Obtención e inmovilización de proteasas de Metarhizium robertsii Mt015 como ingrediente activo en bioplaguicidas de nueva generación

Abstract

Los plaguicidas químicos de alto espectro para el control de plagas en la agricultura son altamente tóxicos y generan efectos negativos en el ecosistema en donde se aplica, por ello actualmente se han llevado a cabo estudios para la obtención de insumos sostenibles y eficientes como agentes de control biológico, denominados bioplaguicidas, los cuales son obtenidos a partir de metabolitos secundarios microbianos, particularmente, enzimas provenientes de hongos entomopatógenos que degradan la cutícula del insecto plaga. Agrosavia ha venido trabajando en el desarrollo de bioplaguicidas contra Tuta absoluta y Plutella xylostella en cultivos de crucíferas y tomate, sin embargo, se ha encontrado la necesidad de mejorar factores de virulencia mediante la potenciación con enzimas producidas de manera exógena y su incorporación en la formulación de los bioproductos. El objetivo de la tesis de maestría es producir e inmovilizar enzimas proteasas del hongo M. robertsii Mt015 como agentes de potenciación. Para ello se llevó a cabo un proceso de fermentación líquida en matraces Erlenmeyer y en biorreactor de 5 litros obteniendo las enzimas del microorganismo e inmovilizándolas mediante adsorción con soportes inertes de tipo inorgánico. Se encontró que es posible obtener resultados de actividad proteasa con materias primas económicas y sostenibles a nivel de matraces (3,74 U/mL) y biorreactor (2,39 U/mL), con condiciones de temperatura de 28°C, agitación de 150 rpm y pH de 8,5. De los ensayos de inmovilización enzimática se observó que el mejor soporte de tipo inorgánico para la adsorción de enzimas son las D1 con resultados de 7,41 y 8,05 U/g a distintas relaciones soporte-caldo de fermentación líquido, obteniendo así formulados en polvo a los que se les puede medir actividad biológica e incorporarlos como agentes de potenciación en bioplaguicidas de nueva generación (Texto tomado de la fuente).

High-spectrum chemical pesticides for pest control in agriculture are highly toxic and generate negative effects on the ecosystem where they are applied, many studies have currently been carried out to obtain sustainable and efficient inputs as biological control agents, called biopesticides, which are obtained from microbial secondary metabolites, particularly enzymes from entomopathogenic fungi that degrade the cuticle of the pest insect. Agrosavia has been working on the development of biopesticides against Tuta absoluta and Plutella xylostella in cruciferous and tomato crops, however, the need has been found to improve virulence factors by potentiation with exogenously produced enzymes and their incorporation into the formulation of bioproducts. The objective of the thesis is to produce and immobilize protease enzymes from the fungus M. robertsii Mt015 as potentiation agents. For this purpose, a liquid fermentation process was carried out at flask and bioreactor scale, obtaining the enzymes from the microorganism and immobilizing them by adsorption with inert inorganic supports. It was found that it is possible to obtain protease activity results with economic and sustainable raw materials at flask (3,74 U/mL) and bioreactor (2.39 U/mL) level, with temperature conditions of 28°C, stirring at 150 rpm and pH of 8,5. From the enzymatic immobilization tests it was observed that the best inorganic support for enzyme adsorption is D1 with results of 7,41 and 8,05 U/g at different support-liquid extract ratios, thus obtaining powder formulations whose biological activity can be measured and incorporated as potentiating agents in new generation biopesticides.