Revista Colombiana de Biotecnología

Functional foods and biotechnology

Identification, in vitro establishment and preliminary phytochemical analysis of wild yam (Dioscorea spp.) used for medicinal purposes

Abstract Wild tubers of the genus Dioscorea sold for medicinal use were collected for the purpose of achieving its establishment under in vitro conditions. First we taxonomically identified the species and through phytochemical analysis demonstrated pharmaceutical potential. The material collected was identified as Dioscorea coriacea, D. lehmannii, D. meridensis, D. polygonoides and the edible species D. trifida. Tubers collected from wholesale distributors and from the field were washed, disinfected, sprayed with Gibberellic Acid (GA3) and planted in substrate BM-2®, in a greenhouse at 18 ° C during the day and 10 ° C overnight. Whole tubers or sections thereof were stored in sealed bags at room temperature. Subsequently plant material of the species D. coriacea, D. lehmannii, D. meridensis and D. polygonoides was disinfected and healthy buds (D. coriacea / laboratory) were selected for in vitro establishment. Three different culture media were evaluated for establishment; that which presented the best results was the Murashige & Skoog (1962) medium, supplemented with BAP 1 mL / L, GA3 1 mL / L and Putrescin 2 mL / L. For the collection and analysis of secondary metabolites, tubers of D. coriacea, D. lehmannii and D. polygonoides were used, using methanol as the extraction solvent. The highest concentration of plant extract, 54%, was found in D. coriacea, a higher value than that of D. polygonoides, which had been reported previously; the presence of saponins was confirmed by thin layer chromatography (TLC). These results will enable more advanced analysis of the present compounds and enhance their mass propagation under in vitro conditions.

Resumen Tubérculos del género Dioscorea comercializados con fines medicinales, fueron recolectados con el propósito de lograr su establecimiento a condiciones in vitro. Previamente se lograron identificar taxonómicamente las especies y por medio de análisis fitoquímicos demostrar su potencial farmacéutico. El material recolectado fue identificado como Dioscorea coriacea, D. lehmannii, D. meridensis, D. polygonoides y una especie comestible D. trífida. Tubérculos recolectados de centros de acopio y traídos de campo fueron lavados, desinfectados, asperjados con Ácido Giberélico (AG3) y sembrados en sustrato BM-2®, en invernadero a 18°C día y 10°C noche. Los tubérculos completos o por secciones fueron almacenados en bolsas herméticas a temperatura ambiente. Posteriormente se desinfectó material vegetal de las especies D. coriacea, D. lehmannii, D. meridensis y D polygonoides, seleccionando explantes de brotes sanos (D. coriacea / laboratorio) para su establecimiento. Se evaluaron tres medios de cultivo para establecimiento, el que presentó los mejores resultados fue Medio Murashige & Skoog (1962) suplementado con BAP 1 mL/L, AG3 1 mL/L y Putrescina 2 mL/L. Para la extracción y análisis de metabolitos secundarios se utilizaron tubérculos de D. coriacea, D. lehmannii y D. polygonoides, empleando como solvente de extracción metanol. Se encontró mayor concentración de extracto vegetal en D. coriacea (54%), y mediante cromatografía en capa delgada (CCD), se confirmó la presencia de saponinas, que resultó mayor en comparación con D. polygonoides especie reconocida por su alto contenido de saponinas. Estos resultados permitirán realizar análisis más avanzados de los compuestos presentes y plantear su propagación masiva en condiciones in vitro.

Effect of chicken manure organic load on biomethane potential

Abstract The aim of this study was to evaluate the effect of inoculum to substrate radio (ISR) on biomethane potential of chicken manure using cattle slurry as inoculum. Biomethane potential assays were carried out at 39 °C mesophilic temperature. Total fatty acids, total alkalinity, ammonium concentration and accumulative methane volume were measured to evaluate organic load (16.6, 11.0, 8.3, 6.6 y 5.5 g VS/L). The highest biomethane potential (0.58 m3 CH4/kg SV) was reached when anaerobic biodegradation was carried out to ISR of 1.0. The results demonstrated that chicken manure is a potential substrate to be degraded by anaerobic digestion and process performance is directly proportional to substrate concentration. This study also confirms that ISR allow dilution of inhibitory components as ammonium by the case of chicken manure.

