Maestría en Ciencias - Biotecnología
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Item type: Ítem , Contribución a la optimización de una formulación líquida de un bioinsumo a base de micelio de Pleurotus sp.(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Gómez Gómez, Salomé; Moreno Sarmiento, Nubia Carmenza; Aragón Novoa , Diana Marcela; Gómez Gómez, Salomé [0001839283]; Gómez-Gómez, Salomé [Dz4fON8AAAAJ&hl]; Gómez Gómez, Salomé [0000-0002-9984-0231]; Salome-Gomez-Gomez; Bioprocesos y BioprospecciónEn el marco de la transición hacia sistemas agrícolas sostenibles, los bioinsumos representan alternativas biotecnológicas responsables y viables, cuyo éxito depende de formulaciones adecuadas. Este reto es particularmente relevante para hongos Basidiomycota, un grupo con gran potencial, pero con vacíos en el diseño de formulaciones miceliales. En este contexto, el género Pleurotus destaca por su amplia aplicabilidad. Primeramente, se realizaron análisis taxonómicos que situaron la cepa empleada en un clado del complejo P. ostreatus, cercano a P. floridanus. El objetivo de esta investigación fue optimizar la formulación de un bioinsumo líquido a base de micelio de Pleurotus sp., de uso comercial, mediante la incorporación de aditivos que favorecieran su estabilidad. Se evaluó el efecto individual de diversos compuestos en ensayos piloto y de concentración ampliada, identificando al alcohol polivinílico, el PEG-6000 y el buffer citrato como candidatos. Posteriormente, se aplicaron diseños centrales compuestos con rangos restringidos y extendidos, evidenciándose que la interacción entre aditivos incidía en la viabilidad, con mayor efecto bajo rangos extendidos. El alcohol polivinílico al 2% emergió como la condición más favorable, en contraste con los efectos negativos del PEG-6000 y el buffer citrato al combinarse con este. La evaluación de estabilidad durante 75 días confirmó el papel positivo y consistente del alcohol polivinílico en la viabilidad y estabilidad física de la formulación, así como la importancia de la temperatura de almacenamiento, en donde 20 °C fue significativamente más favorable que 34 °C para preservar la viabilidad. En conjunto, los resultados consolidan al alcohol polivinílico como un aditivo clave para el desarrollo de formulaciones líquidas estables y funcionales a base de micelio de Pleurotus sp., y aportan criterios experimentales y taxonómicos valiosos para la consolidación de bioinsumos miceliales como herramientas para una agricultura más sostenible. (Texto tomado de la fuente)Item type: Ítem , Influencia del tamo y bioinoculantes como estrategia de fertilización compuesta, y su efecto en el microbioma bacteriano y arqueal de tres suelos arroceros del Tolima un enfoque metagenómico.(Universidad Nacional de Colombia, 2026) Merchán Triana, Luis David; García Romero, Ibonne Aydee; Pinzón Velasco, Andrés Mauricio; Bioprocesos y BioprospecciónLa producción de arroz a nivel mundial desempeña un papel fundamental en términos de seguridad alimentaria, economía global y sostenibilidad ambiental. En Colombia, el arroz es un producto que también influye en esos tres pilares fundamentales, siendo el departamento del Tolima uno de los principales productores por el número de hectáreas cosechadas. Sin embargo, tras la recolección del grano, los agricultores se enfrentan al desafío de gestionar los residuos post-cosecha, especialmente el tamo, cuya reutilización es limitada, su remoción mecánica implica costos adicionales y su quema genera impactos negativos en el medio ambiente, motivos que incentivan a identificar estrategias sostenibles que puedan ayudar a minimizar dicho impacto. Comprender la interacción de las comunidades bacterianas y arqueales, así como su potencial enzimático, dará un vistazo general de los procesos de degradación de carbohidratos, metabolismo de nitrógeno y producción y gases de efecto invernadero (GEIs). Por tal motivo, el objetivo de este estudio fue determinar el efecto de la incorporación de tamo y uso de bioinoculantes sobre las dinámicas de las poblaciones de microorganismos del suelo y la producción de gases de efecto invernadero. Para ello, se aplicaron tres tratamientos: incorporación