 2776 2924

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

385 a

285 b

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA

Vel

oci

dad

de

crec

iem

ien

to

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA MEA PDA PDA MEA PDA PDA MEA MEA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Velocidad Promedio Limete superior Limete inferior

63

Anaacutelisis de varianza

En la tabla 33 se presenta el anaacutelisis de varianza que descompone la varianza de

Velocidad en dos componentes un componente entre-grupos y un componente

dentro-de-grupos La razoacuten-F que en este caso es igual a 485437 es el cociente

entre el estimado entre-grupos y el estimado dentro-de-grupos Puesto que el valor-

P de la prueba-F es menor que 005 existe una diferencia estadiacutesticamente

significativa entre la media de Velocidad entre un nivel de Medio y otro con un

nivel del 950 de confianza

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio

Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razoacuten-F Valor-P

Entre grupos 25 1 25 48544 00000

Intra grupos 00412 8 000515

Total (Corr) 25412 9

Pruebas de Rangos Muacuteltiple para Velocidad por Medio (950 LSD)

Se aplica un procedimiento de comparacioacuten muacuteltiple para determinar cuaacuteles

medias son significativamente diferentes de otras La mitad inferior de la salida

muestra las diferencias estimadas entre cada par de medias En la parte superior de

la tabla 34 se han identificado 2 grupos homogeacuteneos seguacuten la alineacioacuten de las Xs

en columnas No existen diferencias estadiacutesticamente significativas entre aquellos

niveles que compartan una misma columna de Xs El meacutetodo empleado

actualmente para discriminar entre las medias es el procedimiento de diferencia

miacutenima significativa (LSD) de Fisher Con este meacutetodo hay un riesgo del 50 al

decir que cada par de medias es significativamente diferente cuando la diferencia

real es igual a 0

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher

Medio Casos Media Grupos Homogeacuteneos

PDA 5 285 X

MEA 5 385 X

64

Como se observa la mayor velocidad de crecimiento lineal se presenta cuando

se trabaja con MEA con una velocidad promedio de 385 mmdiacutea Identificando

que el mejor medio para la produccioacuten del hongo es el Agar Extracto de Malta

(MEA)

En la figura 317 se observar el crecimiento de la cepa y determinar la velocidad

de crecimiento lineal en los medios de cultivo estudiados

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa

(Acosta-Urdapilleta et al 2010) manifiesta de que las velocidades maacutes altas de

crecimiento fueron de 9 mm diacutea utilizando sustratos hervidos encino lirio trigo y

avena y la menor velocidad 2 mm diacutea se dio con el tratamiento bajo cedro con

PDA obtiene velocidades de crecimiento de 17 a 35 mmdiacutea (Cruz Muntildeoz et al

2015) manifiesta que obtuvo velocidades de crecimiento de 48 mmdiacutea con

extracto de casuarina y 61 mmdiacutea con extracto de mango coincido con Acosta

(2016) en la velocidad al utilizar extracto PDA ya que en la presente investigacioacuten

obtuvimos velocidad de crecimiento 285 mmdiacutea sin embargo el mejor medio de

cultivo utilizado es MEA con 385 mmdiacutea

65

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de

Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

El objetivo de este acaacutepite es realizar una ficha para la conservacioacuten de la cepa de

Pycnoporus sanguineus

341 Introduccioacuten

Al determinar en queacute medio de cultivo tuvo mayor velocidad de crecimiento la

cepa seleccionada se deberiacutea tener un registro en un banco de recursos geneacuteticos

microbianos que garanticen la conservacioacuten de la cepa para en un futuro aprovechar

de manea sustentable el recurso fuacutengico

Ecuador posee un vasto territorio con una riqueza microbioloacutegica muy amplia y

poco estudiada por lo que la conservacioacuten de los recursos geneacuteticos propios de

nuestros ecosistemas resulta esencial para evitar la peacuterdida de biodiversidad y el

acceso a genomas y oportunidades diferentes a las de otras regiones geograacuteficas

Sin embargo nuestro paiacutes no posee auacuten una ley de Acceso a sus recursos geneacuteticos

ni tiene sistematizados los bancos donde estos recursos se conservan

El objetivo de establecer el banco de recursos geneacuteticos microbianos potenciales

para el desarrollo de la Biorefineria ecuatoriana mediante la identificacioacuten

aislamiento cultivo y conservacioacuten de cepas puras que permitan el maacuteximo

aprovechamiento de las materias primas utilizando como insumo la biodiversidad

ecuatoriana en el marco del desarrollo sostenible (Pineda 2016) banco de

recursos geneacuteticos microbianos es el reguardo inalterable del patrimonio geneacutetico

nacional de microorganismos Para esto se debe contar con infraestructura y

equipos de laboratorio contar con profesionales especialistas en el manejo

conservacioacuten y preservacioacuten de cepas nativas fuacutengicas A traveacutes de procesos de

liofilizacioacuten se conservan las cepas por un periodo determinado Respaldos de las

muestras y efectivas medidas de seguridad aseguraran que la cepa se mantendraacute en

condiciones oacuteptimas De esta manera se permitiraacute potenciar la innovacioacuten cientiacutefica

local y posesionar a Ecuador como un centro tecnoloacutegico siendo su principal

objetivo la conservacioacuten a largo plazo de cepas propios de la geografiacutea ecuatoriana

66

ya que estaacuten bajo permanente amenaza de desaparecer ya sea por acciones humanas

o situaciones naturales

Con la creacioacuten del banco de recursos geneacuteticos microbianos se lograriacutea

Preservar y proteger los recursos geneacuteticos

Contribuir y propiciar su uso ordenado racional y sustentable

Coadyuvar las acciones de recoleccioacuten aislamiento identificacioacuten

caracterizacioacuten potenciacioacuten uso y preservacioacuten

Difundir la importancia estrateacutegica de conservacioacuten del medio ambiente

entre a comunidad cientiacutefica y la poblacioacuten en general

Preservar proteger mejorar y promover el uso sustentable de la riqueza

geneacutetica del paiacutes

El hongo Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial

farmaceacuteutico En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la

sangre eliminar verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas

menopaacuteusicos y del vientre (Acosta 2016) Los cientiacuteficos del banco brasilentildeo

estaacuten intentando domesticar o producir en laboratorios el hongo Pycnoporus

sanguineus ya que tiene fines terapeacuteuticos por ejemplo sentildeala que la

especie Pycnoporus sanguineus es usada por indiacutegenas amazoacutenicos para tratar

uacutelceras y caacutencer Y agrega que si se lograse su cultivo artificial con cepas

vigorosas podriacutea servir en otros laboratorios para investigaciones de caraacutecter

quiacutemico y biotecnoloacutegico por sus propiedades farmacoloacutegicas (BBC 2015) La

definicioacuten de la produccioacuten anual de hongo fresco se realiza teniendo en cuenta las

poliacuteticas y estrategias concebidas dentro del Plan Nacional de Desarrollo del

Ecuador Entre las estrategias se establece el fomento a la produccioacuten para el

consumo interno mediante el apoyo financiero y teacutecnico a pequentildeos y medianos

productores y a las comunidades campesinas (SEMPLADES 2009) El costo de

cepas de Pycnoporus sanguineus no se encontroacute sin embargo el costo para otras

especies es de 150 USD por lo que tener conservada las cepas no solo seriacutea rentable

sino tambieacuten se deja abierto para futuras investigaciones

67

342 Ficha Pycnoporus sanguineus

68

69

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus

Codigo

Bacteria Hongo x

Denominacion de la cepa utilizada por el depositante

Si x No

Si No x

Si No x

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3

Humanos Animales Plantas

CEBA-T-PS-010116TIPO DE MICROORGANISMO

Nombre cientiacutefico

iquestConoce el tipo de cepa

iquestEl microorganismo alberga un plagravesmido natural

iquestSe manipulo geneacuteticamente al microorganismo

DESIGNACIOacuteN DE LA CEPA

Pycnoporus sanguineus

INFORMACIOacuteN RELATIVA

William Goacutemez

Ecuador

Napo Tena UTM 18 S 186563 9891708

1472016

Fuente

Paiacutes de origen

Provincia Ciudad si es posible latitud y longitud

Fecha de recoleccioacuten

5102016

Datos de muestreo

Aislamiento de la cepa

Provincia Ciudad donde fue aislado

Si no aisloacute la cepa siacutervase indicar a los cientiacuteficos o

laboratorios que lo hicieron

Aislado por

Imbabura Ibarra

Dr Julio Pineda

William GoacutemezRecolectado por

Fecha del aislamiento

Evaluacioacuten del riesgo

Grupo de riesgo

Patoacutegeno para

Temperatura 23 ordmC Tiempo de encuvacioacuten

iquestEste microorganismo sobrevive a la congelacioacuten Si x No

Nombre

Institucioacuten

Direccioacuten

Email

Teleacutefono

Fecha

Firma

26 dias

CRECIMIENTO Y MANTENIMIENTO

Meacutetodo usado para la identificacioacuten de la cepa Secuenciacioacuten ADN

Motivo del deposito (Aplicaciones biotecnologicas control de calidad etc) Conservacioacuten

INFORMACIOacuteN ADICIONAL

Requerieintos especiales (Luz gas etc)

Medio de cultivo Agar malta

1522017

IFORMACIOacuteN DE LA PERSONA QUE DEPOacuteSITA

William Goacutemez

CEBA

Tena 8-20 y Tungurahua

williamedissnyahooes

983000610

70

4 CONCLUSIONES

Se establecioacute un protocolo para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten

del hongo nativo Pycnoporus spp aislado de la ciudad del Tena lo cual

representa un aporte al desarrollo cientiacutefico y tecnoloacutegico

Por primera vez se desarrolla un procedimiento para la conservacioacuten de la cepa

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus por liofilizacioacuten meacutetodo que

garantiza la conservacioacuten de la especie por maacutes de 23 antildeos y su manejo de forma

sostenible generando valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana

Se establecioacute que el mejor medio para la produccioacuten de la cepa pura de

Pycnoporus sanguineus es el Agar Extracto de Malta con una velocidad de

crecimiento lineal de 385 mmdiacutea lo cual representa un aporte al desarrollo de

las tecnologiacuteas de produccioacuten fuacutengica

Se presenta una ficha y registro de la cepa Pycnoporus sanguineus lo cual

permitiraacute generar valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana y

principalmente la conservacioacuten de la especie

5 RECOMENDACIONES

Se recomienda aislar identificar y caracterizar nuevas especies nativas del

geacutenero Pycnoporus spp que permita incrementar el patrimonio del banco de

recursos geneacuteticos microbianos (BRGM)

Desarrollar la tecnologiacutea de produccioacuten de cepas nativas en las escalas de banco

y piloto con la finalidad de consolidar el Know How con posibilidades de

patentar los procedimientos

Desarrollar la tecnologiacutea a escala de laboratorio para la produccioacuten de biomasa

de cuerpo fructiacutefero de Pycnoporus spp con fines a su aplicacioacuten en la industria

farmaceacuteutica y enzimaacutetica

71

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87

7 ANEXOS

Anexo 1 Procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR

88

89

90

91

92

93

Anexo 2 Resultados anaacutelisis bromatoloacutegico Pycnoporus sanguineus

94

Anexo 3 Metabolitos producidos por las especies de Pycnoporus

Metabolito Especie Referencia

Lacasas P cinnabarinus P coccineus

P sanguineus

(Atteke y col 2013 Berrio Plou

Ballesteros Martiacutenez y Martiacutenez 2007

Camarero y col 2004 Camarero Ibarra

Martiacutenez y Martiacutenez 2005 ME Eugenio y

col 2010 Lu y col 2007b Machuca y

Ferraz 2001 Madhavi y Lele 2009

Munusamy y col 2008 Ramiacuterez-Cavazos y

col 2014 Sigoillot y col 2002 2004 Xu y

col 2000)

Peroxidasas extracelulares

(Lignin Versaacutetil y

Manganeso Peroxidasa)

P cinnabarinus P coccineus (Levasseur y col 2014 Machuca y Ferraz

2001)

Celulasas

(β-glucosidasas

Xilanasas)

P cinnabarinus P coccineus (Bey Berrin Poidevin y Sigoillot 2011

Machuca y Ferraz 2001 Sigoillot y col

2002)

Celobiosa deshidrogenasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col 2002)

Galactosidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara Hayashi y

Mitsutomi 1981)

DDMP P sanguineus (Teoh y col 2011)

Poliporina P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col 2003)

Cinabarina (3-fenoxacina) P sanguineus P cinnabarinus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Cruz Muntildeoz y col 2015a Dias

y Urban 2009 A Smacircnia y col 2003 E de

F A Smacircnia y col 1998)

O-acetyl-cinabarina P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Dias y Urban 2009 Gocenoglu

y Pazarlioglu 2014)

Tramesanguina P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez

Adame y col 2010)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Pycnoporina P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

95

Metabolito Especie Referencia

2-amino-fenoxazin-3-ona P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Pycnosanguina eacuteter

fenoxacina

P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Dias y Urban

2009)

5-6- dihidroergosterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol peroacutexido P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings Pilawa

Theobald y Berger 2001 Stentelaire y col

2000)

96

Anexo 4 Principales compuestos bioactivos obtenidos de Pycnoporus spp

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Lacasas Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Eggert y col 1996 Machuca y

Ferraz 2001 Sigoillot y col 2002

Xu y col 2000)

P sanguineus (Ramiacuterez-Cavazos y col 2014)

Antiinflamatoria P cinnabarinus (Madhavi y Lele 2009)

Biorremediacioacuten de aguas

residuales

P coccineus (Berrio y col 2007 Jaouani

Guilleacuten Penninckx Martiacutenez y

Martiacutenez 2005)

P cinnabarinus (Munusamy y col 2008)

Degradacioacuten de colorantes

sinteacuteticos

P cinnabarinus (Camarero y col 2005)

P sanguineus (Atteke y col 2013 Lu y col

2007b)