Resumen El propósito de este estudio fue evaluar el efecto de la carga orgánica expresada en función de la relación inóculo/sustrato (RIS) sobre el potencial de biometanización de la gallinaza de jaula usando como inóculo lodo estiércol bovino. Se llevaron a cabo ensayos de biodegradación anaerobia a temperatura mesofílica de 39 °C. Para cada una de las cargas orgánicas evaluadas (16.6, 11.0, 8.3, 6.6 y 5.5 g SV/L) se cuantificaron las variables: ácidos grasos volátiles totales, alcalinidad, concentración amonio y volumen acumulado de metano. El mayor potencial de biometanización (0.58 m3 CH4/kg SV) se alcanzó cuando la biodegradación anaerobia se llevó a cabo con una RIS de 1.0. Los resultados obtenidos demuestran que la gallinaza es un sustrato potencial para ser degradado por digestión anaerobia y el rendimiento del proceso es directamente proporcional a la concentración de sustrato. Este estudio también confirma que la RIS permite diluir la concentración de compuestos inhibitorios como el amonio en el caso de la gallinaza de jaula.

Liquid medium culture: an approach for the commercial micropropagation of aloe (Aloe barbadensis Mill.)

Abstract Micropropagation is considered a successful alternative for aloe (Aloe barbadensis Mill.) plant production. However, it has limited use due to the high production cost. Liquid media were compared to agar-gelled medium during all micropropagation stages of aloe to reduce the cost for gelling agent used. In the establishment stage, there was a higher percentage of contami nated explants in static liquid medium (25.55%) than those cultured in agar-gelled medium (11.11%), although all the explants were established independently of the culture medium used, higher height (3.81 cm) was observed in liquid medium than those growing in agar-gelled medium (3.03 cm). In the multiplication stage, explant height was higher in the recipients used for automated temporary immersion system (RITA®) (4.43 - 6.01 cm) than those cultured in agar-gelled medium (3.24 - 3.42 cm), there was no significant difference for number of shoots/explant. All shoots had roots at 30 days independently of used culture media (static liquid or agar-gelled media). Shoot height, number and root length had similar values in both culture media. The implementation of liquid media and automated temporary Immersion system RITA® may allow to reduce production costs of gelling agent used, it represents an approach for the commercial micropropagation of aloe.

Resumen La micropropagación es una alternativa para la producción comercial de plantas de zábila (Aloe barbadensis Mill.) limitada por los altos costos de producción. Con el objetivo de prescindir de los agentes gelificantes, reduciendo costos, se comparó el medio de cultivo líquido con el medio de cultivo gelificado en las diferentes etapas de micropropagación de la zábila. En la etapa de establecimiento se observó mayor porcentaje de explantes contaminados en el medio de cultivo líquido estático (25.55 %) que en el medio gelificado (11.11 %); y aunque el resto de los explantes se establecieron independientemente de la condición del medio de cultivo, en el medio líquido alcanzaron mayor altura (3.81 cm) que en el medio gelificado (3.03 cm). En la etapa de multiplicación, la altura de los explantes (entre 4.43 y 6.01 cm) fue superior en los recipientes de inmersión temporal automatizado (RITA®) en comparación con el medio gelificado (entre 3.24 y 3.42 cm); sin diferencias significativas entre el número de brotes/explante. Todos los brotes enraizaron a los 30 días independientemente del medio de cultivo empleado (líquido estático y gelificado), sin observar variaciones en la altura del brote y, número y longitud de las raíces. El empleo de los medios de cultivo líquidos y la implementación de los sistemas de inmersión temporal tipo RITA® permiten reducir los costos de producción al prescindir de los agentes gelificantes, lo que representa un avance para la micropropagación comercial de zábila.