de tamo degradado durante 15 días junto con la aplicación de bioinoculantes, incorporación de tamo degradado durante 30 días junto con la aplicación de bioinoculantes e incorporación de tamo sin degradar, aplicados en tres municipios del departamento del Tolima. A partir de las muestras de suelo recolectadas se realizaron análisis metagenómicos, obteniendo datos de abundancia relativa, alfa y beta diversidad, análisis de abundancia diferencial (DAA), análisis de abundancia funcional y reconstrucción de genomas a partir de metagenomas (MAGs), además se evaluaron parámetros fisicoquímicos del suelo y se cuantificaron in vitro las actividades enzimáticas de celulasa, invertasa, fosafatasa, lacasa y peroxidasa en cada tratamiento. En cuanto a la medición de las emisiones de GEIs se realizó durante el cultivo en tres ciclos productivos, donde se cuantificaron las emisiones de metano (CH4), óxido nitroso (N2O) y dióxido de carbono (CO2), por cada ciclo. Los resultados muestran procesos de sucesión microbiana y funcional a lo largo del tiempo, mostrando heterogeneidad en función de la capacidad de respuesta del suelo, además se obtuvieron 35 MAGs de calidad media y alta, son predomino de Proteobacteria en el primer tratamiento, Gemmatimonadetes en el segundo tratamiento y Actinobacteria en el tercer tratamiento. En términos de actividad enzimática, también se identifican comportamientos variables, destacándose una mayor consistencia en el segundo tratamiento con tendencia al aumento salvo por la lacasa que disminuyo en el cuarto muestreo. Finalmente, los análisis de emisión de GEIs destacan la disminución de CH4 en el primer y tercer tratamiento, así como el aumento progresivo de N2O en el segundo tratamiento. (Texto tomado de la fuente)Item type: Ítem , Caracterización de la microbiota de Aedes aegypti recolectados en Boyacá : estudio comparativo entre especímenes de campo y adaptados a condiciones de cría en el laboratorio(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Sánchez Amézquita, Abelgie Camila; Ramírez González, Juan David; Muñoz Díaz, Marina; Abelgie Camila Sánchez 0000128321El control de Aedes aegypti, principal vector de arbovirosis a nivel mundial y presente en más del 90 % del territorio colombiano, es una prioridad en salud pública ante la ausencia de tratamientos específicos. La expansión de su rango geográfico impulsada por el cambio climático (especialmente en zonas andinas como Boyacá) acentúa la necesidad de desarrollar nuevas estrategias de control. En este contexto, la microbiota del mosquito emerge como un factor clave que modula su biología y competencia vectorial, representando un blanco prometedor para intervenciones innovadoras. Sin embargo, en poblaciones colombianas, se conoce poco sobre su composición microbiana y los cambios que sufre en condiciones de laboratorio. Esta tesis tuvo como objetivo caracterizar y comparar las comunidades bacterianas y microeucariotas de Aedes aegypti bajo tres condiciones: poblaciones silvestres de cuatro municipios de Boyacá (recolectadas entre febrero y mayo de 2024), sus descendientes adaptados al laboratorio y la cepa de referencia Rockefeller. El perfilamiento microbiano se realizó mediante secuenciación de los genes ARNr-16S y -18S con tecnología Oxford Nanopore, en muestras negativas para DENV y CHIKV. Los resultados revelaron que, aunque no hubo diferencias significativas en la diversidad alfa entre mosquitos de campo y de laboratorio, sí se observaron diferencias en la diversidad beta. En las colonias de laboratorio se encontró un enriquecimiento de géneros como Pseudomonas, lo que sugiere un proceso de selección ambiental. A pesar de estas variaciones, se identificó un núcleo microbiano resiliente compartido entre los tres grupos, conformado por siete especies clave: Cutibacterium acnes, Dechloromonas hortensis, Pseudomonas aeruginosa, Caldimonas brevitalea, Acinetobacter soli, Chryseobacterium indologenes y Pseudomonas putida, lo que sugiere una posible transmisión transestadial. Además, se detectó el parásito Ascogregarina culicis en insectos silvestres lo cual puede ser crucial para la transmisión de arbovirus como el Chikungunya. Este estudio constituye el primer