Blanqueo de pulpa para papel P cinnabarinus (Camarero y col 2004 Sigoillot y

col 2004)

P sanguineus (ME Eugenio y col 2010)

Peroxidasas

totales

Enzima ligninoliacutetica P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Lignin

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Manganeso

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Versaacutetil

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

β-glucosidasas Enzimas celulasas P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

P cinnabarinus (Bey y col 2011)

Xilanasas Enzimas celulasas P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col

2002)

P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Celobiosa

deshidrogenasa

Enzima oxidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoilloty col

2002)

Galactosidasa Enzima hidrolasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara y col

1981)

DDMP Antifuacutengico P sanguineus (Teoh y col 2011)

97

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Poliporina Anmicrobiano P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col

2003)

Cinabarina (3-

fenoxacina)

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010

Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Antimicrobiana P sanguineus (E de F A Smacircnia y col 1998)

Antiviral P sanguineus (A Smacircnia y col 2003)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

O-acetyl-

cinabarina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido

cinabariacutenico

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Antibacterial P cinnabarinus (Gocenoglu y Pazarlioglu 2014)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Tramesanguina Pigmento P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Pycnoporina Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina Pigmento P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

2-amino-

fenoxazin-3-ona

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

pycnosanguin

eacuteter fenoxazina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antimocrobiano P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antiviral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

5-6-

dihidroergostero

l

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol

peroacutexido

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina Saborizante aromatizante P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings y

col 2001 Stentelaire y col 2000)

98

Page 14: MAESTRIA EN GESTIÓN SUSTENTABLE DE RECURSOS NATURALES

13

243 Enzimas ligninoliacuteticas 33

244 Inductores 34

25 Importancia industrial 36

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos 36

252 Control bioloacutegico 37

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico 37

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios 38

26 Marco legal 38

3 MARCO METODOLOacuteGICO 47

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa Pycnoporus

spp helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47

311 Materiales y meacutetodos 48

3111 Aislamiento 48

3112 Identificacioacuten 49

3113 Caracterizacioacuten 50

312 Resultados y discusioacuten 50

3121 Aislamiento 50

3122 Identificacioacuten 54

3123 Caracterizacioacuten 55

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus 56

321 Materiales y meacutetodos 56

322 Resultados y discusioacuten 57

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus 60

331 Materiales y meacutetodos 60

332 Resultados y discusioacuten 61

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos (BRGM) 65

14

341 Introduccioacuten 65

342 Ficha Pycnoporus sanguineus 67

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus 69

4 CONCLUSIONES 70

5 RECOMENDACIONES 70

6 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 71

7 ANEXOS 87

15

IacuteNDICE DE FIGURAS

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten 23

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente 28

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de

Pycnoporus sanguineus 47

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus 48

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de

Pollalesta discolor 49

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno 51

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA 51

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo 52

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo 52

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus

sanguineus 53

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

56

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten 57

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten 58

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus 58

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada 59

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de

Pycnoporus sanguineus 60

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

62

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa 64

16

IacuteNDICE DE TABLAS

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp 24

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp 25

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL 35

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES 35

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada 61

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos

medios de cultivo 62

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio 63

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher 63

17

1 PROBLEMA

11 Introduccioacuten

Los hongos son imprescindibles para el funcionamiento de la vida Sin ellos la

acumulacioacuten de residuos orgaacutenicos formariacutea enormes cementerios de cadaacuteveres

vegetales y animales produciendo grandes trastornos en la naturaleza (Zeikus

1981) La cadena troacutefica se modificariacutea de tal manera que provocariacutea la

desaparicioacuten de muchas especies (de Diego Calonge 2009)

Pycnoporus spp ha sido durante mucho tiempo utilizado en la medicina popular

de Aacutefrica y Ameacuterica para tratar numerosas enfermedades Los extractos de este

hongo son demostrados por poseer ingredientes bioactivos involucrados en

tratamiento antitumoral y actividades antioxidantes (Cao Zhang amp Xu 2014) Por

el potencial lignoceluliacutetico y los metabolitos secundarios de este hongo es

importante la buacutesqueda de sustancias antivirales antioxidantes antifuacutengicas y

antibacterianas (Smacircnia et al 2003) Se cuenta con el recurso natural pero no se

han realizado estudios de como producir y conservar la cepa nativa (Cruz Muntildeoz et

al 2015a)

Se pretende aportar con un banco de recursos geneacuteticos con la posibilidad de que

esta cepa sea utilizada en el sector farmaceacuteutico por su actividad bioloacutegica

antioxidante antifuacutengica y antibacterial (Smacircnia et al 1995) y en el sector textil

ya que produce un pigmento extraiacutedo llamado cinnabarin que se utiliza para la

decoloracioacuten parcial y completa de ciertos tintes (Schliephake Lonergan Jones amp

Mainwaring 1993) en el sector alimentario para la produccioacuten de vainilla (Zheng

et al 2007)

En teacuterminos econoacutemicos la implementacioacuten de este proyecto a escala industrial

generariacutea ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa

nativa ecuatoriana Pycnoporus spp Por ejemplo la vainilla natural producida por

el hongo tiene un costo en el mercado de 4000 USDKg ingresos que se quedariacutean

en manos de los productores nacionales Ademaacutes la creacioacuten de estas industrias

generariacutea fuentes de trabajo y ayudariacutea al aumento de la balanza comercial nacional

18

En teacuterminos ambientales el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de

compuestos recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su

sistema enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en

aserraderos (Kirk 1971) Adicionalmente el aislamiento y almacenamiento de la

cepa nativa de Pycnoporus spp en Bancos de Recursos Geneacuteticos con fines

industriales y acadeacutemicos promoveriacutea la preservacioacuten de la especie

En el aacutembito social se mejorariacutea el nivel educativo de la poblacioacuten en teacuterminos

de preservacioacuten y aprovechamiento de la biodiversidad fuacutengica de la cual no se

tiene maacutes conocimiento que los usos ancestrales (Hawksworth 1991) Ademaacutes

mejorariacutea la calidad de la salud de la poblacioacuten gracias a sus propiedades

medicinales ya comprobadas cientiacuteficamente por lo que su potencial en la

industria farmaceacuteutica es grande

La academia se veriacutea favorecida a su vez gracias a la recopilacioacuten de meacutetodos y

datos teacutecnicos necesarios para la conservacioacuten y almacenamiento de la cepa

facilitando el desarrollo de investigaciones de caraacutecter quiacutemico y biotecnoloacutegico

(Cruz 2004)

12 Situacioacuten probleacutemica

En el campo de la salud el no aprovechamiento de los metabolitos fuacutengicos

provocariacutea un caos en el tratamiento de ciertas enfermedades ya que muchos

medicamentos son producidos a partir de estos (Chang amp Miles 2004) Hay que

recordar el papel que desempentildea la penicilina descubierta por Fleming en 1928 a

partir del hongo Penicillium notatum para el tratamiento de las infecciones ( Valdeacutes

et al 1998) En la actualidad se conoce miles de sustancias medicinales producidos

por hongos y pronto saldraacuten maacutes incluso capaces de combatir el SIDA (Calonge

2009)

No obstante muchas especies de hongos estaacuten bajo amenaza de desaparecer

como consecuencia del deterioro o destruccioacuten de los ecosistemas (Hernaacutendez

Gonzaacutelez Hernaacutendez Herrera amp Camino 2014)

19

El Ecuador es un paiacutes pequentildeo pero uno de los maacutes biodiversos por su ubicacioacuten

espacial (Estrella Manosalvas Mariaca amp Ribadeneira 2005) El 18 de la

superficie nacional considerada como aacuterea protegida para la conservacioacuten de la

riqueza natural (MAE 2008) El aprovechamiento sostenible de la biodiversidad

nacional es promovido por el Plan Nacional para el Buen Vivir que enfatiza en el

bioconocimiento y su aplicacioacuten para la produccioacuten de nuevos bienes y servicios

ecoloacutegicamente sustentables suscitando al cambio de la matriz productiva

(Senplades 2009)

13 Problema cientiacutefico

Se evidencia limitado conocimiento en el manejo sustentable del geacutenero fuacutengico

Pycnoporus spp nativa ecuatoriana hacieacutendose necesario el establecimiento de

protocolos para aislamiento conservacioacuten purificacioacuten produccioacuten especiacutefica de

cepas nativas propagacioacuten o crecimiento celular en medios artificiales o naturales

y produccioacuten

Objeto

El proceso de produccioacuten y conservacioacuten de la especie nativa ecuatoriana de

Pycnoporus spp

Campo

Conservacioacuten de los recursos geneacuteticos microbianos

14 Objetivos de la investigacioacuten

Objetivo General

Desarrollar un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus mediante procesos que permitan la

conservacioacuten del recurso natural fuacutengico y su aprovechamiento de manera

sustentable

20

Objetivos especiacuteficos

Aislar identificar y caracterizar la especie fuacutengica de Pycnoporus

sanguineus

Desarrollar un protocolo para la conservacioacuten de la especie

Seleccionar el mejor medio de cultivo para la produccioacuten de Pycnoporus

spp a traveacutes de la velocidad de crecimiento lineal

Disentildear una ficha de cepas microbianas puras para su conservacioacuten en

el Banco de Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

15 Hipoacutetesis

Hipoacutetesis alternativa

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

Hipoacutetesis nula

Si se desarrolla un proceso a escala laboratorio para la produccioacuten de la especie

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus no se lograriacutea la conservacioacuten del

recurso y su aprovechamiento de manera sustentable

21

2 REVISIOacuteN BIBLIOGRAacuteFICA

21 La salud un desafiacuteo global

Es una realidad compleja a traveacutes de un enfoque interdisciplinario que supera

los liacutemites del paradigma positivista de la ciencia claacutesica (Alcaacutentara-Moreno

2008) depende de la interaccioacuten de muacuteltiples factores sociales poliacuteticos

econoacutemicos culturales y cientiacuteficos (Roberto Bricentildeo-Leoacuten 2000) y responde a

una condicioacuten histoacuterica ya que la visioacuten particular de la sociedad va cambiando con

el tiempo (Ritzer 2001)

211 Situacioacuten actual

Dentro de los objetivos del desarrollo sostenible (2015) el objetivoacute 3 comprende

garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades La

participacioacuten mancomunada de los paiacuteses para cumplir los ODM ha desencadenado

en el movimiento contra la pobreza maacutes exitoso de la historia especialmente en

temas de salud y alimentacioacuten mundial

212 Situacioacuten futura

La Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS 2013) ha pedido a los paiacuteses que

sigan invirtiendo en investigaciones de aacutembito nacional con el objetivo de poner

en marcha un sistema de cobertura sanitaria universal adaptado a las necesidades

particulares de cada paiacutes

213 Propuestas al desafiacuteo

Estudios de casos realizados en muchos paiacuteses demuestran la importancia que

tienen las investigaciones nacionales y mundiales en la mejora de la salud

investigaciones que abarcan desde la prevencioacuten y el control de enfermedades

especiacuteficas hasta la mejora del funcionamiento de los sistemas de salud

22

22 Geacutenero Pycnoporus spp

Entre muchos hongos de pudricioacuten blanca el geacutenero Pycnoporus spp es un

geacutenero representativo de la familia Polyporaceae que se encuentra ampliamente

distribuido a nivel mundial en zonas templadas y tropicales donde tiene gran

importancia en la regulacioacuten del ciclo de carbono (Zeikus 1981) Forma un grupo

cosmopolita de cuatro especies Pycnoporus puniceus Pycnoporus cinnabarinus

Pycnoporus sanguineus Pycnoporus coccineus (Lesage-Meessen et al 2011) A

principios de 1990 el geacutenero Pycnoporus se perfiloacute como una alternativa para la

consecucioacuten de compuestos enzimaacuteticos viables en la degradacioacuten eficiente de

biomasa y la obtencioacuten de metabolitos secundarios de intereacutes como antioxidantes

(Borderes Costa Guedes amp Tavares 2011a) antibacterianos (A Smacircnia et al

1995) y antiparasitarios (Correa et al 2005)

Pese a que los hongos del geacutenero Pycnoporus spp no son especies comestibles

su importancia radica en la capacidad de degradar eficientemente compuestos

lignoceluloacutesicos (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) lo que les confiere un

gran potencial para ser usados en procesos biotecnoloacutegicos de degradacioacuten de

residuos agriacutecolas hasta azuacutecares fermentables uacutetiles en la produccioacuten de etanol y

otros productos biotecnoloacutegicos de alto valor comercial (Call 1994 Zeikus 1981)

Diversas investigaciones han estudiado las condiciones oacuteptimas para la obtencioacuten

de compuestos sintetizados por este geacutenero y la influencia de diversos factores

logrando un mejor control del bioproceso y una mejor comprensioacuten del

metabolismo de Pycnoporus spp (Falconnier et al 1994 Lesage-Meessen et al

2011 Levasseur et al 2014 Liu et al 2015 Piscitelli et al 2011 Rivera-Hoyos et

al 2013)

221 Recoleccioacuten

Para la recoleccioacuten es necesario conocer de antemano las caracteriacutesticas

macroscoacutepicas del cuerpo fructiacutefero del hongo (Ortiz et al 2016) Pycnoporus spp

posee un basidioma en forma de abanico (flabeliforme) maacutes o menos aplanado de

color naranja intenso y un margen redondeado de color similar al resto del

23

carpoacuteforo su tamantildeo puede variar entre 3 a 10 cm de ancho y su carne variacutea de

corchoso a duro Se encuentra adherido al sustrato por la base y ocasionalmente

los bordes son cofluentes es decir que se peguen con los de los basidiomas

contiguos En la zona de unioacuten con el sustrato el basidioma es maacutes grueso

pudiendo alcanzar los 3 cm de grosor mientras en los bordes es maacutes delgado

alcanzando menos de 1 cm de grosor (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016