Optimization of in vitro conservation of Dioscorea spp germplasm by minimal growth

Abstract Dioscorea alata cv. "Criollo" and Dioscorea rotundata cv. "Espino" are constituted as the two cultivars mostly cultivated in the department of Sucre, Colombia. For this reason the University of Sucre has been implementing tissue culture techniques for their multiplication throughout in vitro propagation. However, this methodology support accessions for a period about 4 months, causing continuous subcultures, increased costs and labor. Therefore the objective of the present investigation was to establish an optimal culture media for in vitro minimal growth conservation of different accessions (D. alata and D. rotundata) from the University of Sucre yam's genebank , for a period of 8 months by modifying the basic MS culture medium. The following osmolytes were used: sucrose, mannitol and sorbitol in different percentages (S:M:S). Eight treatments (T) in the following percentages were evaluated: T1 (control) (3:0:0), T2 (0:1,5:0), T3(0:0:2), T4 (0:1,5:2), T5 (0:0:1) y T6 (0:0:3), T7 (0:1,5:1) y T8 (0:1,5:3). Every 30 days data was recorded for: survival (%), expanded leaves (%), length of stem and roots, number of leaves and roots, phenolization (%), leaf senescence (%) and callus presence (%). The best results for D. alata and D. rotundata, were observed in treatment T4 (0:1,5:2), where a high percentage of survival evidence, a minimum percentage of leaf senescence and a limited response for the other variables. Therefore, these results indicate the potential of this media, to increase 100% in vitro growth conservation over the conventional media, and ensuring the viability and normal development of the accessions for more than four months period.

Resumen El ñame Criollo (Dioscorea alata) y el ñame Espino (Dioscorea rotundata) se constituyen como las dos especies mayormente cultivadas en el departamento de Sucre, Colombia. Por esta razón en la Universidad de Sucre se han implementado técnicas para lograr su conservación mediante la propagación in vitro, sin embargo esta metodología conserva las accesiones por un periodo no mayor a los 4 meses, provocando continuos subcultivos, aumento de costos y mano de obra. Por ello la presente investigación tuvo como objetivo establecer medios de cultivo óptimos para la conservación in vitro por crecimiento mínimo de diferentes accesiones (D. alata y D. rotundata) pertenecientes al banco de germoplasma de la Universidad de Sucre, durante un periodo de 8 meses. Esto mediante la modificación del medio de cultivo base MS; con los siguientes osmolitos: sacarosa, manitol y sorbitol. Se avaluaron 8 tratamientos (T) en los siguientes porcentajes T1 (control) (3:0:0), T2 (0:1,5:0), T3 (0:0:2), T4 (0:1,5:2), T5 (0:0:1) y T6 (0:0:3), T7 (0:1,5:1) y T8 (0:1,5:3). Cada 30 días se evaluó: supervivencia (%), hojas expandidas (%), longitud del tallo y raíz, número de nudos y raíces, oxidación (%), senescencia foliar (%) y callo (%). Los resultados mostraron que las especies D. alata y D. rotundata, se conservan de forma óptima, en la combinación T4 (0:1,5:2), donde se evidencia un alto porcentaje de supervivencia, un mínimo porcentaje de senescencia foliar y un desarrollo restringido en el resto de variables. Garantizando así la disponibilidad y el desarrollo normal de las accesiones en un periodo superior a 4 meses.

Viability of encapsulated lactic bacteria added in a matrix of chocolate coverage

Abstract Viability during storage of Weissella confusa incorporated in a chocolate coating matrix was evaluated. Probiotic bacteria was encapsulated using three wall materials, Aloe vera gel, Aloe vera gel + 10 % starch and aloe vera gel + 15 % starch and free cells as control. Subsequently lyophilized. Probiotic bacteria encapsulated, was incorporated into a chocolate coating matrix. The chips were packed and stored for 5 weeks at 4 °C, were measured weekly changes in viability of the probiotic bacteria and water activity. In the fifth week, the chips were subjected to simulated conditions of intestinal juices. During storage chips remained probiotic character (>106 CFU/g), however, if the probiotic bacteria are encapsulated in aloe vera gel, the greater number of living probiotic bacteria was obtained within the solid matrix (2,1x108 CFU/g ). Water activity ranged from 0.470-0,810. Probiotic bacteria remained alive for 2 hours in simulated intestinal fluid media, which confirms that the solid matrix and the selected encapsulation means are suitable for the development of solid product rich in vegetable fat probiotics.

