Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Seminario Trichoderma

Microbiologia Industrial - Natalie Rueda Chacón
by

on 13 August 2015

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Seminario Trichoderma

Trichoderma
Seminario Microbiología Industrial
Natalie Rueda Chacón
GENERALIDADES
FILOGENIA
CRECIMIENTO
CARACTERISTICAS
INTERÉS INDUSTRIAL
BIBLIOGRAFÍA
Es un habitante natural del suelo comportamiento saprofito o parásito
Colonias
Microscopicamente
Ecología
Taxonomía
GENERALIDADES
Es considerado un colonizador secundario
por su frecuente aislamiento a partir de:
Materia orgánica en descomposición
Rizosfera de varias plantas
Parásita de diferentes hongos patógenos
Trichoderma sp
Las colonias de Trichoderma presentan un crecimiento rápido
Al comienzo son lisas o casi transparentes, algunas veces blancas
Posteriormente presentan penachos blancos y algodonosos, de micelio blanco.
formando una red densa, con pigmento característico.
Los conidióforos son
erectos
hialinos
ramificados
no verticilados
solitarios o en grupo
Las fiálides son
en forma de botella únicas o en grupo hinchadas en la región central delgadas en el ápice hialinas en ángulo recto con respecto a los conidióforos.
Las conidias son
unicelulares
subglobales
lisas o equinuladas
hialinas o verdes
en masas en los ápices de las fiálides
La abundancia de Trichoderma spp en varios
suelos su habilidad de degradar varios
sustratos orgánicos su versatilidad metabólica
su resistencia a inhibidores microbianos
sugiere que este hongo puede poseer la habilidad de sobrevivir en varios nichos ecológicos, dependiendo de las condiciones que prevalezcan y sobre las especies involucradas.
División:
Subdivisión:Clase:
Orden:
Familia:
Género:
Trichoderma
Eumycota
Deuteromycota
Hypomicetes
Hyphales
Monilaceae
HISTORIA
FILOGENIA
MANIPULACIÓN GENÉTICA
MANIPULACIÓN GENÉTICA
MEJORAMIENTO GENÉTICO
HISTORIA Y FILOGENIA
La primera descripción de un hongo llamado Trichoderma se remonta a 1794 por Persoon.
En 1865 Tulasne sugirió un enlace con el estado sexual de una especie de Hypocrea.
Diferentes especies asignadas al género Trichoderma/Hypocrea son difíciles de distinguir morfológicamente.
Hasta 1969 que se desarrollo un concepto para su identificación
En los últimos años la identificación segura de nuevas especies ha sido facilitada por el desarrollo de un código de barras de oligonucleótidos (trichOKEY) y (TrichoBLAST).
Otra herramienta útil para la caracterización de nuevas cepas aisladas de Trichoderma (también para cepas recombinantes) son los Microarrays fenotipicos, que permiten investigar los patrones de utilización de 96 fuentes de carbono.
En la base de datos The Index Fungorum actualmente enlistan 471 nombres diferentes de espacies de Hypocrea y 165 de Trichoderma.
Sin embargo, muchos de estos nombres se introdujeron antes de que los estudios moleculares estuvieran disponibles y lo más probable es que se hayan vuelto obsoletos.
Actualmente, la subcomisión internacional en Trichoderma/Hypocrea enlista 104 especies que han sido caracterizadas a nivel molecular.
Se han secuenciado tres especies de importancia:
Trichoderma reesei: siendo productor de celulasas tu genoma tiene la menor cantidad de genes que condifican para esta enzimas celuloliticas y hemiceluloloticas.
Trichoderma atroviride
Trichoderma virens
Dos importantes especies biocontroladoras
(en proceso)
los genomas de T. atroviride y de T. virens son mas grandes que los de T. reesei.
tienen mas o menos mas de 2000 genes que T. reesei.
Se ha realizado transformación de diferentes formas
Protopastos
Agrobacterium
Biobalística
se pueden seleccionar múltiples marcadores genéticos como:
gen amdS: resistencia a higromicina y benomi, permite el crecimiento en acetamida como única fuente de nitrógeno.
marcadores auxotróficos: pyr4, arg2, y hxk1
para el mejoramiento genético.
En el año 2009 se descubrió el ciclo sexual de Trichoderma reesei
con un ciclo asexual solo es posible hacer mutaciones aleatorias o impredecibles
Los microorganismos con ciclo sexual son más fáciles de manipular debido a su inherente intercambio y mezcla de material genético.