Papinutti 2013) Se puede observar a simple vista que el himenio de este geacutenero

posee poros por donde libera las esporas (Alexopoulos amp Beneke 1962) los cuales

pueden alcanzar entre 2-3 cm de diaacutemetro y una forma de redondeada u oblonga

(Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) En la figura 21 se pueden apreciar las

caracteriacutesticas generales del geacutenero

Figura 21 Carpoacuteforos de Pycnoporus spp sobre madera en descomposicioacuten

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Macroscoacutepicamente las especies son diferenciables entre siacute por ejemplo P

sanguineus tiene un color maacutes rojizo que su homologo P cinnabarinus ademaacutes

tiene una base estrecha que le da la apariencia de subestipitado mientras P

cinnabarinus es seacutesil Este uacuteltimo tiene a su vez una superficie pileacuteica libre o escasa

de vellosidades a diferencia de P fulgens con el cual suele asemejarse por la

24

coloracioacuten del carpoacuteforo (Asociacioacuten Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016 Papinutti

2013)

Pycnoporus spp suele encontrarse en sustratos lignoceluloacutesicos en

descomposicioacuten sobre los cuales crece naturalmente (Borderes Costa Guedes amp

Tavares 2011b) Una vez reconocido el hongo y recolectado su cuerpo fructiacutefero

se deben tomar apuntes acerca de los diferentes substratos en donde fue encontrado

(tierra madera en descomposicioacuten mantillo del bosquehellip) (Chanona-Goacutemez

Andrade-Gallegos Castellanos-Albores amp Saacutenchez 2007) las coordenadas y la

temperatura ambiental En la tabla 21 se listan algunos materiales lignoceluloacutesicos

de donde se han recolectado las cepas de Pycnoporus spp

Tabla 21 Sustratos vegetales donde crece Pycnoporus spp

Especie Material vegetal en descomposicioacuten Referencia

P sanguineus Madera de casuarina y mango (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Madera contaminada con petroacuteleo (Acosta-Urdapilleta Alonso-

Paz Rodriacuteguez Adame y col

2010 Quiroz-Castantildeeda y col

2009)

Troncos de palma (Achenbach y Blumm 1991)

Encino (Chanona-Goacutemez y col 2007)

Madera de Parkia oppositifolia (Esposito Innocentini-Mei

Ferraz Canhos y Duraacuten 1993)

P cinnabarinus Madera de pino (Eggert Temp y Eriksson 1996)

Troncos quemados (Guzmaacuten 1979)

P coccineus Eucalipto (Machuca y Ferraz 2001)

222 Aislamiento

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura (Cruz

Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

25

2000b Schliephake et al 1993) Es necesario haber adicionado cloranfenicol

(200 g l) a los medios de cultivo para evitar contaminaciones bacterianas

(Henrique Rosa y col 2003) Seguacuten Correa y colaboradores (2005) el MEA es el

medio oacuteptimo para el crecimiento micelial posterior a la purificacioacuten mientras que

Acosta-Urdapilleta y colaboradores (2010) afirman que es el Agar Harina Integral

de Trigo (HTIA por sus siglas en ingleacutes) Por su parte Cruz-Muntildeoz y

colaboradores (2015) aseveran que los medios de cultivo oacuteptimos son los que

contienen extracto del material vegetal de donde se recolectoacute el hongo En la tabla

22 se mencionan los principales medios de cultivo empleados para el aislamiento

de Pycnoporus spp

Tabla 22 Medios de cultivo reportados para el aislamiento de Pycnoporus spp

Especie Medio de cultivo Referencia

P sanguineus Agar Papa Dextrosa (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a E de F A

Smacircnia Smacircnia Juacutenior y Loguercio-

Leite 1998 Vikineswary y col 2006)

Agar Harina Integral de Trigo (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Cruz

Muntildeoz y col 2015a)

Agar Extracto de Malta (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010 Atteke

y col 2013 Cruz Muntildeoz y col 2015a

Machuca y Ferraz 2001 Schliephake y

col 1993 Uzan y col 2010)

Medios afines al material vegetal de

donde se recolectoacute (Agar Extracto de

Casuarina Agar Extracto de Mango)

(Cruz Muntildeoz y col 2015)

Medio Czapek-Dox con sulfato de

manganeso algunas veces adicionado

con extracto de semillas de guisantes

o salvado de trigo

(Boumlse 1946)

P

cinnabarinus

Agar Extracto de malta (American Type Culture Collection

2016a)

26

Especie Medio de cultivo Referencia

Agar Extracto de levadura (American Type Culture Collection

2016b)

Agar Papa Dextrosa (FuQuan y QiJin 2008)

223 Identificacioacuten

Microscoacutepicamente se pueden identificar cuatro tipo de hifas 1) las de los tubos

o poros que son de pared delgada ramificadas y se tintildeen con fioxina 2) las del

margen y el piacuteleo que son un poco maacutes gruesas no ramificadas no se tintildeen con

fioxina y usualmente tienen graacutenulo anaranjados que se disuelven en KOH 3) las

de la zona de transicioacuten y tubos que tienen grosor variable y se disponen en capas

y 4) las que se encuentran uacutenicamente en la zona de transicioacuten que son delgadas

con ramificaciones cortas y recurvadas (Papinutti 2013) Para la diferenciacioacuten

entre P sanguineus y P cinnabarinus es necesario saber que el primero tiene un

sistema de hifas dimiacutetico mientras el del segundo es trimiacutetico (Asociacioacuten

Micoloacutegica Fungiacutepedia 2016) Para evitar vacilaciones lo maacutes preciso es realizar

pruebas a nivel molecular mediante extraccioacuten del ADN ribosomal y su

amplificacioacuten secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes

(Cruz Muntildeoz et al 2015a)

224 Caracterizacioacuten

Para la determinacioacuten de las condiciones oacuteptimas de crecimiento y la produccioacuten

de metabolitos secundarios se toman discos (5 mm de diaacutemetro) de PDA con

micelio del borde radial de cultivos de 30 diacuteas de edad y se depositan en nuevas

cajas de petri con medio de cultivo acorde con lo que se quiera medir o producir se

incuba por 30 diacuteas maacutes a 23 degC con luz blanca continua (Curz et al 2015a) El

crecimiento micelial no de manera obligatoria estaacute relacionado con la produccioacuten

de metabolitos secundarios (Baumer Mas Diego Pacheco Morgado amp Furigo

2008) Los metabolitos primarios y secundarios producidos por el geacutenero

Pycnoporus spp variacutean dependiendo de la especie y condiciones de cultivo (Acosta

Paz Rodriacuteguez Adame amp col 2010) una vez extraiacutedos en alguacuten tipo de solvente

27

seguacuten el experimento ejecutado se identifican por cromatografiacutea de capa fina

mediante comparacioacuten de los frentes de retencioacuten (Cruz et al 2015a) cromatografiacutea

de gases o espectrometriacutea de masas (Teoh Don y Ujang 2011) En el anexo 3 se

nombran los principales metabolitos producidos por Pycnoporus spp

Es necesario realizarle a la cepa purificada ensayos de actividad enzimaacutetica para

identificar algunos usos potenciales a nivel industrial Como eacuteste geacutenero pertenece

a los hongos de pudricioacuten blanca se deben realizar ensayos de actividad

ligninoliacutetica celuloliacutetica hemiceluloliacutetica de acuerdo con el Manual de Micologiacutea

Experimental de la Universidad de Buenos Aires (Forchiassin et al 2014) Las

enzimas ligninoliacuteticas maacutes abundantes en eacuteste hongo son las lacasas (Eggert et al

1996) lo que facilita su proceso de purificacioacuten Se habiacutea llegado a pensar que la

produccioacuten de peroxidasas extracelulares era nula (Machuca amp Ferraz 2001)

225 Conservacioacuten

La cepa debe ser almacenada en refrigeracioacuten a 4 ordmC para que no pierda su

viabilidad (Borderes et al 2011b Schliephake et al 1993) Aunque existen otros

meacutetodos que tambieacuten pueden emplearse Inmersioacuten en agua destilada inmersioacuten en

aceite mineral liofilizacioacuten congelacioacuten repique (Ortiz et al 2016) La

temperatura de congelacioacuten es de -80 degC en hielo seco o nitroacutegeno liacutequido y la de

liofilizacioacuten de 2 a 8 degC Cada vez que se vaya a usar la cepa limpie su envase con

etanol al 70 y transfiera aseacutepticamente (American Type Culture Collection

2016a 2016b Uzan amp col 2010) El periacuteodo de viabilidad para algunos hongos

conservados bajo este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith amp Onions 1994) En la figura

22 se observa un laboratorio apto para la obtencioacuten de recursos geneacuteticos fuacutengicos

28

Figura 22 Laboratorio del Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente

Fuente Cortesiacutea de Julio Pineda Insuasti (2016)

Meacutetodos a corto plazo que ayudan a la conservacioacuten de la cepa se aplica cuando

su uso es generalmente frecuente (Garciacutea amp Uruburuacute 1991) dentro de estos

meacutetodos se tendriacutea

El cultivo seriado consiste en resembrar al microorganismo cada cierto tiempo

en un medio adecuado este meacutetodo es vaacutelido para periacuteodos de 15 diacuteas se incrementa

la posibilidad de contaminacioacuten de la cepa (Mateos 2002)

La conservacioacuten por suspensioacuten en agua destilada es un meacutetodo sencillo

econoacutemico y seguro capaz de garantizar la supervivencia de cultivos fuacutengicos por

periacuteodos prolongados de dos hasta siete antildeos (Jong amp Birmingham 2001) Consiste

en suspender en agua esteacuteril ceacutelulas de cultivo como conidias esporas picnidios

esclerocidos (Bueno 1998)

La conservacioacuten con aceite mineral consiste en recubrir con aceite mineral

esteacuteril un cultivo que se encuentre en condiciones oacuteptimas de crecimiento micelial

y esporulacioacuten generalmente (Jong amp Atkins 1986) esta teacutecnica disminuye la

deshidratacioacuten del medio es utilizado en pequentildeas colecciones cuando la

liofilizacioacuten no resulta econoacutemica (Jong ampBirmingham 2001) Un amplio rango

de hongos a sobrevivido por este meacutetodo por un periacuteodo de 12 a 30 meses (Smith

et al 1994)

La desecacioacuten es un meacutetodo de conservacioacuten que reduce draacutesticamente el

metabolismo Sin embargo no todos los microorganismos sobreviven a estos

29

meacutetodos de secado por lo que se hace necesario antildeadir agentes protectores (leche

descremada glumato soacutedico al 10) La conservacioacuten en suelo es una teacutecnica que

ha sido usada ampliamente en laboratorios industriales para el mantenimiento de

cultivos de importancia comercial (Jong et al 1985) Este meacutetodo es usado para

cultivos que producen esporas y estructura de resistencia las cepas pueden

almacenarse en diferentes sustratos como arena papel filtro El meacutetodo consiste en

esterilizar y secar el suelo el cual es utilizado como medio absorbente con una

pequentildea cantidad de inoacuteculo preserva la viabilidad en un periacuteodo de tres a ocho

antildeos (Jong et al 2001)

Meacutetodos a largo plazo son los mejores porque en ellos se paraliza el crecimiento

de las ceacutelulas microbianas pero estas no han muerto Asiacute se garantiza el maacuteximo

de estabilidad geneacutetica (Garciacutea et al 1991) dentro de estos meacutetodos se tendriacutea

La liofilizacioacuten Es un proceso en el cual se congela el producto y posteriormente

se introduce en una caacutemara al vaciacuteo para realizar la separacioacuten del agua por

sublimacioacuten es otro de los meacutetodos de conservacioacuten de hongos por tiempo

prolongado Si bien es muy recomendado requiere contar con un liofilizador lo

que no siempre estaacute al alcance de todos los investigadores La liofilizacioacuten es un

proceso de conservacioacuten que tambieacuten involucra la deshidratacioacuten de las conidias o

cualquier otra estructura propagativa (Ames nd) El periacuteodo de viabilidad para

algunos hongos conservados por este meacutetodo es de 23 antildeos (Smith et al 1994)

La criocongelacioacuten se basa en la utilizacioacuten de una temperatura

extremadamente friacutea para poder disminuir de forma controlada las funciones vitales

del organismo que se pretende conservar y que eacuteste se conserve vivo pero

ldquodormidordquo durante un periacuteodo de tiempo muy elevado sin que pierda sus

propiedades su principio radica en que toda ceacutelula tejido u organismo sometido a

bajas temperaturas disminuye sus funciones vitales permaneciendo en estado de

dormancia por periacuteodos prolongados es decir sus actividades metaboacutelicas estaacuten

suprimidas (Pasarellt amp McGinnis 1992 Rico et al 2004)

30

23 Produccioacuten de Biomasa

La obtencioacuten de compuestos derivados de la produccioacuten de Pycnoporus spp se

realiza mediante procesos fermentativos que pueden llevarse a cabo en medios de

crecimiento liacutequidos (Fermentacioacuten en Estado Liacutequido FEL) o soacutelidos

(Fermentacioacuten en Estado Soacutelido FES) Investigaciones efectuadas por Acosta-

Urdapilleta y colaboradores (2010) indican que los metabolitos primarios y

secundarios producidos por el geacutenero Pycnoporus dependen de la especie y las

condiciones de cultivo del mismo

231 Paraacutemetros de operacioacuten

El nivel de humedad del sustrato ejerce un efecto significativo en el proceso de

FES recomendaacutendose una humedad del 70 (Annuar Sammantha Murthy amp

Sabanatham 2010) Asiacute mismo el aumento del oxiacutegeno en el ambiente favorece

la tasa y la extensioacuten de la degradacioacuten de la biomasa por parte de Pycnoporus spp

(Hatakka amp Uusi-Rauva 1983) lo que se traduce en un aumento de la

bioconversioacuten Por otro lado el pH del medio de cultivo estaacute directamente

relacionado con el crecimiento del micelio daacutendose un mayor descenso de pH en

medios que presentan mayor crecimiento micelial (Holler amp Brooks 1980) No

obstante la mayoriacutea de estos estudios han sido realizados en condiciones in vitro

no contemplando la influencia de factores que pueden modificar los resultados en

procesos a mayor escala (Behrentz amp Giraldo 1993)

