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Efecto de la interacción Alnus-Glomus-Pisolithus; Fraxinus-Glomus-Pisolithus en el crecimiento de la planta y formación de agregados del suelo

Jorge Enrique Ambriz Parra (2007)

Instituto de Investigaciones Agropecuarias y Forestales. Instituto de Investigaciones sobre los Recursos Naturales. Instituto de Investigaciones Químico Biológicas. Facultad de Biología. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Facultad de Químico Farmacobiología. Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Biológicas

Studies show that the endomycorrhizal and ectomycorrhizal fungi may influence plant growth, but the knowledge about their effect when applied individually and in dual interaction on Fraxinus seedlings and Alnus seedlings is little. In this study, the experimental units were established in growth chamber to observe the effect of Glomus intraradices and Pisolithus tinctorius, inoculated individually or in interaction, on the plant growth, water stable soil aggregates formation, and soil total carbon as much in Frasinua seedlings as in Alnus seedlings. P. tinctorius individually inoculated in Fraxinus seedlings increased significant on roots dry weight, as compared with the non-inoculated treatment, while P. tinctorius inoculated in Alnus seedlings increased significant on root and shoot dry weight, leaf area, and water stable macroaggregates, as compared with the non-inoculated treatment. G. intraradices individually inoculated in Fraxinus seedlings increased significant on roots and shoot dry weght, leaf area, and water stable microaggregates, as compared with the non-inoculated treatment, while the single fungi inoculated in Alnus seedlings increased significant leaf area, as compared with the non-inoculated treatment.

Existen estudios que muestran que los hongos endo y ectomicorrízicos promueven el crecimiento de su planta hospedera. Sin embargo, poco se conoce sobre el efecto de estos hongos aplicados de forma individual y en interacción dual en plantas de fresno (Fraxinus sp.) y aile (Alnus sp.). El presente ensayo se estableció en cámara de crecimiento con la finalidad de observar el efecto de Glomus intraradices y Pisolithus tinctorius, inoculados de manera individual y en coinoculación, en el peso fresco y seco de la parte aérea, peso fresco y seco de la raíz y la formación de agregados del suelo tanto de aile como de fresno. El experimento contó con 8 tratamientos los cuales fueron: Alnus y Franxinus sin la adición de hongos micorrízicos; inoculados con G. intraradices; inoculados con P. tinctorius e inoculados con G. intraradices-P. tinctorius. P. tinctorius inoculado de forma individual incrementó las variables de crecimiento en fresno, pero sólo fue significativo el incremento en el peso fresno y seco de la raíz en comparación al tratamiento no inoculado, mientras que cuando se inoculó P. tinctorius en plantas de aile se pudo observar un incremento significativo en comparación al tratamiento no inoculado en todas las variables de crecimiento evaluadas y en la formación de macroagregados de suelo.

Doctoral thesis

CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA IIQB-D-2007-0004 Crecimiento Plantas Naturaleza

Evaluación del efecto del aceite de aguacate sobre la función vascular renal y la disfunción mitocondrial generada por activación adrenérgica en la hipertensión

Cristian Adrián Márquez Ramírez (2019)

Instituto de Investigaciones Agropecuarias y Forestales. Instituto de Investigaciones sobre los Recursos Naturales. Instituto de Investigaciones Químico Biológicas. Facultad de Biología. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Facultad de Químico Farmacobiología. Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Biológicas

Hypertension in a main factor that predispose to kidney disease, which is a disabling disease with great socioeconomic impact in Mexico and worldwide. Several studies show that mitochondrial oxidative stress plays a very important role during renal damage caused by hypertension. In this regard, the upregulation of vasoconstrictor hormones such as angiotensin II and norepinephrine promote the overproduction of reactive oxygen and nitrogen species, leading to decreased bioavailability of nitric oxide (NO.) and increased O2 uptake, which favors a hypoxic state in the kidney that triggers fibrosis and irreversible loss of renal function. Both the α1-adrenergic and AT1 receptors share a large part of the signaling pathway that mediates their corresponding vascular functions; however, the role of α1- adrenergic system overactivation and the production of reactive species during hypertensive renal damage is unknown. Previous work from our research group has shown that avocado oil (AO) dietary supplementation decreases mitochondrial oxidative stress in different disease models in rats. Thus, in this work, we propose that the administration of AO decreases the oxidative stress generated by the activation of the AT1 and α1-adrenergic receptors, which improves both mitochondrial and renal functions of hypertensive rats.

