Degradación de celulosa y xilano por microorganismos aislados de dos tipos de compost de residuos agrícolas en la Sabana de Bogotá

Contenido principal del artículo

Autores

Norella Cruz C.
Diana Castellanos S.
Heliodoro Argüello A.

Resumen

En el mundo los residuos vegetales son el recurso renovable más grande que existe y están compuestos en su mayor parte por celulosa y hemicelulosa, sustancias que son degradadas por microorganismos. En Colombia se conoce poco acerca de la biodiversidad microbiana y su función en la naturaleza. A manera de línea base en esta investigación se aislaron microorganismos degradadores de celulosa y xilano en dos compost provenientes de residuos agrícolas, el primero de una finca de flores (1) y el segundo de hortalizas (2), ubicadas en
la Sabana de Bogotá. El aislamiento se realizó en medios de cultivo con extracto de compost, los morfotipos se purificaron y se les evaluó la actividad enzimática a nivel cualitativo en medios sólidos con xilano y celulosa. Se seleccionaron los mejores microorganismos para cada actividad en cada compost y se les cuantificó proteínas extracelulares, biomasa y actividad degradadora en los respectivos sustratos. El compost 2 fue mejor para el aislamiento de microorganismos degradadores de xilano y celulosa que el compost 1. Se encontraron
46 microorganismos con potencial para degradar xilano y cinco para celulosa de estos se evaluaron seis para xilano y cinco para celulosa, de los cuales, el hongo Aspergillus sp. 1 del compost 1 y el hongo Penicillium sp. y el actinomiceto Streptomyces sp. 2 del compost 2 son promisorios para la degradación de xilano, el hongo Aspergillus sp. 2 y el actinomiceto Streptomyces sp. 3 del compost dos para degradar celulosa.

Detalles del artículo

Licencia

El copyright de los artículos e ilustraciones son propiedad de la Revista Colombiana de Ciencias Hortícolas. Los editores autorizan el uso de los contenidos bajo la licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0). La citación correcta de los contenido deben registrar de forma explícita el nombre de la revista, nombre(s) del (de los) autor(es), año, título del artículo, volumen, número, página del artículo y DOI. Se requiere un permiso escrito a los editores para publicar más que un resumen corto del texto o las figuras.

Referencias

Abdel-Sater, M.A. y A.H.M. El-Said. 2001. Xylan-descomposing fungi and xylanolytic activity in agricultural and industrial wastes. Intl. J. Biodetr. Biodegr. 47, 15-21.

Antanopoulos, V.T.; M. Hernandez; M.E. Atlas; E. Mavrakos y A. S. Ball. 2001. The use of extracellular enzymes from Streptomyces albus ATCC 3005 for the bleaching of eucalyptus kraft pulp. Appl. Microbiol. Biotechnol. 57, 92-97.

Bailey, M.J.; P. Biely y K. Poutanen. 1992. Inter-laboratory testing of methods for assay of xylanase activity. J. Biotech. 23, 257-270.

Chávez, R.; P. Bull y J. Eyzaguirre. 2006. The xylanolytic enzyme system from the genus Penicillium review. J. Biotech. 123, 413-433.

Cooper, R.M. y R.K. Wood. 1980. Cell wall degrading enzymes of vascular wilt fungi. Physiol. Plant Pathol. 16, 285-300.

Crawford, D.L. y E. McCoy. 1972. Cellulases of Thermomonospora fusca and Streptomyces thermodiastaticus. Appl. Microbiol. 24, 150-152.

Curotto, E.; M. Concha; V. Campos; A.M.F. Milagres y N. Duran. 1994. Production of extracellular xylanases by Penicillium janthinellum. Effect of select growth conditions. Appl. Biochem. Biotechnol. 48, 107-116.

Ferreira, G.L.; C.G. Boer y R.M. Peralta. 1999. Production of xylanolytic enzymes by Aspergillus tamarii in solid state fermentation. FEMS Microbiol. Lett. 173, 335-339.

Gao, J.; H. Weng; D. Zhu; M. Yuan; F. Guan e Y. Xi. 2008. Production and characterization of cellulolytic enzymes from the thermoacidophilic fungal Aspergillus terreus M11 under solid-state cultivation of corn stover. Bioresource Technol. 99, 7623-7629.

Hunter-Cevera, J.C.; M.E. Fonda y A. Belt. 1986. Isolation of cultures. pp. 3-23. En: Demain, A.L. y N.A. Solomon (eds.). Manual of industrial microbiology and biotechnology. American Society of Microbiology, Washington DC.

ICA. 2007. Informe de gestión 2007. En: http://www.ica.gov.co/getdoc/4056f7f2-a10d-42eb-8d99-aeaf5e1da839/Informe-de-Gerencia-2007.aspx; consulta: julio de 2009.

ICA. 2008. Registro de productos fertilizantes. En: http://www.ica.gov.co/getdoc/db6d3637-5b2-4868-a6fb-77d7b060c3bf/Productos_Bioinsumos_Julio8_2008.aspx; consulta: septiembre de 2008.

Kang, S.W.; Y.S. Park; J.S. Lee; S.I. Hong y S.W. Kim. 2004. Production of cellulases and hemicellulases by Aspergillus niger KK2 from lignocellulosic biomass. Bioresour. Technol. 91, 153-156.