232 Medios de cultivo

Las fuentes de carbono comuacutenmente usadas en los procesos de FEL son lactosa

maltosa glucosa fructuosa extracto de levadura harinas de algunos cereales entre

otros (Chegwin A amp Nieto R 2013 Suaacuterez Arango amp Nieto 2013) La glucosa y

la fructosa permiten obtener una alta densidad de biomasa pues son maacutes faacuteciles de

asimilar que la maltosa no obstante pueden ser inhibidores de reacciones

metaboacutelicas secundarias del hongo (Ander Eriksson y Yu 1983) Los

suplementos de medios de cultivo maacutes utilizados son tartrato de diamonio tartrato

31

disoacutedico KH2PO4 CaCl2H2H2O MgSO4middot7H2O FeSO4middot7H2O ZnSO4middot7H2O

MnSO4middotH2O CuSO4middot5H2O y extracto de levadura (Eggert et al 1996 Gocenoglu

yPazarlioglu 2014 Herpoeumll Moukha Lesage-Meessen Sigoillot amp Asther

2000a Levasseur e al 2014)

Pycnoporus spp puede cultivarse faacutecilmente a escala de laboratorio y en planta

piloto obteniendo altos rendimientos de produccioacuten a partir del uso de substratos

como almidoacuten extracto de malta maltosa metilcelulosa sacarosa dextrosa

caldos suplementados con extracto de levadura yo fosfoliacutepidos (Holler amp Brooks

1980 Oddou Stentelaire Lesage-Meessen Asther amp Colonna Ceccaldi 1999)

salvado de maiacutez salvado de trigo y salvado de arroz (FuQuan amp QiJin 2008

Levasseur et al 2014 Zimbardiet al 2016) tambieacuten se reporta el uso de residuos

agroindustriales como el bagazo de la cantildea de azuacutecar residuos de cultivo de

plaacutetano virutas de madera caacutentildeamo caacutescaras de algodoacuten hojas de palma de aceite

y residuos de frutas (Annuar et al 2010 Leŝtan Ŝtrancar amp Perdih 1990)

Existe una estrecha relacioacuten entre el aumento del crecimiento micelial del hongo

con el carbono total disponible en el medio de cultivo (Holler amp Brooks 1980) El

raacutepido crecimiento del hongo en medios pobres sobre todo cuando no se antildeade

ninguna fuente de carbono puede ser causado por la expansioacuten de su micelio como

estrategia para evitar la inanicioacuten (Levasseur et al 2014) Levasseur y

colaboradores (2014) sugieren que un alto contenido de lignina en el medio de

cultivo inhibe el crecimiento de P cinnabarinus en condiciones de cultivo en donde

la lignina es la uacutenica fuente de carbono disponible

233 Incubacioacuten

La mayoriacutea de estudios de estimacioacuten de la velocidad de crecimiento micelial

se realizan midiendo el diaacutemetro del micelio del hongo en las placas de petri sin

embargo el crecimiento tambieacuten se relaciona con la densidad de micelio en el

medio (Royse 1997)

FuQuan y QiJin (2008) estudiaron el crecimiento de Pcinnabarinus por FES en

bolsas con 075 kg de salvado de trigo y aserriacuten suplementado con sacarosa y

CaCO3 a una temperatura de crecimiento de 25 a 30 ordmC un pH 70 y una humedad

32

del sustrato del 60 al 65 logroacute una colonizacioacuten completa del micelio despueacutes

de los 26 a los 30 diacuteas y la obtencioacuten de carpoacuteforos transcurridos 32 diacuteas despueacutes

de la aparicioacuten de los primordios

Holler y Brooks (1980) estudiaron el crecimiento del micelio de P cinnabarinus

por FEL utilizando extracto de malta suplementado con NaNO3 K2HPO4

MgSO47H2O KCL y FeSO47H2O y sacarosa a partir de una suspensioacuten de

esporas y tacos de agar con micelio se cultivoacute a 28 ordmC por un intervalo de 4 diacuteas

El medio de levadura-extracto de almidoacuten mostroacute el mayor aumento de peso seco

del micelio (10638 mg) en comparacioacuten con el medio extracto de madera (0336

mg)

24 Produccioacuten de metabolitos

241 Cinnabarina

La produccioacuten de cinnabarina puede realizarse in vitro en medios soacutelidos y

liacutequidos o in vivo a partir de los basidiocarpos cuya obtencioacuten es maacutes faacutecil Las

mayores concentraciones de este pigmento se obtienen en Agar Papa Dextrosa

(PDA por sus siglas en ingleacutes) y Agar Extracto de Malta (MEA por sus siglas en

ingleacutes) mientras el mayor crecimiento micelial se obtiene en medios conformados

por los extractos de los materiales lignoceluloacutesicos de donde las cepas fueron

aisladas (Cruz Muntildeoz et al 2015b) Baumer y colaboradores (2008) indican que la

velocidad de crecimiento del hongo no implica necesariamente una mayor

produccioacuten de cinnabarina Investigaciones efectuadas por Acosta-Urdapilleta y

colaboradores (2010) sugieren que el mejor sustrato para producir cinnabarina en

primordios de P sanguineus es el aserriacuten de pino seguido por el de encino y el de

cedro sin importar la cepa utilizada En dichos experimentos el contenido promedio

del cinnabarina en cajas de petri fue de 6-9 mg g de micelio mientras en primordios

del hongo fue de 56 mgg de micelio y en cuerpos fructiacuteferos bien desarrollados de

68 mgg de carpoacuteforo La ventaja de usar basidiocarpos en vez de primordios para

la extraccioacuten de cinnabarina es la posibilidad de realizar hasta dos o maacutes cosechas

del hongo lo que requiere de 242 a 356 diacuteas Sin embargo el cultivo en caja de

petri permite obtener cinnabarina mucho maacutes raacutepido entre 7 a 15 diacuteas con una

33

mayor actividad antioxidante (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez M

Adame amp col 2010) Hay que evaluar la situacioacuten si la cinnabarina es requerida

para investigaciones conviene producir el hongo en cajas de petri pero si es

requerida para uso industrial conviene maacutes producir primordios o cuerpos

fructiacuteferos

242 Vainillina

El hongo P cinnabarinus fue cultivado por Falconnier y colaboradores (1994)

utilizando un medio que conteniacutea maltosa como fuente de carbono tartrato de

diamonio como fuente de nitroacutegeno y suplementos como KH2PO4 CaCl2 MgSO4

y extracto de levadura obteniendo una concentracioacuten en el medio de cultivo de 64

mgL de vainillina En comparacioacuten Oddou y colaboradores (1999) demostraron

que este hongo basidiomiceto presenta una mayor produccioacuten de vainillina (760

mgL) usando una mezcla compuesta por fosfoliacutepidos y glucosa obteniendo

ademaacutes una gran densidad de biomasa fuacutengica El proceso fermentativo se llevoacute a

cabo en un biorreactor agitado a una velocidad de 120 rpm con un flujo de aire de

093 vvm (voluacutemenes de aire unidad de volumen de medio por minuto) al principio

del proceso fermentativo y 028 vvm posterior a los tres diacuteas manteniendo una

temperatura constante de 30 ordmC Lo anterior respalda lo dicho por Leŝtan y

colaboradores (1990) quienes demostraron que la combinacioacuten de liacutepidos y glucosa

induce el crecimiento del micelio de algunos basidiomicetos (Ander et al 1983)

243 Enzimas ligninoliacuteticas

Zimbardi y colaboradores(2016) indicaron que las fuentes de nitroacutegeno maacutes

efectivas para la produccioacuten de lacasas de P sanguineus por FES son en orden

descendente NH4Cl peptona extracto de malta caseiacutena urea extracto de

levadura asparagina KNO3 NH4NO3 (NH4)2SO4 NaNO3 Siendo la mejor fuente

de carbono para la produccioacuten de lacasa el salvado de trigo Mariacutea Eugenia Eugenio

Carbajo Martiacuten Gonzaacutelez y Villar (2009) concluyeron que la produccioacuten de lacasa

34

por hongos no soacutelo depende de las fuentes de carbono y nitroacutegeno sino tambieacuten de

la concentracioacuten de nitroacutegeno del medio de cultivo

La obtencioacuten de celulasa a partir de este hongo fue estudiada por Onofre Santos

Kagimura y Mattiello (2015) quienes reportaron que P sanguineus fue cultivado

en bagazo de cantildea enriquecido con carboximetilcelulosa glucosa NaNO3

KH2PO4 MgSO4 KCl FeSO47H2O ZnSO4 y urea a una temperatura de 30 degC y

pH 55 presentando una actividad enzimaacutetica de la celulasa de 1632 plusmn 265 Umiddotgmiddot-

La tabla 13 y 14 especifican las condiciones de cultivo para la produccioacuten de lacasa

por Pycnoporus spp y sus respectivos rendimientos

244 Inductores

La adicioacuten de inductores enzimaacuteticos constituye una estrategia para aumentar la

produccioacuten de compuestos metaboacutelicos mediante la optimizacioacuten de las

condiciones de cultivo (Schliephake et al 1993)

Seguacuten Lomascolo y colaboradores (2003) la produccioacuten de lacasa fuacutengica es

influenciada por la presencia de inductores que regulan la siacutentesis de la enzima a

nivel transcripcional empero el efecto de cada compuesto y la concentracioacuten

oacuteptima para la produccioacuten de lacasa variacutea seguacuten las diferentes cepas fuacutengicas

Compuestos fenoacutelicos como como 25-xilidina se adicionan al medio de cultivo

para incrementar la produccioacuten de lacasa (Schliephake y col 1993) tambieacuten se

reporta el uso de aacutecido feruacutelico (Levasseur et al 2014 Lomascolo y col 2003)

etanol (Eggert et al 1996) alcohol veratriacutelico e iones Cu2+ Estos dos uacuteltimos son

los inductores maacutes comunes de actividad lacasa su efecto en la produccioacuten

enzimaacutetica por FEL ha sido maacutes estudiada que por FES (Piscitelli et al 2011

Rivera-Hoyos et al 2013) Por su parte el etanol a pesar de tener un efecto

inhibidor inicial en el crecimiento del micelio es un fuerte inductor de la expresioacuten

de lacasa en P cinnabarinus permitiendo obtener altos rendimientos Meza y

colaboradores (2003) estudiaron el efecto del etanol en la produccioacuten de lacasas de

P cinnabarinus en bagazo de cantildea de azuacutecar y encontraron que la adicioacuten de etanol

al inicio de la fermentacioacuten incrementa raacutepidamente la actividad enzimaacutetica 215

veces maacutes que el sustrato que no conteniacutea etanol alcanzando niveles maacuteximos de

35

129 UmiddotL-1 despueacutes de 15 diacuteas los cuales se mantienen constantes hasta la final de

la fermentacioacuten Por otro lado el alcohol veratriacutelico estimula la produccioacuten de

peroxidasas totales (Piscitelli et al 2011) mientras los compuestos que aportan

iones de manganeso como MnSO4 son especiacuteficos para manganeso peroxidasa

(MnP) (Pezzella Guarino amp Piscitelli 2015)Las tablas 23 y 24 muestran la

influencia de algunas sustancias inductoras en la produccioacuten de lacasa fuacutengica a

traveacutes de procesos FEL y FES respectivamente

Tabla 23 Produccioacuten de lacasa por Pycnoporus spp con inductores por FEL

EspecieCepa Inductor Actividad

enzimaacutetica

Condiciones

fermentacioacuten Referencia

P sanguineus Sin inductor 5 117 U L-1 pH 50 28 ordmC

150 rpm

(Lu y col 2007a)

25-xilidina 1 368 U L-1 pH 45 25 ordmC

125 rpm

(S Pointing Jones y

Vrijmoed 2000)

sacarosa-

asparagina

820 000 U L-1 28ordmC 200 rpm (Mariacutea Eugenia

Eugenio y col 2009)

P cinnabarinus 25-xilidina 9 600 U L-1 pH 45 30 ordmC 60

rpm

(Eggert y col 1996)

aacutecido feruacutelico 29 000 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Herpoeumll y col

2000a)

etanol 266 600 U L-1 30 ordmC 120 rpm

(Lomascolo y col

2003)

Los valores con unidades en rpm hacen referencia a la velocidad de agitacioacuten en

el biorreactor

Tabla 24 Produccioacuten de lacasas de Pycnoporus spp por FES

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P sanguineus Hojas de palma de

aceite urea

CaCO3

466 U gmiddot-1 Humedad 75-85

25 ordmC densidad

del inoculo 30

(Vikineswary y

col 2006)

Mazorca de maiacutez

CuSO4 NH4Cl

1386 U g-1 Humedad 41 mL

g-1 sustrato 26 ordmC

(Zimbardi y col

2016)

36

EspecieCepa

Componentes

principales del

sustrato

Rendimiento

obtenido

Condiciones de

fermentacioacuten Ref

P

cinnabarinus

Bagazo de cantildea

alcohol veratriacutelico

850 U middotgmiddot-1 Humedad 70

25 ordmC

(Meza Auria

Lomascolo

Sigoillot y

Casalot 2007)

Bagazo de cantildea

etanol gaseoso

900 U middotgmiddot-1 24 ordmC Flujo

suministro etanol

40 mL min-1

(Meza

Lomascolo

Casalot Sigoillot

y Auria 2005)

Duarte Tiba Santiago Garcia y Bara (2012) estudiaron el efecto de distintos

compuestos inductores en la produccioacuten de tirosinasa por P sanguineus en

condiciones de luminosidad como estrategia para disminuir la produccioacuten de lacasa

(la cual aumenta en la oscuridad) demostrando que sustancias como aacutecido de sodio

aacutecido salicilhidroxaacutemico y feniltiourea poseiacutean una actividad inhibitoria mientras

que L-tirosina fue el mejor inductor para la produccioacuten de esta enzima seguido de