La hipertensión arterial en uno de los principales factores que predisponen a la enfermedad renal, la cual es una condición incapacitante y de gran impacto socioeconómico en México y el mundo. Diversos estudios han demostrado que el estrés oxidante mitocondrial tiene un papel muy importante durante el daño renal provocado por la hipertensión arterial. En este sentido, se ha encontrado que los sistemas de angiotensina II y la noradrenalina, se encuentran sobreactivados en la hipertensión, lo que favorece la sobreproducción de especies reactivas de oxígeno y nitrógeno que generan daño cuando su producción sobrepasa las defensas antioxidantes. Esto da lugar a la disminución de la biodisponibilidad del óxido nítrico (NO.) e incremento del consumo de O2, lo que establece un estado de hipoxia en el riñón que desencadena fibrosis y pérdida irreversible de la función renal. Los receptores adrenérgicos α1 y los receptores AT1 a angiotensina II comparten gran parte de la vía de señalización que modula sus efectos en la vasculatura. Sin embargo, se desconoce si la sobreactivación α1-adrenérgica participa en la producción excesiva de especies reactivas durante el daño renal hipertensivo. En la actualidad nuestro grupo de trabajo ha demostrado que la administración de aceite de aguacate (AO) disminuye el estrés oxidante mitocondrial en diferentes modelos de enfermedad en ratas. En este trabajo se propone que la administración de AO disminuye la posible producción de estrés oxidante generado por la activación de los receptores AT1 y α1-adrenérgicos y repercute benéficamente en la función mitocondrial y renal de ratas hipertensas.

Doctoral thesis

CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA IIQB-D-2019-0444 Opción en Biología Experimental Angiotensina II Activación α1-adrenérgica Estrés oxidante

Restablecimiento de la dinámica del fósforo y estructura del suelo en sitios degradados mediante la inoculación de hongos micorrízicos: consecuencias para la productividad forestal y la restauración de la biodiversidad

Mariela Gómez Romero (2012)

Instituto de Investigaciones Agropecuarias y Forestales. Instituto de Investigaciones sobre los Recursos Naturales. Instituto de Investigaciones Químico Biológicas. Facultad de Biología. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Facultad de Químico Farmacobiología. Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Biológicas

Under extreme soil loss conditions, ecological restoration programs are needed to guarantee the establishment of a vegetation cover and soil protection. This is the case of severely degraded sites throughout the Trans Mexican Volcanic Belt. Because the presence in the zone of the soils and sols and acrisols with the erosion causes gullies, extremely low levels of fertility, particularly of phosphorus, that prevent natural vegetation recovery. With the goal of restoring this type of sites, the present work provides knowledge on reestablishing the phosphorus cycle and improvement of soil aggregation through several experiments. Initially, an essay was done with four pine species: Pinus cembroides, P. greggii, P. devoniana y P. Pseudostrobus. This for choose the most sensible one that might provide most information about the interaction with mycorrhizic fungi and the effect of fertilization. This species species were planted under three slope conditions and three fertilization treatments. Survival, height, and stem diameter were evaluated for six consecutive years, and chlorophyll concentration was also measured. P. cembroides was the species with the highest survival but with the lowest growth. And P. pseudostrobus had lower survival than the other species. P. greggii had higher growth than the other species, and responded to fertilization by increasing its chlorophyll concentration. P. devoniana that had a survival of 80%. Overall, P. pseudostrobus was the most sensitive species. In a second experiment, the effect of fertilization and of the association with pioneer herbaceous species on the performance of P. pseudostrobus was studied. Two understory herbaceous species were used, Lupinus mexicanus and Tithonia tubiformis together with a fertilization gradient of KH2PO4.