perfil comparativo de la microbiota de Ae. aegypti en Boyacá, y evidencia las diferencias entre la comunidad microbiana silvestre y la adaptada al laboratorio. El componente bacteriano identificado representa un conjunto de posibles simbiontes estables con alto potencial para estudios funcionales futuros, orientados a comprender su rol en la biología del vector y su posible aplicación en estrategias innovadoras de control (Texto tomado de la fuente).Item type: Ítem , Relación en el proceso de fermentación de los genes expresados en la semilla del cacao (Theobroma cacao L.) y su microbioma con la calidad del chocolate(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Roa Pinilla, Yesica Daniela; Yockteng Benalcazar, Roxana; Caro Quintero, Alejandro; Roa Pinilla, Yesica Daniela [0001883617]; Roa Pinilla, Yesica Daniela [0009000570204150]; Grupo Tándem Max Planck en Investigación del HolobionteEl cacao colombiano es reconocido como cacao fino y de aroma por la ICCO, una categoría que representa solo el 5% de la producción mundial. Sus características organolépticas dependen de la genética, el nicho agroecológico y los procesos de poscosecha como la fermentación, donde la actividad microbiana genera precursores de sabor. Aunque se han logrado avances en el conocimiento de la fermentación, existen vacíos sobre cómo la expresión de genes tanto de la semilla como de la microbiota influyen en la formación de compuestos relacionados con el perfil sensorial del chocolate. Esta investigación explora la interacción entre la expresión génica de la semilla de cacao y su microbioma durante la fermentación, así como la contribución de rutas metabólicas microbianas al perfil sensorial del chocolate. Se realizaron fermentaciones controladas con frutos de híbridos locales y variedades regionales de cuatro regiones agroecológicas de Arauca, Colombia. Se tomaron muestras de la fermentación a las 0, 24 y 48 horas de las semillas y microbioma de la pulpa, y se extrajo ARN para análisis de expresión génica mediante metatranscriptómica. Por medio del ARNr se identificaron los microorganismos activos en la semilla y en la pulpa del grano de cacao, encontrándose que los géneros más abundantes en semillas fueron Cutibacterium, Pseudomonas, Periweisella, Limosilactobacillus, y en la pulpa Enterobacter, Erwinia, Pantoea, Limosilactobacillus, Leuconostoc, Granulibacter y Acetobacter. También, se identificaron genes sobreexpresados en Theobroma cacao relacionados con la degradación de vicilina, biosintesis de terpenos y flavonoides, germinación y senescencia, cruciales en el desarrollo del sabor. Además, en el microbioma de la pulpa encontramos rutas metabólicas clave como la vía de Ehrlich, el metabolismo de fenilalanina, la fermentación de azúcares, la biosíntesis de aminoácidos y proteínas, el metabolismo del butanoato y la biosíntesis de ésteres. Estas rutas están involucradas en la producción de metabolitos asociados a notas finas de sabor y aroma, tales como el 3-metilbutanal, fenilacetaldehído, acetaldehído, etanol, acetato, precursores de pirazinas, furanonas, pirroles, lactato, acetato de etilo, acetato de butilo, acetato de hexilo, acetoína, 2,3-butanodiol y benzaldehído. En conclusión, nuestros resultados proporcionan información, por primera vez, clave sobre la dinámica microbiana y su impacto en la calidad sensorial del cacao. Adicionalmente, este estudio puede contribuir al diseño de estrategias para optimizar la fermentación y estandarizar la producción de cacao fino de aroma, beneficiando a los productores (Texto tomado de la fuente).Item type: Ítem , Análisis de los microbiomas del suelo de un cultivo comercial de arroz en el departamento del Meta, bajo un esquema diferencial de fertilización biológica de nitrógeno(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Alcántara Cortés, Johan Steven; García Romero, Ibonne Aydee; Aristizábal Gutiérrez, Fabio Ancizar; Bioprocesos y BioprospecciónEl arroz es el tercer cultivo más importante en Colombia y contribuye a mejorar la seguridad alimentaria. Sin embargo, existen desafíos como la disminución de rendimientos, la reducción de tierras, las enfermedades emergentes y la inflación de los insumos de producción, que