L-dopa (L-dihidroxifenilalanina 34) aacutecido cafeico (aacutecido 34 dihidroxicinaacutemico)

aacutecido 2-(4-Hydroxyphenyl) propanoico y guayacol

25 Importancia industrial

En el anexo 4 se resumen los principales metabolitos producidos por Pycnoporus

spp y su uso

251 Degradacioacuten de compuestos xenobioacuteticos

Los hongos de pudricioacuten blanca pueden degradar compuestos de estructura

polifenoacutelica semejante a la lignina como los compuestos xenobioacuteticos gracias a la

accioacuten de enzimas extracelulares ligninoliacuteticas producidas por estas especies que

actuacutean despolimerizando unidades no repetitivas de fenilpropanoide ligadas por

varios enlaces carbono-carbono (S B Pointing 2001 Swamy y Ramsay 1999)

Compuestos xenobioacuteticos como los colorantes industriales constituyen

37

contaminantes persistentes debido a su origen sinteacutetico por lo que pueden daacutersele

a las lacasas de Pycnoporus spp aplicaciones en biorremediacioacuten (Bumpus y Aust

1987) Schliephake y colaboradores (1993) realizaron ensayos exitosos de

decoloracioacuten de efluentes textiles (con contenido de colorantes sinteacuteticos) dentro de

un biorreactor de lecho empaquetado inmovilizando el hongo P cinnabarinus en

una membrana de nylon para que produjera lacasas demostrando la capacidad del

hongo para tolerar residuos potencialmente toacutexicos y degradarlos

252 Control bioloacutegico

El uso de hongos antagonistas ha demostrado ser una eficiente opcioacuten para el

control bioloacutegico de fitopatoacutegenos causantes de diversas enfermedades en cultivos

vegetales (Fernaacutendez-Larrea 2001 Infante Martiacutenez Gonzaacutelez amp Reyes 2009)

Estudios realizados en P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a

Mycena citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de

cafeacute causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum

Jaramillo 2012) Viecelli y Stangarlin (2010) obtuvieron resultados similares

contra Pseudocercospora griseola causante de la enfermedad ldquomancha angularrdquo en

cultivos de friacutejol tras rociar la superficie de las hojas de la planta con el extracto

acuoso obtenido del micelio de P sanguineus

253 Obtencioacuten de compuestos de intereacutes farmaceacuteutico

Algunas especies de hongos de la familia Polyporaceae producen pigmentos

rojos o anaranjados derivados de aacutecidos polipoacutericos y terpenilquinones los cuales

son causales de la coloracioacuten naranja de los hongos Pycnoporus spp (Veliacutešek y

Cejpek 2011) Los principales compuestos producidos por P sanguineus son

poliporin cinnabarina aacutecido cinabariacutenico y tramesanguina (Henrique Rosa et al

2003) A Smacircnia y colaboradores (1995) demostraron que la cinnabarina tiene

propiedades antibacterianas (Gocenoglu amp Pazarlioglu 2014) capaces de inhibir el

crecimiento de bacterias como Escherichia coli Klebsiella pneumoniae

38

Pseudomonas aeruginosa Salmonella typhi Staphylococcus aureus y miembros

del geacutenero Streptococcus siendo maacutes efectiva para el control de cocos

grampositivos que de bacilos Gram-negativos (E de F A Smacircnia et al 1998)

Ensayos utilizando P sanguineus evidenciaron la efectividad del ergosterol-58-

endoperoacutexido producido contra amastigotes de Leishmania (Viannia) panamensis

(Correa et al 2005)

Es necesario saber que los metabolitos secundarios producidos por esta especie

presentan un gran potencial antioxidante y que su eficiencia de produccioacuten no

necesariamente estaacute relacionada con la velocidad de crecimiento micelial (Borderes

et al 2011a)

254 Produccioacuten de aditivos alimentarios

El aacutecido feruacutelico es un producto de la degradacioacuten de la lignina por hongos de

podredumbre blanca (Kirk 1971) Falconnier y colaboradores (1994) demostraron

el aacutecido feruacutelico de P cinnabarinus se puede biotransformar en vainillina y alcohol

vainiacutellico a traveacutes de una viacutea reductora o formar metoxihidroquinona a traveacutes de la

descarboxilacioacuten oxidativa La vainillina es una moleacutecula de alto valor comercial

aislada comuacutenmente de vainas de vainilla responsable del aroma y sabor de la

vainilla (Cid-Perez 2011) La demanda actual de alimentos producidos de forma

natural ha estimulado la buacutesqueda de medios alternativos de produccioacuten de

vainillina convirtiendo a los hongos del geacutenero Pycnoporus spp en una excelente

opcioacuten para la obtencioacuten de este aditivo alimentario (Falconnier et al 1994)

26 Marco legal

Seguacuten la Organizacioacuten de los Estados Ibero-americanos (OEI) los cambios y la

destruccioacuten de sus haacutebitats la contaminacioacuten ambiental la inadecuada poliacutetica

forestal la recoleccioacuten de cuerpos fructiacuteferos y la fragmentacioacuten de los ecosistemas

son las pesadillas de los hongos En las uacuteltimas deacutecadas han sufrido un descenso

laquocualitativo y cuantitativoraquo Por su laquopapel crucial en el funcionamiento de los

ecosistemasraquo y consciente de que las setas se han omitido en los programas de

39

conservacioacuten un grupo de micoacutelogos decidioacute realizar en 2003 la primera laquoLista

Roja preliminar de hongos en la Peniacutensula Ibeacutericaraquo que comprende hasta 67

taxones (subdivisiones de una especie) de hongos amenazados Es necesario hacer

una ley que tenga en cuenta los intereses de todos de los recolectores

acostumbrados a tomar sus setas y de la administracioacuten y comunidades autoacutenomas

que deben velar por la conservacioacuten de su patrimonio natural

Legislacioacuten internacional los seres humanos han dependido de la biodiversidad

y especiacuteficamente de los recursos geneacuteticos para producir innovar mejorar y

adaptarla a sus necesidades particulares Antes de la vigencia del Convenio sobre

la Diversidad Bioloacutegica (CDB) el acceso a los recursos geneacuteticos era libre

Normalmente las uacutenicas barreras para el acceso a estos recursos eran las distancias

y las fronteras geograacuteficas el desconocimiento de su existencia su poca adaptacioacuten

a otros ecosistemas su limitada aceptacioacuten o la falta de la verificacioacuten de su utilidad

por parte de otras culturas (Estrella Manosalvas Mariaca Ribadeneira 2005)

En el Convenio sobre diversidad bioloacutegica se define a los recursos geneacuteticos

como ldquomaterial geneacutetico de valor real o potencialrdquo y el material geneacutetico como

ldquotodo material de origen vegetal animal microbiano o de otra iacutendole que contenga

unidades funcionales de la herenciardquo

El principal objetivo de la Federacioacuten Internacional de Colecciones de Cultivo

(WFCC) la cual es un conjunto de comiteacutes comisiones y federaciones (COMCOF)

de la Unioacuten Internacional de Sociedades Microbiologiacutea (IUMS) Unioacuten

Internacional de Ciencias Bioloacutegicas (IUBS) es la promocioacuten y desarrollo de

cultivos de microorganismos y liacuteneas celulares La coleccioacuten de cultivos se debe

realizar de forma segura y de conformidad con las diferentes legislaciones y

regulaciones que controlan este tema en el proceso de aislamiento manipulacioacuten

almacenamiento y distribucioacuten de microrganismo y cultivos celulares hay muchas

etapas en las que se requiere conformidad con la ley regulaciones o convenciones

internacionales una coleccioacuten de cultivos deberiacutea tener conformidad en

Requerimientos en salud y seguridad

40

Clasificacioacuten de los microorganismos en funcioacuten de su riesgo

Regulaciones de cuarentena

Derechos de propiedad intelectual

Convencioacuten sobre diversidad bioloacutegica Informacioacuten segura suministrada al receptor

de los microorganismos

Regulaciones gubernamentales sobre el enviacuteo de cultivos

Control en la distribucioacuten de organismos peligrosos

Tratado de Budapest (para los depoacutesitos de patentes) (WFCC 2010)

Legislacioacuten nacional

Que los artiacuteculos 14 74 275 276 387 388 de la Constitucioacuten de la Repuacuteblica

reconoce el derecho de la poblacioacuten a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente

equilibrado que garantice la sostenibilidad y el buen vivir Declara de intereacutes

puacuteblico la preservacioacuten del ambiente la conservacioacuten de los ecosistemas la

biodiversidad y la integridad del patrimonio geneacutetico del paiacutes la prevencioacuten del

dantildeo ambiental y la recuperacioacuten de los espacios naturales degradados

(Constitucioacuten poliacutetica de la repuacuteblica del Ecuador)

Que el Art 86 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declara de intereacutes

puacuteblico a la conservacioacuten de los ecosistemas la biodiversidad y el patrimonio

geneacutetico del paiacutes a la recuperacioacuten de espacios naturales degradados al

establecimiento de un Sistema Nacional de Aacutereas Naturales Protegidas que

garanticen la conservacioacuten de la biodiversidad y el mantenimiento de los servicios

ecoloacutegicos

Que los Arts 89 242 y 248 de la Constitucioacuten Poliacutetica de la Repuacuteblica declaran

respectivamente que el Estado tomaraacute medidas orientadas a regular bajo estrictas

normas de bioseguridad la propagacioacuten en el medio ambiente la experimentacioacuten

el uso la comercializacioacuten y la importacioacuten de organismos geneacuteticamente

modificados que la organizacioacuten y funcionamiento de la economiacutea responderaacute

41

entre otros principios al de sustentabilidad y ratifica el derecho soberano del

Estado sobre la biodiversidad promoviendo su conservacioacuten y utilizacioacuten

sustentable con la participacioacuten de las poblaciones involucradas y de conformidad

con los convenios y tratados internacionales Que el Ecuador suscribioacute y ratificoacute el

Convenio sobre la Diversidad Bioloacutegica seguacuten consta en los Registros Oficiales

No 109 del 18 de enero de 1993 y el 146 del 16 de marzo de 1993 El cual regula

la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de la biodiversidad y sus componentes y

establece la participacioacuten justa y equitativa en los beneficios que se deriven de la

utilizacioacuten de los recursos geneacuteticos asociados reconociendo el derecho soberano

que ejercen los Estados sobre sus recursos bioloacutegicos Que el Estado ha suscrito y

ratificado varios Convenios Internacionales relacionados con la conservacioacuten de la

biodiversidad tales como la Convencioacuten sobre Humedales de Importancia

Internacional especialmente como Haacutebitat de Aves Acuaacuteticas o Convencioacuten de

Ramsar la Convencioacuten para la Proteccioacuten del Patrimonio Mundial Cultural y

Natural la Convencioacuten sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas

de Flora y Fauna Silvestres (CITES) Convenio Marco de Cambio Climaacutetico el

Tratado de Cooperacioacuten Amazoacutenica entre los maacutes relevantes Que estaacuten vigentes

en el Ecuador normas de aplicacioacuten regional de la Comunidad Andina de manera

especial las Decisiones de la Comisioacuten del Acuerdo de Cartagena Nos 344 345

391 y 486 relativas a la Propiedad Industrial la proteccioacuten a los Derechos de los

Obtentores de Variedades Vegetales y al Acceso a los Recursos Geneacuteticos Que la

biodiversidad constituye la base del capital natural del paiacutes capaz de proporcionar

un flujo constante de bienes y servicios cuya conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable

permitan satisfacer las necesidades humanas de consumo y produccioacuten y

garanticen el sustento de la vida Que la conservacioacuten y utilizacioacuten sustentable de

la biodiversidad son de intereacutes nacional por su importancia econoacutemica ecoloacutegica

geneacutetica social cultural cientiacutefica educativa recreativa y esteacutetica y por lo tanto

tiene un valor estrateacutegico para el desarrollo sustentable presente y futuro del

Ecuador Que siendo el Ecuador uno de los paiacuteses de mayor biodiversidad del

mundo catalogado como mega diverso constituye una prioridad para el paiacutes

proteger su riqueza bioloacutegica y cultural asociada para las generaciones presentes y

futuras ante la preocupante y considerable reduccioacuten y peacuterdida de la biodiversidad

42

como consecuencia de determinadas actividades humanas en el paiacutes Que es

indispensable expedir normas que rijan la conservacioacuten y uso sustentable de la

biodiversidad (Ley para la conservacioacuten y uso sustentable de la biodiversidad

1993)

CAPIacuteTULO VIII De la Investigacioacuten y Capacitacioacuten Forestales

Art 50- El Ministerio del Ambiente promoveraacute realizaraacute y coordinaraacute la

investigacioacuten relativa a la conservacioacuten administracioacuten uso y desarrollo de los

recursos forestales y de las aacutereas naturales del patrimonio forestal

Art 51- Para el cumplimiento de las actividades previstas en el artiacuteculo anterior

al Ministerio del Ambiente le corresponde

a) Crear centros de investigacioacuten sobre especies forestales nativas y exoacuteticas de

fauna y flora silvestres

b) Suscribir convenios relativos a la investigacioacuten capacitacioacuten y educacioacuten

forestales

c) Ejecutar programas de capacitacioacuten y adiestramiento en conservacioacuten

administracioacuten y desarrollo de recursos forestales y aacutereas naturales de patrimonio

del Estado

d) Establecer en coordinacioacuten con el Ministerio de Educacioacuten y Cultura y otras

entidades del sector puacuteblico programas de educacioacuten y divulgacioacuten relativas a los

aspectos mencionados en el literal anterior

e) Organizar cursos de capacitacioacuten forestal y de conservacioacuten conjuntamente

con el Servicio Ecuatoriano de Capacitacioacuten Profesional -SECAP- y otras entidades

y dependencias del sector puacuteblico o privado

f) Las demaacutes que le asignen esta Ley y los reglamentos (Ley forestal y

conservacioacuten de aacutereas 2004)