En condiciones de pérdida de suelo extrema, se requieren programas de restauración ecológica que garanticen el establecimiento de cobertura vegetal y protección de suelos. Este es el caso de sitios severamente degradados con problemas de erosión a lo largo del Cinturón Volcánico Trans Mexicano. Debido a la presencia en la zona de los suelos andosoles y acrisoles, aunado a la erosión causa numerosas cárcavas, niveles extremos de baja fertilidad, sobre todo de fósforo, que evitan el restablecimiento natural de la vegetación. Con la finalidad de restaurar este tipo de sitios, se contribuye con conocimientos para el restablecimiento del ciclo del fósforo y mejoramiento de la agregación del suelo, para lo cual se realizaron diversos experimentos. Inicialmente se realizó un ensayo de cuatro especies de pino: Pinus cembroides, P. greggii, P. devoniana y P. pseudostrobus para elegir aquella más sensible y que por lo tanto pudiera proporcionar mayor información sobre la interacción con hongos micorrízicos y el efecto de la fertilización. Las especies se plantaron en tres condiciones de pendientes y tres tratamientos de fertilización. Se evaluó supervivencia, altura y diámetro durante seis años y se analizó la concentración de clorofila, siendo P. cembroides la especie de mayor supervivencia, pero con menor crecimiento. Y P. pseudostrobus mostró menor supervivencia. P. greggii con mayor crecimiento, respondió a la fertilización incrementando los niveles de clorofila. P. devoniana mostró una supervivencia del 80% y en general, P. pseudostrobus resultó ser la especie más sensible. En un segundo experimento, se estudió el efecto de la fertilización y la asociación con especies pioneras herbáceas en el desempeño de P. pseudostrobus, se utilizaron dos herbáceas de sotobosque Lupinus mexicanus y Tithonia tubiformis con un gradiente de fertilización con KH2PO4.

Doctoral thesis

CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA IIQB-D-2012-0005 Opción en Biología Experimental Fertilización Pinus pseudostrobus Restauración

Estudio de la señalización de aminoácidos en la regulación del crecimiento de la raíz primaria de Arabidopsis thaliana

Gustavo Ravelo Ortega (2021)

Instituto de Investigaciones Agropecuarias y Forestales. Instituto de Investigaciones sobre los Recursos Naturales. Instituto de Investigaciones Químico Biológicas. Facultad de Biología. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Facultad de Químico Farmacobiología. Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Biológicas

Amino acids perform both structural and signaling roles for plants. Besides, these biomolecules act as osmolytes, cofactors, and phytohormone precursors. In this study, we performed detailed response analyses of the primary root growth of Arabidopsis thaliana to all 20-L amino acids and investigated the possible molecular mechanisms underlying the activity of these biomolecules. 15 amino acids were found to inhibit the primary root growth, being L-leucine (L-Leu), L-lysine (L-Lys), L-tryptophan (L-Trp), and L-glutamate (L-Glu) the most active. Applying the amino acids locally on the root system, we determined that the area that senses them is the root apex. These molecules decreased cell division and elongation, and specifically alter the auxin-responsive gene expression and the level of PIN transporters. Surprisingly, the affected mutant in the MAP kinase gene, MPK6, was resistant to the effect of L-Glu, L-Leu, L-Lys, and L-Trp. With the results obtained, we conclude that regardless of their physical-chemical properties and their influence on the auxin pathway, the four amino acids converge in MPK6 to reduce the primary root growth.

Los aminoácidos en las plantas cumplen funciones estructurales, nutricionales y de señalización. Además, actúan como cofactores, osmolitos y precursores de fitohormonas. En este trabajo, realizamos un análisis detallado de las respuestas del crecimiento de la raíz primaria de Arabidopsis thaliana a los 20 L-aminoácidos e investigamos los posibles mecanismos moleculares que subyacen en la actividad de estas biomoléculas. 15 de los aminoácidos evaluados disminuyeron el crecimiento de la raíz primaria, de los cuales, L-glutamato (L-Glu), L-Leucina (L-Leu), L-Lisina (L-Lys) y L-triptófano (L-Trp) fueron los más bioactivos. A través de la aplicación localizada de los cuatro aminoácidos sobre el sistema radicular, se determinó que el ápice de la raíz es responsable de percibirlos. Estas biomoléculas disminuyeron la de división y el crecimiento celular, y alteraron de manera específica la expresión de genes de respuesta a auxinas y el nivel de transportadores PIN. Sorprendentemente, la mutante afectada en el gen de la MAP cinasa, MPK6, fue resistente al efecto de L-Glu, L-Leu, L-Lys y L-Trp. Con los resultados obtenidos, concluimos que independientemente de sus propiedades físico-químicas y de su influencia en la vía de las auxinas, los cuatro aminoácidos convergen en MPK6 para reducir el crecimiento de la raíz primaria.