Resumen Se evaluó la viabilidad durante el almacenamiento de Weissella confusa incorporada en una matriz de cobertura de chocolate. La bacteria probiótica se encapsuló empleando tres materiales de pared, gel de Aloe vera, gel Aloe vera + Almidón al 10 % y gel de Aloe vera + Almidón al 15 % y células libres como control. Posteriormente se liofilizó. La bacteria probiótica encapsulada, se incorporó en una matriz de cobertura de chocolate. Los chips se empacaron y almacenaron durante 5 semanas a 4 °C, cada semana se midieron cambios en la viabilidad de la bacteria probiótica y en la actividad de agua. En la quinta semana, los chips se sometieron a condiciones simuladas de jugos intestinales. Durante el almacenamiento los chips mantuvieron su carácter probiótico (>106 UFC/g), sin embargo, cuando la bacteria probiótica se encapsuló en gel aloe vera, se obtuvo mayor número de bacterias probióticas vivas dentro de la matriz sólida (2,1x108 UFC/g). La actividad de agua varió de 0,470 a 0,810. La bacteria probiótica permaneció viva por 2 horas en medios simulados de jugos intestinales, lo cual ratifica que la matriz sólida y los medios de encapsulación seleccionados son adecuados para el desarrollo de productos sólidos probióticos ricos en grasa vegetal.

Molecular characterization with random amplified microsatellites (RAMs) of Inchi (Caryodendron orinocense K.)

Abstract The Inchi or Cacay (Caryodendron orinocense Karsten) is one of the most promising species of the Amazon and Orinoco Colombian. The main product of Cacay are its almonds, from extracted oil cosmetic, phytotherapeutic and food applications, also has a high content of antioxidants such as Omega 3, 6 and 9 and vitamins like A and E. There are no studies on the molecular characterization of this plant genetic resource; therefore the objective of this research was to characterize the genetic diversity using Random Amplified Microsatellite markers (RAMs). The similarity analysis to 0.50 formed four groups according to geographical location, being materials from Putumayo, Cacayal 19, Pauna and Castilla lowest similarity. Estimated heterozygosity values were 0.16 and 0.28 for the primers CGA and GT, respectively. The percentage of polymorphic loci ranged from 55% for the primer CGA and 90% for the GT. The average Fst value for the 27 materials studied was 0.35, showing the space-temporal dynamics of materials Caryodendron tend toward genetic differentiation, due to their own evolutionary processes and domestication incidence.

Resumen El Inchi o Cacay (Caryodendron orinocense Karsten) es una de las especies más promisorias de la Amazonía y la Orinoquia colombiana. El principal producto del Cacay son sus almendras, de las que se extrae un aceite con aplicaciones cosméticas, fitoterapéuticas y alimenticias, además presenta un alto contenido de antioxidantes como los Omega 3, 6 y 9 y Vitaminas como la A y E. No existen estudios sobre la caracterización molecular de este recurso fitogenético, por lo cual el objetivo de esta investigación fue caracterizar la diversidad genética usando marcadores Microsatélites Amplificados al Azar (RAMs). El análisis de similitud al 0.50 formó cuatro grupos de acuerdo al sitio geográfico, siendo los materiales procedentes de Putumayo, Cacayal 19, Pauna y Castilla los de menor similitud. Los valores de heterocigosidad estimada fueron de 0.16 y 0.28 para los cebadores CGA y GT, respectivamente. El porcentaje de loci polimórfico varió entre 55% para el cebador CGA y el 90% para el GT. El valor de Fst promedio para los 27 materiales estudiados fue de 0.35, mostrando que la dinámica espacio-temporal de los materiales de Caryodendron tienden hacia una diferenciación genética, propio de sus procesos evolutivos e incidencia de la domesticación.