TEMPERATURA
DISPONIBILIDAD DE AGUA
pH
Aireación
CONDICIONES DE LUZ
CONDICIONES DE CRECIMIENTO
su temperatura óptima se encuentra entre 15 y 30 °C
Es un factor importante en:
la germinacion de las esporas
el crecimiento del tubo germinal del micelio
habilidades competitivas
producción de metabolitos volátiles
Tiene efecto sobre Trichoderma sp. en:
el desarrollo de procesos biológicos
puede generar desnaturalización de proteínas
inhibición de enzimas p
remoción o supresión del producción de un metabolito particular, viabilidad y muerte celular.
Bato nivel de tolerancia osmótica (0.5 M o menos).
Las condiciones de agua afectan sus actividades de este hongo, en especial :
la germinación de la espora
el crecimiento del tubo germinal
el crecimiento del micelio
en la interacción con otros hongos la producción de enzimas
Crece mejor en humedades moderadas que en altas
Los hongos prefieren una humedad suficiente para su supervivencia de tal manera que esta no interfiera con su metabolismo.
un nivel de humedad mayor que el óptimo lleva a una mayor tensión de agua y reduce la solubilidad de los nutrientes del sustrato sólido.
el contenido de humedad es un factor critico durante el proceso el nivel óptimo de la misma depende del microorganismo y de la matriz sólida empleada.
el contenido de agua en el sustrato por lo general oscila entre 30 y 75%.
El pH juega un papel importante en la regulación de la producción de enzimas extracelulares.
La mayoría de cepa de Trichoderma tiene la habilidad de crecer en un amplio rango de pH de 2 a 6 con un óptimo de 4.
Se ha probado que la producción óptima de biomasa ocurre en un rango de pH entre 4.6 y 6.8.
Las especies de Trichoderma tienen la habilidad para crecer en hábitats como suelos profundos donde el oxígeno es relativamente insuficiente.
Altas concentraciones de dioxido de carbono pueden inhibir el crecimiento.
Los hongos usualmente son inhibidos en concentraciones de dióxido de carbono mayores a 10 a 15%.
La mayoría de especies del género Trichoderma son fotosensibles.
Esporulando rápidamente sobre sustratos naturales o artificiales.
en patrones anulares concéntricos en respuesta a la alternancia diaria de luz y oscuridad
con producción de conidios durante el período luminoso.
La maxima fotoinductiva se encuentra entre los 380nm y 440nm rango visible, no ocurriendo esporulación bajo los 245nm.
METABOLISMO Y ENZIMAS
BIOCONTROL
PROMOCIÓN DEL CRECIMIENTO VEGETAL
MICOPARASITISMO
COMPETENCIA
PRODUCCIÓN DE ENZIMAS
INDUCCIÓN DE RESPUESTA DE DEFENSA EN PLANTAS
interacción hospedero-parásito.
utiliza el contenido intracelular del hospedero.
Inicia con el reconocimiento del hospedero o de moleculas liberadas por este, Por acción enzimatica.
tales señales pueden ser generadas por diferentes polimeros componentes de la pared celular de distintas estructuras de hongos patógenos
o productos de degradacion de la pated celular que son liberados durante el contacto o el acercamiento del hospedero.
el micoparásito crece hacia su hospedero y usualmente se enrrolla a su alrededor, o se une por la formación de estructuras similaes a ganchos.
seguido de esto el micoparasito penetra el micelio del hospedero por la degradación de la pared celular. (enzimas hidroliticas: glucanasas, quitinasas)
El agente de biocontrol debe crecer en la rizosfera
Para poder competir por espacio y nutrientes
Las especies de Trichoderma (aplicadas al suelo o a semillas) crecen simultáneamente con el desarrollo del sistema radicular de la planta.
no es el mecanismo principal pero contribuye en sinergia con los otros mecanismos para lograr el control.
otras enzimas hidrolizan polímeros menores, involucradas en la degradación completa y efectiva del micelio o las conidias de los hongos fitopatogenos.
La producción de enzimas como quitinasa y/o glucanasas
pueden ser responsable de la disminución de los hongos patógenos.
Son hidrolíticas, degradan polisacáridos que otorgan rigidez a la pared celular (quitina y beta-glucanos)
algunas especies producen proteasas que afectan las enzimas de los patógenos perturbando su capacidad de atacar la planta.
Trichoderma tiene la capacidad de inducir resistencia a un amplio rango de enfermedades (hongos, bacterias y virus) en gran variedad de plantas.