Doctoral thesis

CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA IIQB-D-2021-0294 Planta Cinasa Auxina Biomolécula

Análisis funcional de homólogos bacterianos de la superfamilia CHR

María Esther Aguilar Barajas (2010)

Instituto de Investigaciones Agropecuarias y Forestales. Instituto de Investigaciones sobre los Recursos Naturales. Instituto de Investigaciones Químico Biológicas. Facultad de Biología. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Facultad de Químico Farmacobiología. Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Biológicas

The Pseudomonas aeruginosa ChrA protein confers resistance to chromate by expelling chromate ions from the cytoplasm. The efflux of chromate is inhibited by sulfate, suggesting that ChrA binds sulfate. The role of eight basic residues of ChrA from P. aeruginosa has been analyzed previously, identifying some essential residues that probably bind chromate. However, ChrA has 28 total basic residues indicating that more basic residues may be essential for ChrA function. ChrA belongs to the CHR superfamily of transporters that currently comprises hundreds of homologs, including ChrA from Shewanella sp. ANA-3 and SrpC from Synechococcus elongatus, whose function on chromate resistance have not been reported. The CHR transporters have not been analyzed with respect to sulfate. The objective of this work was to analyze of the function of CHR transporters related to chromate and sulfate. The importance of the basic residues for the chromate resistance phenotype conferred by ChrA from P. aeruginosa was tested by site-directed mutagenesis. Residues R54 and R68 located in the large periplasmic P1 loop, and R340 in cytoplasmic loop C5, which are the most conserved, abolished chromate resistance when they were changed by alanine, suggesting that these residues interact directly with chromate. Sulfate transport through ChrA was evaluated using cell suspensions of P. aeruginosa PAO1 (pUCP20) (vector), and PAO1 (pUChrA), with chrA gene of pUM505. The levels of sulfate uptake were similar in both strains. The transport of sulfate was also analyzed in everted membrane vesicles from the P. aeruginosa strains.

El transportador ChrA confiere resistencia a cromato en Pseudomonas aeruginosa por medio de la expulsión del ion del citoplasma. La expulsión de cromato se inhibe por sulfato, lo que sugiere que ChrA interacciona con el sulfato. Se ha analizado previamente el papel de ocho aminoácidos básicos de ChrA de P. aeruginosa, y se identificaron algunos residuos esenciales que posiblemente interaccionan directamente con cromato, sin embargo, la proteína ChrA contiene 28 aminoácidos básicos totales lo que sugiere que más residuos básicos pueden ser esenciales para su función. ChrA pertenece a la superfamilia CHR constituida por cientos de homólogos, entre ellos ChrA de Shewanella sp. ANA-3 y SrpC de Synechococcus elongatus, cuya función no se ha descrito en relación con cromato. Ningún transportador CHR se ha analizado en relación con sulfato. El objetivo general de este trabajo fue caracterizar la función de los transportadores CHR en relación con cromato y sulfato. Se evaluó la importancia de algunos residuos básicos de ChrA de P. aeruginosa en la resistencia a cromato empleando mutagénesis dirigida. Mutaciones por alanina en los residuos R54, R68 localizados en el asa periplásmica P1 y R340, en el asa citoplásmica C5, causaron una disminución en el nivel de resistencia a cromato, lo cual sugiere que estos residuos probablemente interactúan con el cromato durante su expulsión del citoplasma. El transporte de sulfato se evaluó empleando suspensiones celulares de las cepas de P. aeruginosa PAO1 (pUCP20) (vector), y PAO1 (pUChrA) que contiene el gen chrA del plásmido pUM505. El nivel de captación de sulfato fue similar en ambas cepas. También se analizó el transporte de sulfato en vesículas invertidas de membrana empleando las mismas cepas.

Doctoral thesis

CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA IIQB-D-2010-0001 Opción en Biología Experimental Bacterias CHR Cromo

Efectos de la diabetes gestacional en el desempeño cognoscitivo y el estrés oxidante en el hipocampo y la corteza cerebral de la descendencia juvenil y adulta de ratas

Maribel Huerta Cervantes (2020)

Instituto de Investigaciones Agropecuarias y Forestales. Instituto de Investigaciones sobre los Recursos Naturales. Instituto de Investigaciones Químico Biológicas. Facultad de Biología. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Facultad de Químico Farmacobiología. Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Biológicas