Toda esta riqueza biodiversa en el Ecuador corre gran peligro de que por falta

de una legislacioacuten que lo proteja sea amenazada por el intereacutes de convertir no en

43

elementos vitales para el Sumak Kawsay sino que apetecido por sus componentes

convertirlos en mercanciacuteas y llevarlos al mercado globalizado De hecho parte de

la destruccioacuten y desaparicioacuten de especies ha sido por falta de una legislacioacuten

responsable y soberana para la proteccioacuten de la biodiversidad asiacute como la

responsabilidad de los gobiernos de turno que no han visto a estos seres vivos como

titulares de derecho (Ley orgaacutenica de la biodiversidad 2011)

El Coacutedigo Orgaacutenico del Ambiente (COA) manifiesta en el Titulo III DE LOS

DERECHOS DEBERES Y PRINCIPIOS AMBIENTALES art5 derecho de la

poblacioacuten a vivir en un ambiente sano

El derecho a vivir en un ambiente sano y ecoloacutegicamente equilibrado

comprende

1- La conservacioacuten manejo sostenible y recuperacioacuten del patrimonio natural la

biodiversidad y todos sus componentes con respeto a los derechos de la naturaleza

y a los derechos colectivos de las comunas comunidades pueblos y nacionalidades

2- El manejo sostenible de los ecosistemas con especial atencioacuten a los

ecosistemas fraacutegiles y amenazados tales como paramos humedales bosques

nublados bosques tropicales secos y huacutemedos manglares y ecosistemas marinos y

marinos-costeros

3- La intangibilidad del Sistema Nacional de Aacutereas Protegidas en los teacuterminos

establecidos en la constitucioacuten y la Ley

4- La conservacioacuten preservacioacuten y recuperacioacuten de los recursos hiacutedricos

cuencas hidrograacuteficas y caudales ecoloacutegicos asociados al ciclo hidroloacutegico

5- La conservacioacuten y uso sostenible del suelo que prevenga la erosioacuten la

degradacioacuten la desertificacioacuten y permita su restauracioacuten

6- La prevencioacuten control y reparacioacuten integral de los dantildeos ambientales

7- La obligacioacuten de toda obra proyecto o actividad en todas sus fases de

sujetarse al procedimiento de evaluacioacuten de impacto ambiental

44

8- El desarrollo y uso de praacutecticas y tecnologiacuteas ambientalmente limpias y

sanas asiacute como de energiacuteas alternativas no contaminantes renovables

diversificadas y de bajo impacto ambiental

9- El uso experimentacioacuten y el desarrollo de la biotecnologiacutea y la

comercializacioacuten de sus productos bajo estrictas normas de bioseguridad con

sujecioacuten a las prohibiciones establecidas en la Constitucioacuten y demaacutes normativa

vigente

Los principios ambientales deberaacuten ser reconocidos e incorporados en toda

manifestacioacuten de la administracioacuten puacuteblica asiacute como en las providencias judiciales

estos principios son

Responsabilidad integral - Responsabilidad de quien promueve una

actividad que genere o pueda generar impacto sobre el ambiente

Mejor tecnologiacutea disponible y mejores praacutecticas ambientales - El estado

deberaacute promover a los sectores puacuteblicos y privados el desarrollo y uso de

tecnologiacuteas ambientalmente limpias y de energiacutea alternativa no

contaminantes y de bajo impacto que minimicen en todas las fases de una

actividad productiva

TIacuteTULO I DE LA CONSERVACIOacuteN DE LA BIODIVERSIDAD

Articulo 31- La conservacioacuten de la biodiversidad se realizaraacute in situ o ex situ

en funcioacuten de sus caracteriacutesticas ecoloacutegicas niveles de endemismo categoriacutea de

especies amenazadas de extincioacuten para salvaguardar el patrimonio bioloacutegico de la

erosioacuten geneacutetica

Articulo 32- Se promoveraacuten y regularaacuten las investigaciones cientiacuteficas in situ

y ex situ que comprendan actividades de extraccioacuten coleccioacuten recoleccioacuten

importacioacuten movilizacioacuten transportacioacuten exportacioacuten y disposicioacuten temporal o

final de especies de vida silvestre

Articulo 33- La biodiversidad terrestre insular marina y dulceacuiacutecola seraacute

conservada in situ Se procuraraacute el uso sostenible de sus componentes de forma tal

45

que no se ocasione su disminucioacuten a largo plazo para mantener su potencial de

satisfacer las necesidades de las generaciones presentes y futuras

Articulo 35- Para la proteccioacuten de la vida silvestre se establecen las siguientes

condiciones a las personas naturales y juriacutedicas

1 Conservar las especies de vida silvestre en su habitad natural prohibiendo

su extraccioacuten salvo las consideraciones para investigacioacuten repoblacioacuten de

especies con cualquier tipo de amenaza y las establecidas en este coacutedigo

2 Reconocer el uso tradicional y el aprovechamiento de las especies de vida

silvestre por motivos de subsistencia o por praacutecticas culturales medicinales

3 Promover investigaciones sobre vida silvestre para difundir el

bioconocimiento dentro del territorio nacional

Articulo 66- Son medios de conservacioacuten de especies de vida silvestre los que

se detallan a continuacioacuten

Viveros

Jardines botaacutenicos

Zooloacutegicos

Centros de criacutea y reproduccioacuten sostenible

Centros de rescate y rehabilitacioacuten

Bancos de germoplasma

Acuarios

TIacuteTULO IV RECURSOS GENEacuteTICOS Y SUS DERIVADOS

BIOSEGURIDAD BIOCOMERCIO

Artiacuteculo 72- Los derechos otorgados sobre los recursos bioloacutegicos no conceden

derecho alguno sobre los recursos geneacuteticos o sus derivados no sobre los

conocimientos colectivos asociados a estos Las investigaciones realizadas sobre

los recursos geneacuteticos deberaacuten ser sistematizadas y ser recopiladas por el Instituto

Nacional de Biodiversidad

Artiacuteculo 75- Las normas de bioseguridad regularaacuten los productos de la

biotecnologiacutea moderna con el objeto de contribuir a la conservacioacuten y el uso

46

sostenible de la biodiversidad y garantizar los derechos de la salud humana y el

ambiente

Articulo 80- La Autoridad Ambiental Nacional regularaacute el biocomercio para

lo cual deberaacute considerar los objetivos de la conservacioacuten de la biodiversidad la

sostenibilidad social econoacutemica y ambiental asiacute como la distribucioacuten justa de los

beneficios de conformidad con las disposiciones de este coacutedigo

En los uacuteltimos antildeos se ha observado la accioacuten paralela de numerosas

organizaciones gubernamentales y no gubernamentales universidades

comunidades e individuos que han desplegado acciones en favor de la

biodiversidad del rescate de los conocimientos praacutecticas e innovaciones

relacionados a eacutesta y de la documentacioacuten o desarrollo de meacutetodos para la

conservacioacuten y utilizacioacuten sostenible de estos recursos entre otras acciones

El lograr la conservacioacuten y uso sostenible de la biodiversidad implica lograr

beneficios para el ser humano sin agotar el recurso y asegurar las posibilidades de

aprovechamiento de la biodiversidad para las proacuteximas generaciones En este

sentido la biodiversidad puede conservarse mediante dos estrategias

bull La estrategia de conservacioacuten in situ

bull La estrategia de conservacioacuten ex situ (Estrella amp col 2005)

47

3 MARCO METODOLOacuteGICO

31 Aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de la cepa nativa

Pycnoporus spp

El objetivo de este experimento es aislar identificar y caracterizar la cepa nativa

ecuatoriana del hongo Pycnoporus spp

Figura 31 Proceso para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten de Pycnoporus sanguineus

48

311 Materiales y meacutetodos

El trabajo experimental se realizoacute en el laboratorio de Biotecnologiacutea Fuacutengica del

Centro Ecuatoriano de Biotecnologiacutea y Ambiente (CEBA) en convenio con el

Ingenio Azucarero del Norte (IANCEM) localizado en la Ciudad de Ibarra a 2241

msnm (UTM WGS84 17 N 816705 Este 36766 Norte) con una temperatura

promedio de 18 degC

3111 Aislamiento

La muestra de hongo Pycnoporus spp se recolectoacute de un bosque de la ciudad de

Tena a una altitud de 543 msnm UTM WGS84 18N 186566 Este 9891710 Norte

la misma se encontroacute creciendo naturalmente en troncos de la madera piguumle

(Pollalesta discolor) en proceso de descomposicioacuten

Figura 32 Ubicacioacuten de recoleccioacuten del hongo del geacutenero Pycnoporus

49

Figura 33 Pycnoporus sanguineus creciendo en troncos en descomposicioacuten de Pollalesta discolor

Para la presente investigacioacuten la reproduccioacuten celular se realizoacute tanto por medio

de tejido como por esporas en un medio rico en Agar Papa Dextrosa (PDA) y Agar

extracto de Malta (MEA) siguiendo la teacutecnica descrita por Pineda (2014) se

preparoacute el medio con agua destilada y se esterilizoacute por 15 minutos en autoclave a

15 PSI y 121 degC El medio esteacuteril se sirvioacute en caja petri y se procedioacute a inocular

con tejido y espora de la especie seleccionada (Pineda 2014) Las muestras

inoculadas se incubaron a 22 degC y se observoacute el crecimiento del hongo durante seis

diacuteas

3112 Identificacioacuten

La identificacioacuten fue realizada por el laboratorio especializado IDgen-

Identificacioacuten Molecular localizado en la ciudad de Quito Para ello se usoacute dos

muestras de cepas puras de la especie Pycnoporus previamente aisladas con coacutedigo

CEBA-T-PS-010116 son cultivos axeacutenicos de hongos creciendo en agar

Se realizoacute la identificacioacuten molecular de microorganismos (Extraccioacuten de ADN

Amplificacioacuten de barcode secuenciacioacuten estaacutendar ensamblaje de productos de

50

PCR y buacutesqueda en base de datos) El meacutetodo de determinacioacuten se realizoacute por

identificacioacuten molecular por barcoding

Los procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR se

describen en el detalle de protocolos (anexo 1) Los productos de PCR fueron

depurados previo a su secuenciacioacuten El producto de amplificacioacuten limpio y los

primeros ITS1 ITS4 ITS5 EF1-983F EF1-2218R fueron utilizados para la

secuenciacioacuten con el meacutetodo SANGER Se limpiaron y ensamblaron las secuencias

obtenidas con el programa bioinformaacutetico GENEIOUS y se compararon las

secuencias ensambladas con la base de datos de nucleoacutetidos de GenBank

3113 Caracterizacioacuten

La caracterizacioacuten del Pycnoporus sanguineus estudiada se realizoacute a traveacutes del

anaacutelisis quiacutemico bromatoloacutegico el cual se realizoacute en el laboratorio del INIAP

localizado en la ciudad de Quito Se realizoacute un anaacutelisis proximal macro y micro

elementos siguiendo las normas y meacutetodos de la institucioacuten

312 Resultados y discusioacuten

3121 Aislamiento

En la figura 34 se presenta los cuerpos fructiacuteferos de los hongos Pycnoporus

sanguineus que se recolectaron en la ciudad del Tena Ecuador los mismos que se

almacenaron en bolsa de polietileno y se llevaron al laboratorio

51

Figura 34 Geacutenero Pycnoporus spp guardado en una bolsa de polietileno

En la figura 35 se presenta el proceso de preparacioacuten del medio de cultivo para la

especie nativa

Figura 35 Preparacioacuten y esterilizacioacuten del medio rico en PDA y MEA

52

En la figura 36 y 37 se presenta el procedimiento para la obtencioacuten de esporas

tejido e inoculacioacuten de la especie nativa de Pycnoporus spp

Figura 36 Obtencioacuten de esporas del cuerpo fructiacutefero del hongo

Figura 37 Inoculacioacuten del medio con esporas del hongo

En la figura 38 se presenta el cultivo de Pycnoporus spp creciendo en un medio

rico luego de 6 diacuteas de incubacioacuten a 22 degC el mismo que se procedioacute a su

purificacioacuten por la teacutecnica de repique hasta lograr una cepa pura la cual fue

53

codificada como CEBA-T-PS-010116 y almacenada en el Banco de Recursos

Geneacuteticos Microbianos del CEBA

Figura 38 Muestras de crecimiento de la ceacutelula filamentosa de Pycnoporus sanguineus

(Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et al 2015a E de F A Smacircnia Smacircnia Juacutenior

amp Loguercio-Leite 1998 Vikineswary et al 2006) coinciden con la teacutecnica

utilizada en la presente investigacioacuten (Pineda 2014) realizar el aislamiento en un

medio de cultivo Agar Papa Dextrosa mientras (Acosta et al 2010 Cruz Muntildeoz et

al 2015a) utilizaron como medio de cultivo Agar Harina Integral de Trigo asiacute como

(Acosta et al2010 Atteke y col 2013 Cruz Muntildeoz et al 2015a Machuca amp

Ferraz 2001 Schliephake et al 1993 Uzan et al 2010) manifiestan utilizar como

medio de cultivo Agar Extracto de Malta a esto antildeade (Cruz Muntildeoz et al 2015)

utilizar como medio de cultivo medios afines al material vegetal de donde se

recolectoacute y (Boumlse 1946) utiliza Medio Czapek-Dox con sulfato de manganeso

algunas veces adicionado con extracto de semillas de guisantes o salvado de trigo

Seguacuten (Cruz Muntildeoz et al 2015a Herpoeumll et al2000b Schliephakeet al 1993)

Se toma una pequentildea muestra de tejido del carpoacuteforo y se deposita en medio de

cultivo Agar Papa Dextrosa (PDA por sus siglas en ingleacutes) o Agar Extracto de