Evaluation of experimental production of milk-clotting enzymes using Rhizomucor spp strains

Abstract Experimental production of milk clotting enzymes was conducted on a laboratory culture medium for 190 h incubation, using three certified strains of Rhizomucor pusillus, miehei and two native Rhizomucor spp. BIOMI-12 and 13. The evaluation was performed by measuring the concentration of glucose and protein during incubation, estimate productivity, specific activity, rennet strength/proteolytic activity index in the crude enzyme extracts, determining the molecular weights and proteolytic activity in the partially purified enzyme extracts. All strains showed consumption rates of glucose, the same behavior observed protein content, except strain BIOMI-13. The increase in protein content after descent coincided with the recorded maximum coagulant activity each strains, being the crude extract of strain BIOMI-13 higher coagulant activity (148,15 FC), productivity (3.09 HR / h), rennet strength/proteolytic activity index (142,60 FC/U) and specific activity (1,062 FC/mg). The partially purified enzyme extracts from strains R miehei 37, Rhizomucor spp BIOMI-12 and 13, presented proteins with molecular weights in approximately 22,6 kDa and 46.52, while the extract R pusillus 39 present an additional band of 39,6 KDa. In the zymogram was observed for all strains, proteolytic activity in the bands between 40-50 KDa and 20-22 KDa, but not for the R pusillus 36, where activity was very dim. Finally it was determined that the strain BIOMI-13, has the greatest capacity to produce milk clotting enzymes.

Resumen La producción experimental de enzimas coagulante de leche se llevó a cabo en un medio de cultivo de laboratorio durante 190 h de incubación, utilizando tres cepas certificadas de Rhizomucor pusillus, R.miehei y dos especies nativas de Rhizomucor spp. BIOMI-12 y 13. La evaluación se realizó midiendo la concentración de glucosa y proteína durante la incubación, estimación de la productividad, actividad específica, índice fuerza de cuajo/actividad proteolítica en los extractos enzimáticos crudos, determinación de los pesos moleculares y actividad proteolítica en los extractos enzimáticos parcialmente purificado. Todas las cepas mostraron un consumo de glucosa similar, el mismo comportamiento se observó en el contenido de proteína, excepto la cepa BIOMI-13. Los incrementos en el contenido de proteínas después del descenso, coincidieron con la máxima actividad coagulante registrada por cada cepa, siendo el extracto crudo de la cepa BIOMI-13 la de mayor actividad coagulante (148,15 FC), productividad (3,09 FC/h), índice fuerza de cuajo/actividad proteolítica (142,60 FC/U) y actividad específica (1.062,00 FC/mg). Los extractos enzimáticos parcialmente purificados de las cepas R miehei 37, Rhizomucor spp BIOMI-12 y 13, presentaron proteínas con pesos moleculares en aproximadamente 22,6 y 46,52 KDa, mientras el extracto R pusillus 39 presentó una banda adicional de 39,6 KDa. En el zimograma se observó para todas las cepas actividad proteolítica en las bandas comprendidas entre 40-50 KDa y 20-22 KDa, no así para el R pusillus 36, donde fue escasa. Finalmente se determinó que la cepa BIOMI-13, tiene la mayor capacidad para producir enzimas coagulantes de la leche.