Gestational diabetes (GD) is a temporary alteration of glucose metabolism during pregnancy characterized by glucose intolerance that after delivery can disappear or progress to type 2 diabetes. 16% of births worldwide are affected by some type of hyperglycemia in pregnancy, of which 84% correspond to gestational diabetes. Gestational diabetes affects the health of mother and her offspring who receive the elevated glucose level. Any disruption in the intrauterine milieu can affect the health of the offspring during adult life through “fetal programming”, an effect that can affect the offspring of several generations. Children of mothers with gestational diabetes exhibit learning disruptions in school age and in adulthood enhance the risk to develop diabetes or metabolic syndrome, as well as neurological disorders. Exposure to gestational diabetes produces oxidative stress in various organs in their offspring, oxidative stress has been implicated in both metabolic diseases and neurodegenerative disorders. Therefore, the aim of this work was determinate the short and long-term effect of gestational diabetes on cognitive performance and oxidative stress of hippocampus and cerebral cortex of first- and second-generation male and female offspring. Gestational diabetes was induced by a single dose of streptozotocin in mid-gestation, the first-generation offspring (F1) were obtained, then F1 females were mated with control males to obtain second generation offspring (F2). We use two-month-old rats (young) and six-month-old rats (adult) male and female offspring of first and second generation. We evaluated anxiety like behavior, spatial learning and short-term memory, later the rats were sacrificed by decapitation and oxidative stress biomarkers were determined in hippocampus and cerebral cortex, as well as metabolic markers in serum.

La diabetes gestacional (DG) es una alteración del metabolismo de la glucosa durante el embarazo. Cualquier alteración en el medio intrauterino puede repercutir en la salud de la descendencia durante la vida adulta mediante la “programación fetal”, efecto que puede afectar a la descendencia de varias generaciones. Los hijos de madres con diabetes gestacional presentan problemas de aprendizaje en edad escolar y en la edad adulta una mayor predisposición para desarrollar diabetes o síndrome metabólico, así como alteraciones neurológicas. La exposición a la diabetes gestacional produce en su descendencia estrés oxidante en diversos órganos, el cual ha sido implicado tanto en enfermedades metabólicas como en alteraciones neurodegenerativas. Por lo tanto, el objetivo del presente trabajo fue determinar el efecto de la diabetes gestacional sobre el desempeño cognoscitivo y el estrés oxidante del hipocampo y corteza cerebral de la descendencia de machos y hembras en edad juvenil y adulta. La diabetes gestacional se indujo mediante una dosis única de estreptozotocina (38mg/kg de peso) a la mitad de la gestación y se obtuvo a la descendencia de primera generación (F1). Hembras F1 fueron apareadas con machos control para obtener a la descendencia de segunda generación (F2). Se utilizaron machos y hembras de 2 (jóvenes) y 6 meses (adultos) de edad de primera y segunda generación. Se evaluó la conducta de ansiedad, el aprendizaje espacial y la memoria a corto plazo. Posteriormente, las ratas fueron sacrificadas por decapitación y se determinaron biomarcadores de estrés oxidante en el hipocampo y la corteza cerebral, así como marcadores metabólicos en suero sanguíneo.

Doctoral thesis

CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA IIQB-D-2020-0762 Opción en Biología Experimental Ansiedad Memoria Aprendizaje

Estudio de la absorción y transporte de Pb (II y IV) en la planta micorrizada Tagetes erecta L. (cempasúchil): implicaciones para la fitorremediación

Carlos Juan Alvarado López (2011)

Instituto de Investigaciones Agropecuarias y Forestales. Instituto de Investigaciones sobre los Recursos Naturales. Instituto de Investigaciones Químico Biológicas. Facultad de Biología. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Facultad de Químico Farmacobiología. Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Biológicas

Heavy metals contribute heavily to pollution. Heavy metals are considered to be lead cadmium, chromium, mercury, zinc and copper, silver and arsenic. At high concentrations they can be toxic to living organisms such as humans, soil organisms, plants and animals. Pb in soil is found mainly in the form of Pb+2, also known is its oxidation state +4. Some of the insoluble compounds are Pb(OH)2, PbCO3, PbS, PbSO4. The oxidation rate depends on factors such as humidity, temperature, pH, and redox potential, the amount of organic matter or soil plowing. Phytoremediation is the use of plants to recover contaminated soils in situ it is a non-destructive technology and is low cost. Mycorrhizae increase the surface area of the plant root and lead accumulates mainly in the cell walls of the root. In this work the effect of the symbiosis of the plant Tagetes erecta with the arbuscular mycorrhizal fungus (AMF) Glomus intrarradices, the efficiency of accumulation of lead from lead source in the form of the insoluble Pb3O4, has been studied. We determined the following response variables: colonization, leaf area (LA), biomass, pH of leachate and biometrics, the concentration of Pb in roots, shoots and leachate measured as by Flame Atomic Absorption Spectrometry (FAAS). It was observed that there was a decrease in AF due to the presence of Pb in the treatments colonization races achieved were 60% in all cases. The highest concentration of lead was found in the root for all treatments. Inoculated treatments showed an increased content of Pb in the tissues compared to the non-inoculated. Treatments fertilized with NO3 had a higher concentration of Pb than the NH4 fertilized one.