Malta (MEA por sus siglas en ingleacutes) y se incuba por 35 diacuteas a 25 degC en ausencia

de luz Aunque el rango de crecimiento micelial puede oscilar entre 24 a 30 degC

Una vez desarrollado el hongo se hacen repiques hasta obtener una cepa pura

54

3122 Identificacioacuten

El ADN de cada una de las muestras fue extraiacutedo y con el fin de identificar la

calidad de la extraccioacuten se realizoacute una electroforesis Las extracciones de ADN

genoacutemico obtenidos evidencian una calidad alta y una concentracioacuten superior a 400

ng de ADN por cada 8 ul de extracto Se utilizoacute las extracciones de ADN

pertenecientes a las muestras para la amplificacioacuten del fragmento ITS Se puede

evidenciar que no existen productos de amplificacioacuten para las muestras por lo que

para estas se decidioacute amplificar un fragmento del factor de elongacioacuten 1 alfa (EF1a)

Adicionalmente se diluyeron las muestras hasta una concentracioacuten de 30nguL

para descartar procesos inhibitorios de la PCR debido a una elevada concentracioacuten

de ADN previo a su utilizacioacuten en el ensamblaje de la PCR

Se determina que la cepa nativa estudiada codificada como CEBA-T-PS-

010116 corresponde a la especie Trametes sanguinea en la longitud 652 949

de calidad y 99 de identidad en el fragmento ITS

En el meacutetodo utilizado para la identificacioacuten coincido con (Cruz Muntildeoz y col

2015) el cual manifiesta La identificacioacuten se realizoacute a nivel molecular para lo cual

se enviaron dos muestras de colonias puras (punta de hifa) al laboratorio de la

Estacioacuten Nacional de Epidemiologiacutea Cuarentena y Saneamiento Vegetal en

Quereacutetaro Quereacutetaro para la extraccioacuten del ADN ribosomal y su amplificacioacuten

secuenciacioacuten y alineacioacuten con las bases de datos del banco de genes del Centro

Nacional para la Informacioacuten Biotecnoloacutegica (NCBI EEUU)

De acuerdo con la base de datos Catalogue of Life la especie estudiada se

clasifica

Filo Basidiomicota

Clase Agaricomicetes

Orden Polyporales

Familia Polyporaceae

Geacutenero Pycnoporus

Especie sanguineus

55

Los sinoacutenimos para Pycnoporus sanguineus (L) (Murrill 1904) (nombre

vaacutelido) son Trametes sanguinea (L) (Lloyd 1924) Trametes sanguinea var

intermedia (Corner 1989) Trametes sanguinea var major (Corner 1989)

Trametes sanguinea var sanguinea (L) (Lloyd 1924) determinaacutendose que la

especie nativa ecuatoriana pertenece a la especie Pycnoporus sanguineus(Roskov

Y 2016)

3123 Caracterizacioacuten

De los resultados obtenido para el anaacutelisis proximal por el laboratorio del INIAP

se determina que la cepa nativa de Pycnoporus sanguineus tiene una humedad

1112 cenizas 209 EE (Extracto eteacutereo) 089 proteiacutena 1372 fibra

3418 ELN (Extracto libre de nitroacutegenos) 4912 Para el anaacutelisis de minerales

macro elementos se determinoacute que contiene calcio 027 foacutesforo 035 magnesio

006 potasio 052 sodio 001 Para micro elementos cobre 3ppm hierro 136

ppm manganeso 54 ppm zinc 58 ppm En la literatura se encuentra los

metabolismos secundarios asiacute tenemos que (Atteke et al 2013) (Berrio et al 2007)

(Camarero et al 2004) (Camarero et al 2005 ME Eugenio et al 2010) (Lu et al

2007b Machuca amp Ferraz 2001) (Madhavi amp Lele 2009 Munusamy et al 2008

Ramiacuterez-Cavazos et al 2014) (Sigoillot et al 2002 2004) (Xu et al 2000)

manifiestan la produccioacuten de lacasa ademaacutes antildeade (Boumlse 1946 Henrique Rosa et

al 2003) la produccioacuten de poliporina (Achenbach amp Blumm 1991 Acosta et al

2010 Cruz Muntildeoz et al 2015ordf Dias amp Urban 2009 A Smacircnia et al 2003 E de

F A Smacircnia et al 1998) manifiestan la produccioacuten de Cinabarina fenoxacina otra

consideracioacuten la hace (Achenbach amp Blumm 1991) el cual manifiesta la

produccioacuten O-acetyl-cinabarina pero ninguno de los autores anteriormente

mencionados manifiesta la caracteriacutesticas quiacutemicas a nivel proximal y de minerales

de la especie

56

32 Protocolo para la conservacioacuten de la especie nativa Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es desarrollar un protocolo para la conservacioacuten

de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus

Figura 39 Proceso para establecer un protocolo para la conservacioacuten de la especie

321 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue aislada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en tubos de 5 ml y luego

se inocularon con la cepa nativa seleccionada y se incubaron por 7 diacuteas a 22 degC

Los tubos colonizados fueron liofilizados en un equipo liofilizador de bandejas

marca VirTiswizard 20 a una temperatura de -40ordmC por 26 horas a una presioacuten de

57

vaciacuteo de 300 atm la cepa liofilizada fue depositada en el banco de recursos

geneacuteticos microbianos del CEBA (Pineda 2014) para su conservacioacuten

322 Resultados y discusioacuten

En la figura 310 se presenta el procedimiento para el cultivo de Pycnoporus

sanguineus en tubos se observa el crecimiento del micelio en los dos medios de

cultivo (MEA y PDA) a una temperatura de 22 ordmC durante 6 diacuteas

En la figura 311 y 312 se presenta el procedimiento para la liofilizacioacuten de las

muestras de Pycnoporus sanguineus como se observa se coloca los tubos de ensayo

con las cepas cultivadas en la bandeja y luego se carga el liofilizador el cual arranca

su operacioacuten con una temperatura de 15 ordmC disminuyendo la temperatura durante 8

horas hasta llegar -50 degC como se observa en la figura 311 disminuyendo 10 ordmC

cada hora durante 8 horas hasta llegar a ndash 50 ordmC luego empieza el proceso de secado

en el cual se aumenta la temperatura 10 ordmC durante 18 horas hasta llegar a 40 ordmC a

un presioacuten de vaciacuteo de menos 300 atm

Figura 310 Cultivo de Pycnoporus sanguineus en tubos para liofilizacioacuten

58

Figura 311 Proceso de liofilizacioacuten

Figura 312 Liofilizacioacuten de la cepa de Pycnoporus sanguineus

En la figura 313 se presenta la muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

como se observa luego de 26 horas en el liofilizador las muestras estaacuten totalmente

deshidratadas y listas para el protocolo de conservacioacuten

59

Figura 313 Muestra de Pycnoporus sanguineus liofilizada

Existen meacutetodos de conservacioacuten por liofilizacioacuten para otras especies en la cual

los autores solo recomiendan que es el mejor meacutetodo para conservacioacuten sin

embargo no se establece un procedimiento para realizar esta teacutecnica y mucho

menos se encontroacute informacioacuten sobre el proceso de liofilizacioacuten para la especie

Pycnoporus sanguineus en la presente investigacioacuten queda establecido el

procedimiento a seguir para conservar por esta teacutecnica la especie estudiada

Al conservar la especie a largo plazo se garantiza que por el deterioro o

destruccioacuten del ecosistema la especie no desaparezca aportando con la cepa nativa

en

Ambiental- el hongo podriacutea emplearse en la biodegradacioacuten de compuestos

recalcitrantes presentes en los efluentes contaminados gracias a su sistema

enzimaacutetico de ligninasas y en la degradacioacuten de residuos de madera en aserraderos

(Kirk 1971) P sanguineus revelan su actividad antifuacutengica frente a Mycena

citricolor hongo promotor de la enfermedad ldquoojo de gallordquo en cultivos de cafeacute

causaacutendole parasitosis y destruccioacuten hifal (Ojeda Gutieacuterrez amp Suescum Jaramillo

2012)

60

Econoacutemico - La implementacioacuten de este proyecto a escala industrial generariacutea

ingresos por concepto de venta de metabolitos producidos por la cepa nativa

ecuatoriana Pycnoporus sanguineus

Social - Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial farmaceacuteutico

En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la sangre eliminar

verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas menopaacuteusicos y

del vientre

33 Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la cepa de Pycnoporus

sanguineus

El objetivo de este experimento es seleccionar el mejor medio de cultivo para la

produccioacuten de la cepa nativa del hongo Pycnoporus sanguineus a partir de cepa

liofilizada

Figura 314 Proceso para determinar el mejor medio para la produccioacuten de Pycnoporus sanguineus

331 Materiales y meacutetodos

Cepa se utilizoacute las cepas del geacutenero Pycnoporus sanguineus del banco de

recursos geneacuteticos microbianos del CEBA la cual fue liofilizada en el experimento

anterior y codificada coacutemo CEBA-T-PS-010116

61

Disentildeo experimental la experimentacioacuten se planificoacute con un disentildeo

completamente al azar (DCA) con cinco reacuteplicas y completamente aleatorio El

factor de estudio fue el medio de cultivo con los niveles MEA y PDA como variable

de respuesta se establecioacute la velocidad de crecimiento lineal de la cepa del hongo

Los paraacutemetros de operacioacuten como la temperatura y la presioacuten se mantuvieron

contaste a 22degC y 101 325 Pa como factor de ruido se consideroacute el nivel de luz

Procedimiento se preparoacute los medios de cultivo MEA y PDA siguiendo la

teacutecnica descrita por Pineda (2014) se esterilizoacute y se sirvioacute en cajas petri y luego se

inocularon con cepa nativa de Pycnoporus sanguineus y se incubaron por 7 diacuteas a

22 degC se tomoacute las medidas de crecimiento (Pineda 2014)

332 Resultados y discusioacuten

En la tabla 31 se presenta la matriz de resultados experimentales como se

observa el tratamiento 1 tiene la mayor velocidad de crecimiento lineal medida en

mmdiacutea

Tabla 31 Velocidad de crecimiento de Pycnoporus a partir de cepa liofilizada

Tratamientos Velocidad de crecimiento

MEA PDA

1 392 292

2 383 292

3 375 283

4 383 275

5 392 283

Valor promedio (Ẋ) 385 285

Varianza (Ợ2) 000515 000515

Desviacioacuten estaacutendar (Ợ) 00717635 00717635

Coeficiente de varianza (CV) 186399 251802

62

Figura 315 Velocidad de crecimiento lineal de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

Tabla 32 Velocidad promedio de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en dos medios de cultivo

MEDIOS Media Error tiacutep Intervalo de confianza 95

Liacutemite inferior Liacutemite superior

MEA 3850 032 3776 3924

PDA 2850 032 2776 2924

Figura 316 Desviacioacuten estaacutendar velocidad de crecimiento en dos medios de cultivo

385 a

285 b

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA

Vel

oci

dad

de

crec

iem

ien

to

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

MEA PDA MEA PDA PDA MEA PDA PDA MEA MEA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Velocidad Promedio Limete superior Limete inferior

63

Anaacutelisis de varianza

En la tabla 33 se presenta el anaacutelisis de varianza que descompone la varianza de

Velocidad en dos componentes un componente entre-grupos y un componente

dentro-de-grupos La razoacuten-F que en este caso es igual a 485437 es el cociente

entre el estimado entre-grupos y el estimado dentro-de-grupos Puesto que el valor-

P de la prueba-F es menor que 005 existe una diferencia estadiacutesticamente

significativa entre la media de Velocidad entre un nivel de Medio y otro con un

nivel del 950 de confianza

Tabla 33 Anaacutelisis de varianza para Velocidad por Medio

Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razoacuten-F Valor-P

Entre grupos 25 1 25 48544 00000

Intra grupos 00412 8 000515

Total (Corr) 25412 9

Pruebas de Rangos Muacuteltiple para Velocidad por Medio (950 LSD)

Se aplica un procedimiento de comparacioacuten muacuteltiple para determinar cuaacuteles

medias son significativamente diferentes de otras La mitad inferior de la salida

muestra las diferencias estimadas entre cada par de medias En la parte superior de

la tabla 34 se han identificado 2 grupos homogeacuteneos seguacuten la alineacioacuten de las Xs

en columnas No existen diferencias estadiacutesticamente significativas entre aquellos

niveles que compartan una misma columna de Xs El meacutetodo empleado

actualmente para discriminar entre las medias es el procedimiento de diferencia

miacutenima significativa (LSD) de Fisher Con este meacutetodo hay un riesgo del 50 al

decir que cada par de medias es significativamente diferente cuando la diferencia

real es igual a 0

Tabla 34 Diferencia miacutenima significativa (LSD) de Fisher

Medio Casos Media Grupos Homogeacuteneos

PDA 5 285 X

MEA 5 385 X

64

Como se observa la mayor velocidad de crecimiento lineal se presenta cuando

se trabaja con MEA con una velocidad promedio de 385 mmdiacutea Identificando

que el mejor medio para la produccioacuten del hongo es el Agar Extracto de Malta

(MEA)

En la figura 317 se observar el crecimiento de la cepa y determinar la velocidad

de crecimiento lineal en los medios de cultivo estudiados

Figura 317Determinacioacuten de la velocidad de crecimiento de la Cepa

(Acosta-Urdapilleta et al 2010) manifiesta de que las velocidades maacutes altas de

crecimiento fueron de 9 mm diacutea utilizando sustratos hervidos encino lirio trigo y

avena y la menor velocidad 2 mm diacutea se dio con el tratamiento bajo cedro con

PDA obtiene velocidades de crecimiento de 17 a 35 mmdiacutea (Cruz Muntildeoz et al

2015) manifiesta que obtuvo velocidades de crecimiento de 48 mmdiacutea con

extracto de casuarina y 61 mmdiacutea con extracto de mango coincido con Acosta

(2016) en la velocidad al utilizar extracto PDA ya que en la presente investigacioacuten

obtuvimos velocidad de crecimiento 285 mmdiacutea sin embargo el mejor medio de

cultivo utilizado es MEA con 385 mmdiacutea

65

34 Ficha de cepas microbianas para su conservacioacuten en el Banco de

Recursos Geneacuteticos Microbianos (BRGM)