Kuhada, R.C.; M. Manchanda y A. Singh. 1998. Optimization of xylanase production by a hyperxylanolytic mutant strain of Fusarium oxysporum. Process. Biochem. 33, 641-647.

Kulkarni, N.; A. Shendye, y M. Rao. 1999. Molecular and biotechnological aspect of xylanases. FEMS Microbiol. Rev. 23, 411-456.

Lynd, L. R.; P. J. Weimer; W. H. van Zyl y I. S. Pretorius. 2002. Microbial cellulose utilization: fundamentals and biotechnology. Microb. Mol. Biol. Rev. 66, 506-577.

Madigan, M.; J. Martinko y J. Parker. 2000. Biología de los microorganismos. 8a ed. Prentice Hall, Madrid.

Maheswari, M.U. y T.S. Chandra. 2000. Production and potential applications of a xylanase from a new strain of Streptomyees cuspidosporous. World J. Microbiol. Biotechnol. 16, 257-263.

Marx, M.C.; M. Wood y S.C. Jarvis. 2001. A microplate fluorimetric assay for the study of enzyme diversity in soils. Soil Biol. Biochem. 33, 1633-1640.

Melgarejo, L.M.; J. Sánchez; A. Chaparro; F. Newmark; M. Santos-Acevedo; C. Burbano y C. Reyes. 2002. Aproximación al estado actual de la bioprospección en Colombia. Universidad Nacional de Colombia, Bogotá.

Mikán, J. y D. Castellanos. 2004. Screening para el aislamiento y caracterización de microorganismos y enzimas potencialmente útiles para la degradación de celulosas y hemicelulosas. Rev. Colomb. Biotecnol. 4(1), 58-71.

Miller, G.L. 1959. Use of dinitrosalisylic reagent for the determination of reducing sugar. Anal. Chem. 31, 426-428.

Mondini, C.; F. Farnasier y T. Sinicco. 2004. Enzymatic activity as a parameter for the characterization of the composting process. Soil Biol. Biochem. 36, 1587-1594.

Morales, L. 2006. Aislamiento, selección y evaluación de la actividad celulolíticos de cuatro cepas de hongos nativos de Costa Rica. Trabajo de grado. Escuela de Ingeniería en Biotecnología, Instituto Tecnológico de Costa Rica, Cartago, Costa Rica.

Nelson, N. 1944. A photometric adaptation of Somogyi method for the determination of glucose. J. Biol. Chem. 153, 375-380.

Nsereko L.V.; P.D. Morgavi; M.L. Rode; A.K. Beauchemin y A.T. McAllister. 2000. Effects of fungal enzyme preparations on hydrolysis and subsequent degradation of alfalfa hay fiber by mixed rumen microorganisms in vitro. Anim. Feed Sci. Techn. 88, 153-170.

Okeke, B.C. y S.J.C. Obi. 1994. Lignocellulose and sugar compositions of some agro-waste materials. Bioresource Technol. 47, 283-284.

Oliveira, L.A.; L.F.A. Porto, y E.B. Tambourgi. 2006. Production of xylanase and protease by Penicillium janthinellum CRC 87M-115 from different agricultural wastes. Bioresource Technol. 97(6), 862-867.

Paul, E.A. y F.E. Clark. 1996. Soil microbiology and biochemistry. 2a ed. Academic Press, San Diego, CA.

Pedroza, A.M.; B.E Quevedo y A.M. Matiz. 2007. Manual de laboratorio de procesos biotecnológicos. Departamento de Microbiología, Facultad de Ciencias, Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá.

Pham, P.L.; P. Taillandier; M. Delmas y P. Strehaiano. 1998. Production of xylanases by Bacillus polymyxa using lignocellulosic wastes. Ind. Crops Products 7, 195-203.

Poorna, A. y P. Prema. 2007. Production of cellulose-free endocylanase from novel alkalophilic thermotolerent Bacillus pumilus by solid-state fermentation and its application in wastepaper recycling. Bioresource Technol. 98, 485-490.

Ramírez, P. y J.M. Coha. 2003. Degradación enzimática de celulosa por actinomycetes termófilos: aislamiento, caracterización y determinación de la actividad celulolítica. Revista Peruana de Biología 10(1), 67-77.

Saber, M.S. 2001. Clean biotechnology for sustainable farming. Eng. Life Sci. 6, 1-7.

Somogyi, M. 1952. Note on sugar determination. J. Biol. Chem. 195, 19-23.

Suquilanda, M.B. 1996. Agricultura orgánica. Alternativas tecnológicas del futuro. Ediciones UPS, Quito.

Sztern D. y M. Pravia. 1999. Manual para la elaboración de compost, bases conceptuales y procedimientos. Organización Panamericana de la Salud, Montevideo.

Techapun, C.; T. Charoenrat; N. Poosaran; M. Watanabe y K. Sasak. 2002. Thermostable and alkaline-tolerant cellulase-free xylanase produced by thermotolerant Streptomyces sp. Ab106. J. Bioscience Bioengineering 93(4), 431-433.

Vargas-García, M.C.; M.J. López; F. Suárez y J. Moreno. 2005. Laboratory study of inocula production for composting processes. Bioresource Technol. 96(7), 797-803.

Zor, T. y Z. Selinger. 1996. Linearization of the Bradford protein assay increases its sensitivity: Theoretical and experimental studies. Anal. Biochem. 236, 302-308.

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.