Intraespecific variability of peach (Prunus pérsica L. Batsch.) and plums (Prunus domestica) using RAMs

Abstract A sample of 41 Prunus materials from the deciduous collection of the Pedagogical and Technological University of Colombia was selected to evaluate its genetic diversity using eight primers for Random Amplified Microsatellite (RAMs). A total of 121 alleles were generated with molecular weights ranging between 260 and 1000 Kb. Three groups were formed, a similarity coefficient of 0.75, according to fruit characteristics and specie, found plum materials in group II. The percentage of polymorphic loci ranged from 71 to 99% for the primers CGA and CCA, respectively. The average value of heterozygosity was 0.33, much lower than values found in other genetic diversity studies in the genus Prunus. The RAMs technique showed to be a useful tool for assessing genetic diversity in deciduous fruit, discriminate the materials into three groups and identify the high degree of consanguinity between different Prunus species which should be exploited in hybridization strategies looking for obtaining new and improved materials.

Resumen Se seleccionó una muestra de 41 materiales de Prunus de la colección de caducifolios de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, para evaluar su variabilidad genética usando ocho marcadores Microsatélites Amplificados al Azar (RAMs). Se generaron un total de 121 alelos con pesos moleculares entre 260 y 1000 Kb. Se formaron tres grupos, a un coeficiente de similitud de 0.75, de acuerdo a las características del fruto y a la especie, encontrándose en el grupo II a los materiales de ciruelo. El porcentaje de loci polimórficos varío entre 71 y 99% para los cebadores CGA y CCA, respectivamente. El valor promedio de heterocigosidad fue de 0.22, mucho más bajo que los encontrados en otros estudios de diversidad genética en el género Prunus. La técnica RAMs mostró ser una herramienta útil para evaluar la diversidad genética en frutales caducifolios, al discriminar a los materiales en tres grupos e identificar el alto grado de consanguinidad que existe entre las diferentes especies de Prunus lo cual debe ser aprovechado dentro de las estrategias de hibridación que busquen la obtención de nuevos y mejores materiales.

Micropropagation of papaya plants in temporary immersion recipients from axilary shoots

Abstract We standardized initiation, multiplication, rooting and acclimatization conditions of papaya cv Maradol hermaphrodite plants from axillary buds produced in temporary immersion reactor RITA®. Recipients contained 200 ml of Fitch liquid culture medium, and four shoots of 2 to 3 cm. in length were placed in each. The bioreactors were connected to three different immersion lines of 5, 2, and 1 min each 4h, with 6 containers per line on average, in 16 h photoperiod. After 30 to 45 days, the shoots produced were quantified and classified according to size: <2 cm (small), from 2 to 3 cm (medium), >3 cm with or without roots (large). The first two types of shoots were multiplied in the same culture media, and more elongated shoots were acclimatized using Autotrophic Hydroponic System (AHS). The sanity and fidelity of the produced plants were determined using ELISA and RAPD, respectively. For a period of six months 47 vessels were recycled and 1,091 shoots were produced: 377 small; 482 medium; 175 large without roots and 57 rooted shoots. Using AHS, 89.5% acclimatized plants were obtained when rooted shoots were used, and 41.6% from rootless shoots. With the combination of RITA and AHS techniques we achieved a continuous and efficient production of healthy and true to type papaya plants, in comparison to conventional micropropagation and acclimatization procedures.

Resumen Se estandarizaron las condiciones de iniciación, multiplicación, enraizamiento y aclimatización de plantas hermafroditas de lechosa cv Maradol provenientes de brotes axilares, producidos en recipientes de inmersión temporal RITA®. En cada envase, contentivo de 200 ml de medio de cultivo líquido de Fitch, se colocaron cuatro brotes de 2 a 3 cm de longitud. Los biorreactores se conectaron a tres líneas de inmersión de 5, 2 y 1 min cada 4h y se colocaron 6 envases en promedio por línea, en condiciones de fotoperíodo de 16 h. Transcurridos 30 a 45 días, se cuantificaron los brotes y se clasificaron de acuerdo al tamaño: < 2 cm (pequeños), entre 2 a 3 cm (medianos), > 3 cm con y sin raíz (grandes). Los dos primeros tipos de brotes se continuaron multiplicando en los mismos medios; y los más elongados se aclimatizaron utilizando el Sistema Autotrófico Hidropónico (SAH). Se determinó la sanidad y la fidelidad de las plantas producidas mediante pruebas de ELISA y RAPD, respectivamente. Durante un periodo de 6 meses se reciclaron un total de 47 recipientes, los cuales produjeron 1.091 brotes: 377 pequeños; 482 medianos; 175 grandes sin raíz y 57 con raíz. Usando el SAH se obtuvo 89,5% de plantas aclimatizadas cuando se usaron brotes enraizados, y 41,6% a partir de brotes sin raíces. Con la combinación de las técnicas RITA y SAH se logró un sistema continuo y eficiente de producción de plantas sanas y fieles al tipo, en comparación con los métodos convencionales de micropropagación y aclimatización.