El objetivo de este acaacutepite es realizar una ficha para la conservacioacuten de la cepa de

Pycnoporus sanguineus

341 Introduccioacuten

Al determinar en queacute medio de cultivo tuvo mayor velocidad de crecimiento la

cepa seleccionada se deberiacutea tener un registro en un banco de recursos geneacuteticos

microbianos que garanticen la conservacioacuten de la cepa para en un futuro aprovechar

de manea sustentable el recurso fuacutengico

Ecuador posee un vasto territorio con una riqueza microbioloacutegica muy amplia y

poco estudiada por lo que la conservacioacuten de los recursos geneacuteticos propios de

nuestros ecosistemas resulta esencial para evitar la peacuterdida de biodiversidad y el

acceso a genomas y oportunidades diferentes a las de otras regiones geograacuteficas

Sin embargo nuestro paiacutes no posee auacuten una ley de Acceso a sus recursos geneacuteticos

ni tiene sistematizados los bancos donde estos recursos se conservan

El objetivo de establecer el banco de recursos geneacuteticos microbianos potenciales

para el desarrollo de la Biorefineria ecuatoriana mediante la identificacioacuten

aislamiento cultivo y conservacioacuten de cepas puras que permitan el maacuteximo

aprovechamiento de las materias primas utilizando como insumo la biodiversidad

ecuatoriana en el marco del desarrollo sostenible (Pineda 2016) banco de

recursos geneacuteticos microbianos es el reguardo inalterable del patrimonio geneacutetico

nacional de microorganismos Para esto se debe contar con infraestructura y

equipos de laboratorio contar con profesionales especialistas en el manejo

conservacioacuten y preservacioacuten de cepas nativas fuacutengicas A traveacutes de procesos de

liofilizacioacuten se conservan las cepas por un periodo determinado Respaldos de las

muestras y efectivas medidas de seguridad aseguraran que la cepa se mantendraacute en

condiciones oacuteptimas De esta manera se permitiraacute potenciar la innovacioacuten cientiacutefica

local y posesionar a Ecuador como un centro tecnoloacutegico siendo su principal

objetivo la conservacioacuten a largo plazo de cepas propios de la geografiacutea ecuatoriana

66

ya que estaacuten bajo permanente amenaza de desaparecer ya sea por acciones humanas

o situaciones naturales

Con la creacioacuten del banco de recursos geneacuteticos microbianos se lograriacutea

Preservar y proteger los recursos geneacuteticos

Contribuir y propiciar su uso ordenado racional y sustentable

Coadyuvar las acciones de recoleccioacuten aislamiento identificacioacuten

caracterizacioacuten potenciacioacuten uso y preservacioacuten

Difundir la importancia estrateacutegica de conservacioacuten del medio ambiente

entre a comunidad cientiacutefica y la poblacioacuten en general

Preservar proteger mejorar y promover el uso sustentable de la riqueza

geneacutetica del paiacutes

El hongo Pycnoporus sanguineus produce metabolitos con potencial

farmaceacuteutico En Ameacuterica Latina Aacutefrica y Asia utilizan el hongo para coagular la

sangre eliminar verrugas en la piel y paraacutesitos intestinales ayudar con problemas

menopaacuteusicos y del vientre (Acosta 2016) Los cientiacuteficos del banco brasilentildeo

estaacuten intentando domesticar o producir en laboratorios el hongo Pycnoporus

sanguineus ya que tiene fines terapeacuteuticos por ejemplo sentildeala que la

especie Pycnoporus sanguineus es usada por indiacutegenas amazoacutenicos para tratar

uacutelceras y caacutencer Y agrega que si se lograse su cultivo artificial con cepas

vigorosas podriacutea servir en otros laboratorios para investigaciones de caraacutecter

quiacutemico y biotecnoloacutegico por sus propiedades farmacoloacutegicas (BBC 2015) La

definicioacuten de la produccioacuten anual de hongo fresco se realiza teniendo en cuenta las

poliacuteticas y estrategias concebidas dentro del Plan Nacional de Desarrollo del

Ecuador Entre las estrategias se establece el fomento a la produccioacuten para el

consumo interno mediante el apoyo financiero y teacutecnico a pequentildeos y medianos

productores y a las comunidades campesinas (SEMPLADES 2009) El costo de

cepas de Pycnoporus sanguineus no se encontroacute sin embargo el costo para otras

especies es de 150 USD por lo que tener conservada las cepas no solo seriacutea rentable

sino tambieacuten se deja abierto para futuras investigaciones

67

342 Ficha Pycnoporus sanguineus

68

69

343 Registro de la cepa Pycnoporus sanguineus

Codigo

Bacteria Hongo x

Denominacion de la cepa utilizada por el depositante

Si x No

Si No x

Si No x

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3

Humanos Animales Plantas

CEBA-T-PS-010116TIPO DE MICROORGANISMO

Nombre cientiacutefico

iquestConoce el tipo de cepa

iquestEl microorganismo alberga un plagravesmido natural

iquestSe manipulo geneacuteticamente al microorganismo

DESIGNACIOacuteN DE LA CEPA

Pycnoporus sanguineus

INFORMACIOacuteN RELATIVA

William Goacutemez

Ecuador

Napo Tena UTM 18 S 186563 9891708

1472016

Fuente

Paiacutes de origen

Provincia Ciudad si es posible latitud y longitud

Fecha de recoleccioacuten

5102016

Datos de muestreo

Aislamiento de la cepa

Provincia Ciudad donde fue aislado

Si no aisloacute la cepa siacutervase indicar a los cientiacuteficos o

laboratorios que lo hicieron

Aislado por

Imbabura Ibarra

Dr Julio Pineda

William GoacutemezRecolectado por

Fecha del aislamiento

Evaluacioacuten del riesgo

Grupo de riesgo

Patoacutegeno para

Temperatura 23 ordmC Tiempo de encuvacioacuten

iquestEste microorganismo sobrevive a la congelacioacuten Si x No

Nombre

Institucioacuten

Direccioacuten

Email

Teleacutefono

Fecha

Firma

26 dias

CRECIMIENTO Y MANTENIMIENTO

Meacutetodo usado para la identificacioacuten de la cepa Secuenciacioacuten ADN

Motivo del deposito (Aplicaciones biotecnologicas control de calidad etc) Conservacioacuten

INFORMACIOacuteN ADICIONAL

Requerieintos especiales (Luz gas etc)

Medio de cultivo Agar malta

1522017

IFORMACIOacuteN DE LA PERSONA QUE DEPOacuteSITA

William Goacutemez

CEBA

Tena 8-20 y Tungurahua

williamedissnyahooes

983000610

70

4 CONCLUSIONES

Se establecioacute un protocolo para el aislamiento identificacioacuten y caracterizacioacuten

del hongo nativo Pycnoporus spp aislado de la ciudad del Tena lo cual

representa un aporte al desarrollo cientiacutefico y tecnoloacutegico

Por primera vez se desarrolla un procedimiento para la conservacioacuten de la cepa

nativa ecuatoriana de Pycnoporus sanguineus por liofilizacioacuten meacutetodo que

garantiza la conservacioacuten de la especie por maacutes de 23 antildeos y su manejo de forma

sostenible generando valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana

Se establecioacute que el mejor medio para la produccioacuten de la cepa pura de

Pycnoporus sanguineus es el Agar Extracto de Malta con una velocidad de

crecimiento lineal de 385 mmdiacutea lo cual representa un aporte al desarrollo de

las tecnologiacuteas de produccioacuten fuacutengica

Se presenta una ficha y registro de la cepa Pycnoporus sanguineus lo cual

permitiraacute generar valor agregado a la biodiversidad fuacutengica ecuatoriana y

principalmente la conservacioacuten de la especie

5 RECOMENDACIONES

Se recomienda aislar identificar y caracterizar nuevas especies nativas del

geacutenero Pycnoporus spp que permita incrementar el patrimonio del banco de

recursos geneacuteticos microbianos (BRGM)

Desarrollar la tecnologiacutea de produccioacuten de cepas nativas en las escalas de banco

y piloto con la finalidad de consolidar el Know How con posibilidades de

patentar los procedimientos

Desarrollar la tecnologiacutea a escala de laboratorio para la produccioacuten de biomasa

de cuerpo fructiacutefero de Pycnoporus spp con fines a su aplicacioacuten en la industria

farmaceacuteutica y enzimaacutetica

71

6 REFERENCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

Achenbach H amp Blumm E (1991) Investigation of the Pigments of Pycnoporus

sanguineus - Pycnosanguin and New Phenoxazin-3-ones Arch Pharm 324(1)

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87

7 ANEXOS

Anexo 1 Procesos de extraccioacuten y amplificacioacuten de los productos de PCR

88

89

90

91

92

93

Anexo 2 Resultados anaacutelisis bromatoloacutegico Pycnoporus sanguineus

94

Anexo 3 Metabolitos producidos por las especies de Pycnoporus

Metabolito Especie Referencia

Lacasas P cinnabarinus P coccineus

P sanguineus

(Atteke y col 2013 Berrio Plou

Ballesteros Martiacutenez y Martiacutenez 2007

Camarero y col 2004 Camarero Ibarra

Martiacutenez y Martiacutenez 2005 ME Eugenio y

col 2010 Lu y col 2007b Machuca y

Ferraz 2001 Madhavi y Lele 2009

Munusamy y col 2008 Ramiacuterez-Cavazos y

col 2014 Sigoillot y col 2002 2004 Xu y

col 2000)

Peroxidasas extracelulares

(Lignin Versaacutetil y

Manganeso Peroxidasa)

P cinnabarinus P coccineus (Levasseur y col 2014 Machuca y Ferraz

2001)

Celulasas

(β-glucosidasas

Xilanasas)

P cinnabarinus P coccineus (Bey Berrin Poidevin y Sigoillot 2011

Machuca y Ferraz 2001 Sigoillot y col

2002)

Celobiosa deshidrogenasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col 2002)

Galactosidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara Hayashi y

Mitsutomi 1981)

DDMP P sanguineus (Teoh y col 2011)

Poliporina P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col 2003)

Cinabarina (3-fenoxacina) P sanguineus P cinnabarinus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Cruz Muntildeoz y col 2015a Dias

y Urban 2009 A Smacircnia y col 2003 E de

F A Smacircnia y col 1998)

O-acetyl-cinabarina P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Acosta-

Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez Adame

y col 2010 Dias y Urban 2009 Gocenoglu

y Pazarlioglu 2014)

Tramesanguina P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz Rodriacuteguez

Adame y col 2010)

Aacutecido cinabariacutenico P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Pycnoporina P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

95

Metabolito Especie Referencia

2-amino-fenoxazin-3-ona P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Pycnosanguina eacuteter

fenoxacina

P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol P cinnabarinus P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991 Dias y Urban

2009)

5-6- dihidroergosterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol peroacutexido P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings Pilawa

Theobald y Berger 2001 Stentelaire y col

2000)

96

Anexo 4 Principales compuestos bioactivos obtenidos de Pycnoporus spp

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Lacasas Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Eggert y col 1996 Machuca y

Ferraz 2001 Sigoillot y col 2002

Xu y col 2000)

P sanguineus (Ramiacuterez-Cavazos y col 2014)

Antiinflamatoria P cinnabarinus (Madhavi y Lele 2009)

Biorremediacioacuten de aguas

residuales

P coccineus (Berrio y col 2007 Jaouani

Guilleacuten Penninckx Martiacutenez y

Martiacutenez 2005)

P cinnabarinus (Munusamy y col 2008)

Degradacioacuten de colorantes

sinteacuteticos

P cinnabarinus (Camarero y col 2005)

P sanguineus (Atteke y col 2013 Lu y col

2007b)

Blanqueo de pulpa para papel P cinnabarinus (Camarero y col 2004 Sigoillot y

col 2004)

P sanguineus (ME Eugenio y col 2010)

Peroxidasas

totales

Enzima ligninoliacutetica P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Lignin

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Manganeso

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

Versaacutetil

peroxidasa

Enzima ligninoliacutetica P cinnabarinus (Levasseur y col 2014)

β-glucosidasas Enzimas celulasas P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

P cinnabarinus (Bey y col 2011)

Xilanasas Enzimas celulasas P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoillot y col

2002)

P coccineus (Machuca y Ferraz 2001)

Celobiosa

deshidrogenasa

Enzima oxidasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Sigoilloty col

2002)

Galactosidasa Enzima hidrolasa P cinnabarinus (Bey y col 2011 Ohtakara y col

1981)

DDMP Antifuacutengico P sanguineus (Teoh y col 2011)

97

Metabolito Usotipo Especie Referencia

Poliporina Anmicrobiano P sanguineus (Boumlse 1946 Henrique Rosa y col

2003)

Cinabarina (3-

fenoxacina)

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010

Cruz Muntildeoz y col 2015a)

Antimicrobiana P sanguineus (E de F A Smacircnia y col 1998)

Antiviral P sanguineus (A Smacircnia y col 2003)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

O-acetyl-

cinabarina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Aacutecido

cinabariacutenico

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991

Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Antibacterial P cinnabarinus (Gocenoglu y Pazarlioglu 2014)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Tramesanguina Pigmento P sanguineus (Acosta-Urdapilleta Alonso-Paz

Rodriacuteguez Adame y col 2010)

Pycnoporina Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

3-1 fenoxacina Pigmento P sanguineus (Cruz Muntildeoz y col 2015a)

2-amino-

fenoxazin-3-ona

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

pycnosanguin

eacuteter fenoxazina

Pigmento P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Antitumoral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antimocrobiano P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

Antiviral P cinnabarinus (Dias y Urban 2009)

5-6-

dihidroergostero

l

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Ergosterol

peroacutexido

Esterol P sanguineus (Achenbach y Blumm 1991)

Vainillina Saborizante aromatizante P cinnabarinus (Falconnier y col 1994 Krings y

col 2001 Stentelaire y col 2000)

98

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