Con cepas competentes creciendo continuamente con la planta, puede presentarse resistencia sistémica a largo plazo.
se conocen tres clases de compuestos que son producidos por las cepas de Trichoderma:
proteínas con funciones enzimáticas
homólogos de proteínas codificadas para virulencia Avr
Oligosacáridos y otros compuestos de bajo peso molecular.
estos compuestos inducen la producción de etileno en la planta
también funcionan como productores específicos que con capaces de inducir respuestas hipersensibles y otras reacciones de defensa
La capacidad biocontroladora de Trichoderma se debe a la degradación de la pared celular y junto con la producción de cierto metabolitos secundarios
AnthraquinonesDaucanes
Simple pyrones
Koninginins
Trichodermamides
Viridins
Viridiofungins
Nitrogen heterocyclic compounds
Trichodenones and cyclopentenone derivatives
Azaphilones
Harzialactones and derivatives
Butenolides
ENZIMAS
METABOLITOS SECUNDARIOS
Trichothecenes
Isocyano metabolites
Setin-like metabolites
Bisorbicillinoids
Diketopiperazines
Ergosterol derivatives
Peptaibols
Cyclonerodiol derivatives
Statins
Heptelidic acid and derivatives
Acoranes
Miscelanea
CELULASAS
QUITINASAS
GLUCANASAS
XYLANASAS
Capacidad para solubilizar fosfatos a partir de roca fosforica
Algunas pueden producir sideoforos para solubilizar hierro por quelación
Un alto porcentaje produce acido-3-indolacetico (AIA) o analogos de auxinas.
BIOCONTROL
BIOFERTILIZANTE
CELULASAS Y ENZIMAS DEGRADADORAS DE LA PARED CELULAR.
INDUSTRIA DE ALIMENTOS
PRODUCCIÓN
Para la reproducción masiva de las cepas promisorias de Trichoderma para el control de hongos patógenos del suelo se utilizan métodos bifásicos, líquido-líquido y líquido-sólido.
Los medios están compuestos por subproductos agrícolas y de la industria azucarera.
Los métodos alternativos se emplean teniendo en cuenta la forma de aplicación y el mecanismo de acción que ejerce la cepa en el control de los patógenos
Se realiza control de calidad en cada fase del proceso
Si se recobra sobre un soporte adecuado su almacenamiento se puede prolongar a 3-4 meses a temperatura ambiente
Chacez (2006) evaluó la producción de Trichoderma mediante fermentación solida, liquida o bifásica.
Empleando diferentes sustratos como arroz, soya, trigo, cebada, entre otros.
Diferentes condiciones de temperatura y fotoperiodo
Los resultados indicaron que el proceso de fermentación solida empleando como sustrato arroz-agua destilasda a 25°C y exposicion constante a la luz
Permitió mayor recuperación con 88 y 96% de germinación a las 18 y 24 horas respectivamente y una pureza estimadade 92.1%.
Para la industria de alimentos y farmacéutica
es sometida a modificaciones que generan una serie de compuestos con múltiples propiedades funcionales:
la carboximetil celulosa que se utiliza como espesante
la celulosa microcristalina es usada como anticompactante y en la industria farmacéutica para elaborar tabletas.
obtención de biocombustibles
Industrial del papel
Industria textil
Algunos metabolitos también son usados como aditivos.
De T. viride se ha aislado un químico con aroma a coco, una 6-pentu-alfa-pirona con cualidades antibióticas.
Se pueden utilizar las enzimas degradadoras de la pared celular se utilizan como conservantes por su efecto antifungico.
Las mutanasas profucidad por T. harzianum pueden ser usadas en la crema de dientes para prevenir la acumulación de mutano en los dientes.
SUSTRATOS
FERMENTACIÓN
ARROZ
MELAZA
El arroz es el cereal más rico en almidón (70%)
Su contenido en proteína es bajo (7,3%)
es rico en lisina (4,1%)
es rico en aceite que a su vez es rico en vitamina E
este aceite tiene alto contenido de ácido lonoléico por lo que se enrancia muy fácilmente.
Trichoderma sp. hidroliza el polímero del almidon mediante glucoamilasas, alfa-amilasas, beta-amilasas, pululanasas e isoamilasas.
Las melazas son concentrados de hidratos de carbono.
Los azucares presentan del orden del 80% de su contenido en materia seca.
Son muy palatables y su contenido energético es apreciable.
posee un alto contenido de sacarosa (32%)
oligosacaridos (rafinosa)
ácidos orgánicos (málico, oxálico, láctico, acotínico y citrico).
Tiene un contenido de proteína bruta cercano al 4%
La fracción nitrogenada es totalmente soluble (50% por aminoacidos y 50% por nitrógeno no proteico)
La proporción de aminoácidos esenciales es muy baja.
