Evaluación del perfil metabólico de un consorcio de cianobacterias bentónicas arrecifales del Caribe colombiano bajo condiciones cultivo

Abstract

Las cianobacterias bentónicas marinas son una fuente promisoria de compuestos estructuralmente complejos y con actividades biológicas de interés. Entre estas, la actividad insecticida es de gran importancia en los sectores de salud pública y la agricultura, por lo cual ofrece grandes oportunidades de desarrollo comercial. Con el fin de aprovechar el potencial biotecnológico que estos organismos pueden ofrecer, se establecieron cultivos de 19 consorcios microbianos obtenidos a partir de tapetes de cianobacterias bentónicas del Caribe colombiano. El medio de cultivo SWBG-11 modificado proporcionó la fuente de hierro Fe(III)EDTA en lugar de citrato férrico amónico. Esta formulación incrementó la solubilidad y subsecuente biodisponibilidad del hierro, promoviendo así el crecimiento de los consorcios. Cinco consorcios fueron efectivamente resuspendidos en volúmenes mayores de cultivo, en el menor tiempo posible y sin observarse indicios de lisis celular. Los extractos crudos de tres de ellos (CB05, CB06 y CB16) resultaron activos en los ensayos de ecotoxicidad contra Artemia salina. De otro lado, el extracto crudo del consorcio CB09 mostró baja letalidad contra A. salina y actividad larvicida frente al mosquito vector de enfermedades Aedes aegypti. Se considera a este consorcio como una posible fuente promisoria de compuestos con actividad insecticida. Los cambios en las concentraciones de fósforo, hierro y nitrógeno en el medio de cultivo SWBG-11, tuvieron un efecto en el perfil metabólico del consorcio CB09. Las condiciones de limitación y depleción de nutrientes incrementaron la producción de los compuestos C1 (tr 7,6 min; m/z 515,314) y C2 (tr 8,7 min; m/z 593,282), y propiciaron la biosíntesis de los compuestos C7 (tr 9,8 min; m/z 282,276) y C8 (tr 14,0 min; m/z 621,448). El análisis multivariante S-plot sugiere que todos ellos se encuentran relacionados con un incremento de la actividad larvicida de los extractos frente al mosquito Aedes aegypti.

Abstract. Marine benthic cyanobacteria are a promising source of bioactive structurally complex compounds. The insecticide activity is of great importance in public health and agriculture, offering great opportunities for commercial development. In order to take advantage of their biotechnological potential, cultures of 19 benthic cyanobacterial consortia from the Colombian Caribbean were performed. The modified culture medium SWBG-11 provided the Fe(III)EDTA iron source instead ferric ammonium citrate. This formulation increased the solubility and subsequent bioavailability of iron, thus promoting the consortial growth. Five consortia were effectively resuspended in larger volumes of culture, in the shortest time, and without cell lysis clues. The crude extracts of three of them (CB05, CB06 and CB16) were active against Artemia salina in the ecotoxicity tests. On the other hand, the crude extract of the CB09 consortium showed the lowest lethality against A. salina in the ecotoxicity tests, and larvicidal activity against the mosquito vector of diseases Aedes aegypti. This consortium was considered as a possible promising source of compounds with insecticidal activity. Changes in phosphorus, iron and nitrogen concentrations in the SWBG-11 medium, influenced the metabolic profile of the CB09 consortium. Limitation and supression conditions of these nutrients increased the production of C1 and C2 compounds (rt 7.6 min; m/z 515.314 and rt 8.7 min; m/z 593.282), and propitiated the biosynthesis of C7 and C8 ones (rt 9.8 min; m/z 282.276 and rt 14.0 min; m/z 621.448). The multivariate analysis S-plot suggested that all of them are related to the larvicidal activity increasing of the crude extracts against Aedes aegypti.