Evaluación de la influencia de la fuente, concentración y relación de carbono nitrógeno (c: n) sobre la formación de conidios de Penicillium sp. HC1 en medio líquido

Abstract

Penicillium sp. HC1 es un hongo celulolítico y xilanolítico que fue aislado a partir de un tamizaje de microorganismos con actividad celulolítica en suelos rizosféricos de cultivos de arroz en el Departamentos del Tolima, Colombia. La alianza Biocultivos S.A y La Universidad Nacional de Colombia a través del IBUN lo seleccionaron para la formulación de un bioinoculante. Para la producción del bioinuculante a gran escala se requiere conocer las condiciones de fermentación sumergida que induzcan una alta producción de conidios tolerantes a condiciones de estrés entre ellas el estrés térmico. Estudios previos mostraron que la fuente de carbono afectaba significativamente la producción de conidios en medio líquido y que en un medio con glucosa y nitrato de potasio la termotolerancia de los conidios aumentaba conforme se aumentaba la relación C:N. En este estudio se determinó el efecto de los factores, fuente de carbono, concentración de carbono, fuente de nitrógeno, relación de C:N y sus interacciones en la producción de conidios y en las características de calidad: viabilidad y tolerancia térmica. La concentración de carbono y relación C:N resultaron ser los factores con mayor significancia estadística en la producción y la calidad de los conidios, pero su efecto depende del tipo de fuentes de carbono o nitrógeno usada. Un perfil de germinación y una caracterización microscópica se realizaron a medios en los que se produjeron conidios de alta y baja tolerancia térmica. Como posibles variables de calidad asociadas a la tolerancia térmica se determinó la acumulación de manitol, trehalosa y cambios en la superficie de la pared celular de los conidios de Penicillium sp. HC1. Se encontró que conidios con alta tolerancia térmica producidos en medios de cultivo líquido que contienen sacarosa como fuente de carbono acumularon cerca de 90 mg/g de manitol. Sólo los conidios producidos en un medio de cultivo evaluado acumularon trehalosa a una concentración de 20 mg/g. Aunque los cambios en la superficie de los conidios no se pudieron asociar a la termotolerancia de los conidios de Penicillium sp. HC1. la combinación de la fuentes y las concentraciones evaluadas en los medios seleccionados presentaron cambios en el tamaño y variaciones en los patrones de ornamentación, estos patrones fueron predominantemente cerebriformes. Los resultados indican que Penicillium sp. HC1 es un hongo muy sensible a las condiciones nutricionales de crecimiento, capaz de sensar y responder no sólo los tipos de fuentes de carbono o nitrógeno sino también las concentraciones y relaciones de C:N de la fuentes.

Abstract. Penicillium sp. HC1 is a cellulolytic and xylanolytic fungus. It was isolated from a screening of microorganisms with cellulolytic activity in rhizosphere soils used for rice culture in Tolima, Colombia. The company “Alianza Biocultivos S.A” and “Universidad Nacional de Colombia” had previously selected the produced conidia to formulate a bioinoculant. When used with this purpose, the conidia production is required in high scale. Previous studies showed that the carbon source has a significant effect on the production of conidia in liquid media and that in a medium with potassium nitrate and glucose, the thermal tolerance of conidia rises if the C:N ratio is also increased. In the present study, the effect of carbon source, nitrogen source, carbon concentration, C:N ratio, and the interaction between these variables on the conidia production was studied. Other response variables were the quality of produced conidia and their thermal tolerance. Mannitol and trehalose concentration changes, alongside with possible surface changes on the conidia cell wall were believed to allow for correlation between conidia quality and their thermal tolerance. It was found that conidia that exhibit high thermal tolerance in cultures that use saccharose as carbon source, accumulated around 90 mg/g of mannitol. Trehalose accumulation and surface changes could not be correlated to thermal tolerance in conidia from Penicillium sp. HC..