FACTOR
FERMENTACIÓN LÍQUIDA
FERMENTACIÓN SÓLIDA
Sustrato
Sub sustrato
Asepsia
Agua
Calor metabólico
Aireación
Control de pH
Agitación mecánica
Escalamiento
Inoculación
Contaminación
Consideraciones Energéticas
Volumen del equipo
Efluente
Solubes (azúcares) y poliméricos
Poliméros insolubles
almidón, celulosa, pectina, lignina
Esterilización por calor y control de asepcia
tratamientos con vapor, condiciones no estériles
Altos volúmenes de consumo de agua y de efluentes descartados
Limitado consumo de agua, bajo AW, no efluentes.
Fácil control de temperatura
Baja capacidad de transferencia de calor. Fácil aireación y amplia superficie de intercambio aire/sustrato.
Requiere altos niveles de aireación
Fácil control de pH
Sustratos sólidos con capacidad buffer
Buena homogenización
Se prefieren condiciones estáticas
Disponibilidad de equipos industriales
Se requiere nuevo diseño de equipos
Fácil inoculación, proceso continuo
Inoculación con esporas, fermentación batch
Riesgo de contaminación bacteriana
Riesgo de contaminación
Alto consumo de energía
Bajo consumo de energía
Altos volúmenes y tecnología de alto costo
Bajos volúmenes y bajo costo de equipos
Altos Volúmenes de efluentes contaminantes
No hay efluentes, menos contaminación

Julio César Tovar Castaño, EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD ANTAGONISTA "in vivo" DE AISLAMIENTO DE Trichoderma spp FRENTE AL HONGO FITOPATOGENO Rhizoctonia solani, Pontificia Universidad Javeriana, Facultad de ciencias, Bogotá D.C. 2008.
Monica Paola Chavez Garcia, PRODUCCIÓN DE Trichoderma sp. Y EVALUACIÓN DE SU EFECTO EN CULTIVO DE CRISANTEMO (Dendranthema grandiflora,Pontificia Universidad Javeriana, Facultad de ciencias, Bogotá D.C. 2006.
André Schuster, Monika Schmoll, BIOLOGY AND BIOTECHNOLOG OF Trichoderma, Appl Microbiol Biotechnol, 2010.
Johanna M. Steyaert, Richard J. Weld, Alison Stewart. Isolate-specific conidation in Trichoderma in response to different nitrogen sources.Fungal Biology, 2010.
José Luis Reino, Raul F. Guerrero, Rosario Hernandez-Galan, Isidro G. Collano. Revista Phytochem, 2008.
N. A. Markovich and G. L. Kononova, Lytic Enzymes of Trichoderma and Their Role in Plant Defense from Fungal Diseases: A Review. Applied Biochemistry and Microbiology, 2002.
Francesco Vinale,Krishnapillai Sivasithamparam, Emilio L. Ghisalberti,Roberta Marra, Sheridan L. Woo, Matteo Lorito.Trichoderma–plant–pathogen interactions, Review Article. Soil Biology & Biochemistry, 2008.
HIDEO TOYAMA, NOBUO TOYAMA. The Effect of Additional Autopolyploidization in a Slow Growing Cellulase Hyperproducer of Trichoderma, Minamikyushu University, Japan, 2001.
Liliana Hoyos-Carvajal, Sergio Orduz, John Bissett. Growth stimulation in bean (Phaseolus vulgaris L.) by Trichoderma.Biological Control, 2009.
J.T. De Souzaa, B.A. Bailey, A.W.V. Pomellac, E.F. Erbe, C.A. Murphy, H. Bae, P.K. Hebbar. Colonization of cacao seedlings by Trichoderma stromaticum, a mycoparasite of the witches’ broom pathogen, and its influence on plant growth and resistance. Biological Control, 2008.
F.C. Domingues, J.A. Queiroz, J.M.S. Cabra & L.P. Fonseca. Production of cellulases in batch culture using a mutant strain of
Trichoderma reesei growing on soluble carbon source. Biotechnology Letters, 2001.
Ana de Santiago, Ana M. García-López, José Manuel Quintero, Manuel Avilés, Antonio Delgado. Effect of Trichoderma asperellum strain T34 and glucose addition on iron nutrition in cucumber grown on calcareous soils. Soil Biology & Biochemistry, 2013.
BIBLIOGRAFÍA
Gracias
División:
Subdivisión:Clase:
Orden:
Familia:
Género:
Trichoderma
Eumycota
Ascomycotina
Euascomycetes
Hypocreales
Hypocraceae
Full transcript