Los metales pesados contribuyen fuertemente a la contaminación ambiental. Se consideran metales pesados el plomo cadmio, cromo, mercurio, zinc, cobre, plata y arsénico, en altas concentraciones pueden resultar tóxicos para los seres vivos, tales como humanos, organismos del suelo, plantas y animales. El Pb, en el suelo, se encuentra principalmente en forma de Pb2+, también es conocido su estado de oxidación +4. Algunos de los compuestos insolubles son Pb(OH)2, PbCO3, PbS, PbSO4. La velocidad de oxidación depende de factores como la humedad, la temperatura, el pH, el potencial redox, la cantidad de materia orgánica o la roturación de los suelos. La fitorremediación es el uso de plantas para recuperar suelos contaminados, es una tecnología in situ no destructiva y de bajo costo. Ya que las micorrizas aumentan el área superficial de la raíz de las plantas y el plomo se acumula mayormente en las paredes celulares de la raíz. Se estudió el efecto de la simbiosis de la planta Tagetes erecta y el hongo micorrizico arbuscular (HMA) Glomus intrarradices, en la eficiencia de acumulación de plomo proveniente de fuente de plomo insoluble en forma de Pb3O4. Se determinaron las variables de respuesta: colonización, área foliar (AF), biomasa, pH de lixiviados y parámetros biométricos, la concentración de Pb en raíces, brotes y lixiviados fueron medidas utilizando un Espectrofotómetro de Absorción Atómica de Flama (FAAS). Se pudo observar que existió una disminución en el AF debido a la presencia del Pb en los tratamientos, se lograron porcentajes por encima del 60% de colonización en todos los casos. La mayor concentración de plomo se encontró en la parte de las raíces para todos los tratamientos, los tratamientos micorrizados presentan un incremento en la concentración de Pb contenido en los tejidos comparado con los no micorrizados.

Doctoral thesis

CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA IIQB-D-2011-0003 Opción en Biología Experimental Glomus intrarradices Absorción

Análisis y comparación genómica de Pseudomonas fluorescens UM270: una cepa con capacidades de biocontrol y promoción del crecimiento vegetal

Julie Eliene Hernández Salmerón (2016)

Instituto de Investigaciones Agropecuarias y Forestales. Instituto de Investigaciones sobre los Recursos Naturales. Instituto de Investigaciones Químico Biológicas. Facultad de Biología. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Facultad de Químico Farmacobiología. Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Biológicas

In the present study the analysis of the genomic sequence of a plant growth promoting bacterium Pseudomonas fluorescens UM270 was carried out, which has shown the capacity to produce volatile and diffusible compounds that participate in the protection and growth promotion in plants of Medicago truncatula in vitro assays. The strain P. fluorescens UM270 was isolated from the rhizosphere of Medicago sp. The genome of this bacterium is contained in a single circular chromosome, no plasmids were detected, with a size of 6,050,830bp, GC content of %60.8 and contains 5,388 coding DNA sequences (CDS). A phylogenetic analysis was performed and it was found that UM270 is related to the strain P. fluorescens Pf0-1, which was used as reference genome to carry out the ordering of the genes and to construct the chromosomal map of UM270. Additionally, the genomic comparison of this strain was carried out with seven complete P. fluorescens genomes. In this comparison, the functions were grouped according to the SEED database and highlighted those as more abundant related to metabolism, signaling, stress response, virulence, disease and defense, which are essential functions for survival. Furthermore, we determined the "core-genome" of the species P. fluorescens, which contains 3,039 genes. In this analysis it was observed that the UM270 strain contains a larger number of CDS shared with the genome of P. fluorescens F113. In addition, we identified the number of unique genes in the UM270 genome with 599 CDS, of which 192 have a reported function in other organisms and the remaining 407 are still unknown, which opens the possibility of further research.