han generado retos para mantener altos niveles de producción y productividad. Comprender la dinámica de los microbiomas permitirá desarrollar nuevas estrategias para abordar estos problemas principalmente por el rol que juegan en el control de procesos como los ciclos biogeoquímicos, el estrés oxidativo, el control de patógenos, la producción de gases de efecto invernadero y el desarrolló vegetal. Esta investigación tuvo como objetivo explorar la dinámica de la composición estructural y funcional del microbioma del suelo de un cultivo de arroz a través del tiempo y evaluar el efecto de la aplicación de consorcios de microorganismos diazotróficos, a partir de análisis metagenómicos, transcriptómicos y fisicoquímicos. Para llevar a cabo este proceso se analizaron suelos (bulk y rizosférico) de un cultivo comercial de arroz en el departamento del Meta, municipio de Cabuyaro, Colombia. Se muestreó un campo, previamente caracterizado en dos zonas: Alto y Bajo Rendimiento, durante dos ciclos productivos. El primer ciclo consistió en 30 muestras (3 réplicas por zona) en cuatro períodos de tiempo: antes de la emergencia (A), diez días después de la emergencia (D), setenta días (10 días después de la última fertilización) – suelo bulk (F) y – rizosférico (R), y después de la cosecha (C). Durante el segundo ciclo, la zona de suelo de bajo rendimiento fue tratada 10 días antes de la última fertilización química con un consorcio basado en Azospirillum/Azotobacter. Posteriormente, se tomaron 18 muestras a los setenta días de cultivo, definiéndose los tratamientos: alto rendimiento, bajo rendimiento con aplicación y bajo rendimiento sin aplicación. Se realizó la extracción de ADN y posteriormente fue secuenciado a través de la plataforma Illumina Novaseq 6000. Para el análisis bioinformático, se emplearon dos estrategias: una basada en homología para evaluar los perfiles taxonómicos y funcionales utilizando el pipeline DIAMOND+MEGAN6 y otra de ensamblaje para la reconstrucción de MAGs y asignación de funciones específicas. El ensamblaje y binning se realizaron para hacer asignaciones funcionales específicas. Además, para el segundo ciclo fue realizado un análisis de expresión de 6 genes (NifH, NirK, NirS, NarG, AOA y AOB) asociados al ciclo del nitrógeno. Finalmente, se realizaron análisis multivariados que permitieron definir las variables con mayor influencia sobre cada uno de los ciclos. En el primer ciclo, se encontró un alto número de taxones (>650) en muestras de bajo rendimiento, pero no se observaron diferencias en el índice de diversidad de Shannon (6-6,5). Por otro lado, la diversidad beta mostró separaciones entre los periodos evaluados. En el segundo ciclo, se observó una disminución de taxones en las muestras de rizosfera expuestas a consorcios y diferencias en las muestras de suelo bulk con tratamiento (>6,8), al evaluar los resultados del índice de Shannon. La diversidad beta mostró diferencias claras entre muestras con y sin consorcio y entre muestras rizosféricas y de suelo bulk. El análisis de abundancia diferencial mostró cambios específicos en ambos ciclos. Se obtuvieron 81 MAGs para el primer ciclo y 39 MAGs para el segundo, y se exploró su potencial metabólico. Solo se detectó la expresión de NarG y AOA sin diferencias significativas. Para el primer ciclo variables como CIC, Anaeromyxobacter, Sideroxydans, Geotrix, Al, y acidez, correlacionaron con muestras de alto rendimiento, por el contrario, Nitrososphaera, MO, Al y Zinc, correlacionaron con muestras de bajo rendimiento. En el segundo ciclo, Leifsonia y Shannon presentaron mayor influencia sobre las muestras tratadas. Para la zona de bajo rendimiento (sin tratamiento) variables como Syntrophobacter, MO, CO y Methanosarcina, tuvieron mayor relevancia. Por último, acidez, Al, Mn, CICA, porcentaje de arcilla y Anaeromyxobacter influenciaron las muestras de alto rendimiento. Este es el primer estudio en Colombia que relaciona variables microbiológicas y fisicoquímicas del suelo en un lote comercial de arroz que pudieron ser asociadas con el rendimiento, lo cual contribuirá a ajustar las prácticas de manejo para potenciar la productividad del cultivo (Texto tomado de la fuente).