Calidad y proteoma de conidios de Metarhizium anisopliae producidos con atmósferas modificadas - García Ortiz, Nohemi (Universidad Autónoma Metropolitana, 2016)
Los plaguicidas químicos pueden matar una amplia gama de insectos rápidamente y de manera rentable; sin embargo, sus efectos secundarios son problemáticos, pues la presión selectiva conduce a la resistencia de los insectos a los pesticidas provocando daños al ecosistema y efectos tóxicos residuales tanto para los seres humanos como para los animales. Una alternativa es disminuir estos efectos adversos utilizando enemigos naturales de plagas de insectos, como los hongos entomopatógenos, que ya se producen, comercializan y se aplican en campo; sin embargo, estos agentes de control biológico se afectan por las elevadas temperaturas en campo, así como la respuesta inmune del insecto, por lo tanto, encontrar una estrategia para mejorar parámetros de calidad de los conidios de hongos entomopatógenos es aún un desafío; por lo cual en esta investigación se aplicaron atmósferas modificadas (16, 26, 30 y 40 % O2) bajo las cuales se cultivó al hongo entomopatógeno Metharizium anisopliae CP-OAX y se comparó con una atmósfera normal (21 % O2). Se utilizó un enfoque proteómico comparativo para dilucidar la respuesta de M. anisopliae ante un posible estrés oxidante causado por la concentración de oxígeno en la atmósfera y posteriormente, se analizó la actividad de enzimas antioxidantes, finalmente estas se relacionaron con los parámetros de calidad que se midieron en la primera etapa de esta investigación (viabilidad, hidrofobicidad, infectividad y termotolerancia). El análisis de la producción y calidad de conidios mostró que la mayor producción de conidios de M. anisopliae se encontró con atmósferas ricas en oxígeno (26 y 30 % O2), pero la máxima productividad se encontró a las 132 h con 30 % O2 al modificar la atmósfera a partir de las 60 h de cultivo. Esta misma concentración de oxígeno provocó que los conidios exhibieran mejores parámetros de calidad, viabilidad, termotolerancia e infectividad, incrementando un 17.02%, 62.8% y 34.20% respectivamente, con respecto a los conidios cultivados bajo condiciones atmosféricas normales (21 % O2), mientras los conidios obtenidos con atmósferas conteniendo 16 y 40 % O2 presentaron los valores más bajos en los parámetros de calidad. La respuesta a un incremento en la concentración de oxígeno aplicado al cultivo de M. anisopliae a partir de las 60 h implicó cambios en el tipo de proteínas. Las proteínas de los conidios obtenidos bajo estas condiciones fueron diferentes a las presentes en conidios cultivados bajo una atmósfera normal (21 % O2). Se identificaron cuatro grupos de proteínas relacionadas con la infectividad (I), la resistencia al estrés (II), el metabolismo (III) y por último una proteína cuya función no está determinada (IV). Especialmente, las proteínas relacionadas con la infectividad pudieron contribuir al incremento en la mortalidad de larvas de Tenebrio molitor; puesto que la sobrevivencia de los insectos infectados con conidios obtenidos bajo una atmósfera rica en oxígeno (30% O2) fue de 7.6% contra 34.2% de sobrevivencia de los insectos infectados con conidios obtenidos bajo una atmósfera normal (21% O2). Por su parte, las alteraciones metabólicas parecen jugar un papel importante en las células eucariotas para enfrentar el estrés y también en Metarhizium anisopliae, esto quedó evidenciado por las proteínas que están implicadas en el metabolismo (III) donde está incluida la transaldolasa, que participa en la recuperación del poder reductor, lo cual parece ser importante pues por su parte la actividad de la enzima glutatión reductasa se incrementó en los conidios obtenidos en todas las atmósferas modificadas. Mediante un análisis de componentes principales se demostró que la elevación de la actividad catalasa/peroxidasa se correlaciona con los parámetros de calidad , infectividad (S, r = 0.807; p ≥ 0.05), y viabilidad (V, r = 0.859; p ≥ 0.05), tanto en los conidios obtenidos con atmósfera normal (21 % O2) como con atmósfera rica en oxígeno (30 % O2), esta relación concuerda con el hecho de que sólo los conidios obtenidos bajo estas condiciones pueden infectar a más del 80 % de los insectos en un bioensayo. Hasta donde sabemos este estudio es el primero en realizar un análisis proteómico de conidios obtenidos con atmósferas modificadas. Los resultados obtenidos contribuyen a una mejor comprensión de los eventos moleculares implicados en la mejora de parámetros de calidad, por medio de una modificación de la concentración de oxígeno en la atmósfera. Por último, una posible aplicación sería tomar cepas de M. anisopliae cultivadas bajo una atmósfera rica en oxígeno (30% O2) las cuales podrían exhibir menor formación de sectores y mayor cantidad de conidios, lo que mejoraría económicamente la comercialización de estas unidades infectivas.