En el presente estudio se llevó a cabo el análisis de la secuencia genómica de una bacteria promotora del crecimiento vegetal Pseudomonas fluorescens UM270, la cual ha mostrado la capacidad de producir compuestos volátiles y difusibles que participan en la protección y promoción de crecimiento en plantas de Medicago truncatula en ensayos in vitro. La cepa P. fluorescens UM270 fue aislada de la rizósfera de plantas de Medicago sp. El genoma de esta bacteria está contenido en un solo cromosoma circular, no se detectaron plásmidos, con un tamaño de 6,050,830pb, un porcentaje de contenido de GC de 60.8 y contiene 5,388 secuencias codificantes (CDS). Se realizó un análisis filogenético y se encontró que UM270 se encuentra relacionada a la cepa P. fluorescens Pf0-1, la cual se empleó como genoma de referencia para realizar el ordenamiento de los genes y construir el mapa cromosómico de UM270. Adicionalmete, se llevó a cabo la comparación genómica de esta cepa con siete genomas completos de P. fluorescens. En esta comparación se agruparon las funciones de acuerdo a la base de datos de SEED y resaltaron aquellas como más abundantes las relacionadas al metabolismo, señalización, respuesta al estrés, virulencia, enfermedad y defensa; que son funciones indispensables para la sobrevivencia. Por otro lado, se determinó el “coregenoma” de la especie P. fluorescens, el cual contiene 3,039 genes; en este análisis se observó que la cepa UM270 contiene un mayor número de CDS homólogos con el genoma de P. fluorescens F113. Además, se identificó el número de genes únicos con que cuenta el genoma de UM270 con 599 CDS, de los cuales 192 cuentan con función reportada en otros organismos y los 407 restantes son aún desconocidos, lo cual abre la posibilidad de nuevas investigaciones al respecto.

Doctoral thesis

CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA IIQB-D-2016-1596 Opción en Biología Experimental Core-genoma Expresión

Efecto del aceite de aguacate en la función mitocondrial y el estrés oxidativo en órganos blanco de la diabetes

Omar Ortiz Ávila (2017)

Instituto de Investigaciones Agropecuarias y Forestales. Instituto de Investigaciones sobre los Recursos Naturales. Instituto de Investigaciones Químico Biológicas. Facultad de Biología. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Facultad de Químico Farmacobiología. Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Biológicas

Diabetes is one of the most serious problems that face health systems worldwide because of its high prevalence and incidence, and it will growth over the coming decades. Diabetes is associated with a high mortality rate due to its complications in the kidney, retina, liver, peripheral nervous system, heart and even brain, in addition, diabetes also causes alterations in lipid metabolism. All these complications make the treatment and management of this disease very difficult. In most complications, the increase in oxidative stress plays an important role both in its establishment and in its development. It has been widely recognized that the increase in the production of reactive oxygen species (ROS) at the mitochondrial level is fundamental in the development of oxidative stress in diabetes. Therefore, the reduction of mitochondrial oxidative stress has been proposed as a novel target to prevent and / or delay the onset of complications of this disease. In this respect, consumption of functional foods with antioxidant properties could be a nutritional strategy for this purpose. One of them is avocado oil, which contains a wide variety of bioactive compounds with various beneficial effects to health. Therefore the objective of this work was to analyze the effect of avocado oil consumption on mitochondrial function and oxidative stress on the liver, brain and kidney during diabetes.

La diabetes es uno de los problemas más graves que enfrentan los sistemas de salud en todo el mundo, debido a su elevada prevalencia e incidencia, las cuales irán en crecimiento durante las próximas décadas. La diabetes está asociada a un elevado índice de mortalidad debido a sus complicaciones en el riñón, la retina, el hígado, el sistema nervioso periférico, el corazón e incluso el cerebro, además de que la diabetes acarrea también alteraciones en el metabolismo de los lípidos. Todas estas complicaciones hacen que el tratamiento y el manejo de esta enfermedad sean muy complicados. En la mayoría de las complicaciones, el aumento en el estrés oxidativo tiene un papel importante tanto en su establecimiento como en su desarrollo. Se ha reconocido ampliamente que el incremento en la producción de especies reactivas de oxígeno (ERO) a nivel mitocondrial es fundamental en el desarrollo del estrés oxidativo en la diabetes. Por lo tanto, la disminución del estrés oxidativo mitocondrial ha sido propuesto como un blanco novedoso para prevenir y/o retardar la aparición de las complicaciones de esta enfermedad. A este respecto, el consumo de alimentos funcionales con propiedades antioxidantes podría ser una estrategia nutricional para tal efecto. Uno de ellos es el aceite de aguacate, el cual contiene una amplia variedad de compuestos bioactivos con diversos efectos benéficos a la salud. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue analizar el efecto del consumo de aceite de aguacate en la función mitocondrial y el estrés oxidativo en el hígado, el cerebro y el riñón durante la diabetes.

Doctoral thesis

CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA IIQB-D-2017-0584 Opción en Biología Experimental Complicaciones Hígado Cerebro Riñón

Estudio de la absorción y transporte de Cu(II) en la planta micorrizada Tagetes erecta L. (cempasúchil): implicaciones para la fitorremediación

Omar Surisadai Castillo Baltazar (2011)

Instituto de Investigaciones Agropecuarias y Forestales. Instituto de Investigaciones sobre los Recursos Naturales. Instituto de Investigaciones Químico Biológicas. Facultad de Biología. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Facultad de Químico Farmacobiología. Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Biológicas

Excessive use of fertilizers and other anthropogenic activities have gradually accumulated micronutrients such as copper (Cu) in soils. Phytoremediation is an environmental biotechnology that Seeks to remediate pollution caused by bioaccumulative inorganic toxins like Cu. It is known that symbiotic mycorrhizal associations can increase the uptake and delivery of low mobility macro and micronutrients, to the host plant because they solubilize nutrients and increase their exploration area. To analyze the effect of mycorrhizae on the phytoaccumulation of Cu, we studied their ability to solubilize Cu (II) and enhance its absorption by Tagetes erecta L. (marigold) colonized with the arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) Glomus intraradices. Plants were grown for 9 weeks in a growth chamber under controlled conditions of temperature, relative humidity and photoperiod. Cu was added in the insoluble form of CuO to simulate the insoluble Cu-O bonded species in soil. The biotic and abiotic parameters of colonization, foliar area, biomass, pH of leachates and plant biometrics were determined as functions of the Cu concentration that was measured in the roots, shoots and lixiviates by FAAS. Using the r/K model, based in systems biology- and population dynamics-, is proposed that satisfactorily explains the plant Cu concentration (C p ) versus soil Cu concentrations (C s ) ecophysiological response curves for the root, shoot, and whole plant, in both systems T. erecta mycorrhized and non mycorrhized. The results of Cu absorption showed that colonized plants accumulated more Cu in the roots and all plants displayed the typical behavior of Cu excluders. In mycorrhizal plants, it appears that G. intraradices increases plant tolerance to Cu (II). The evaluation of the colonization of roots inoculated with G. intraradices showed that for increasing concentration of Cu in the substrate, a proliferation of vesicles developed.

El uso excesivo de fertilizantes y otras actividades antropogénicas han acumulado micronutrientes, como el cobre (Cu) en el suelo. La fitorremediación es una biotecnología ambiental que ayuda a remediar la contaminación ocasionada por elementos tóxicos como el Cu. Se sabe que las asociaciones micorrízicas incrementan la absorción y transporte de macro y micronutrientes de baja movilidad, a la planta hospedera, además que solubilizan fosfatos y aumentan el área de exploración. Para analizar el efecto de la micorriza en la fitoacumulación de Cu se estudió su capacidad de solubilizar Cu (II) y mejorar su absorción en Tagetes erecta L. (cempasúchil) colonizado con el hongo micorrízico arbuscular (HMA) Glomus intraradices. T. erecta se desarrolló por 9 semanas en una cámara de crecimiento bajo condiciones controladas de temperatura, humedad relativa y fotoperiodo. El Cu se agregó en la forma insoluble de CuO, para simular las uniones Cu-O en el suelo. Se determinaron las variables de respuesta: colonización, área foliar, biomasa, pH de lixiviados y parámetros biométricos, en función de la concentración de Cu en raíces, brotes y lixiviados medidas por FAAS. El modelo r/K, basado en biología de sistemas- y dinámica de población- propuesto, explica las curvas de respuesta ecofisiológica: perfiles de concentración de raíces, brotes y planta completa, en T. erecta con y sin micorriza. Los resultados de absorción de Cu en T. erecta mostraron las micorrizadas acumularon más Cu en raíces, además T. erecta mostró un comportamiento típico de la planta exclusora de metal. En T.erecta micorrizada, G. intraradices aumentó su tolerancia al Cu (II). El análisis de la colonización de las raíces de T. erecta micorrizada mostró que, al incremento en la concentración de Cu en el sustrato, se generó una abundante cantidad de vesículas.

Doctoral thesis

CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA IIQB-D-2011-0002 Opción en Biología Experimental Glomus intraradices Fitoacumulación K