Mechanical design of an exoskeleton for upper limb rehabilitation

Abstract The pace of modern life, both socio-cultural and technologically, has led to an increase of diseases and conditions that affect the physical-motor capabilities of persons. This increase has originated the development of prototypes to help patients to regain mobility and strength of the affected upper limb. This work, deals with the mechanical structure design of an exoskeleton with 4 degrees freedom for upper limb. Which has the capacity to adjust to the Mexican patient anthropometry (arm length, forearm extension, geometry conditions of the back and the patient's height) BLITZ QFD method was applied to establish the conceptual design and loading service conditions on the structure. So, 5 quasi-static cases of study were defined and conditions for patient rehabilitation were subjected. Also by applying the finite element method the structure was analyzed due to service loading. The results presented in this work, show a new method for patient rehabilitation with mobility deficiencies in the upper limb. The proposed new design allows the rehabilitation of the upper limb under 4 degrees of freedom (tree degrees of freedom at shoulder and one at the elbow), which is perfect to perform active and passive therapy. Additionally, it is an equipment of low cost, which can be affordable to almost all the country population.

Resumen El ritmo de vida actual, tanto sociocultural como tecnológico, ha desembocado en un aumento de enfermedades y padecimientos que afectan las capacidades físico-motrices de los individuos. Esto ha originado el desarrollo de prototipos para auxiliar al paciente a recuperar la movilidad y la fortaleza de las extremidades superiores afectadas. El presente trabajo aborda el diseño de una estructura mecánica de un exoesqueleto con 4 grados de libertad para miembro superior. La cual tiene como principales atributos la capacidad de ajustarse a la antropometría del paciente mexicano (longitud del brazo, extensión del antebrazo, condiciones geométricas de la espalda y altura del paciente). Se aplicó el método BLITZ QFD para obtener el diseño conceptual óptimo y establecer adecuadamente las condiciones de carga de servicio. Por lo que, se definieron 5 casos de estudio cuasi-estáticos e implantaron condiciones para rehabilitación de los pacientes. Asimismo, mediante el Método de Elemento Finito (MEF) se analizaron los esfuerzos y deformaciones a los que la estructura está sometida durante la aplicación de los agentes externos de servicio. Los resultados presentados en éste trabajo exhiben una nueva propuesta para la rehabilitación de pacientes con problemas de movilidad en miembro superior. Donde el equipo propuesto permite la rehabilitación del miembro superior apoyado en 4 grados de libertad (tres grados de libertad en el hombro y uno en el codo), el cual es adecuado para realizar terapias activas y pasivas. Asimismo, es un dispositivo que está al alcance de un mayor porcentaje de la población por su bajo costo y fácil desarrollo en la fabricación.

In vitro antibacterial effect of tobacco leaf exudates against two bacterial plant pathogens

Abstract Natural products are an alternative to control microorganisms that cause diseases in crops. This work aimed to evaluate different solvents for obtaining crude extracts from tobacco leaf exudates and to determine in vitro effect of these extracts against two phytopathogenic bacteria: Xanthomonas campestris (Xc) and Pectobacterium carotovorum (Pc). Crude extracts from ten tobacco lines using solvents with polarities between 3.1 and 6.2 (dichloromethane, n-butanol, ethyl acetate, methanol and ethanol 90%) were obtained. Ethanol 90% was selected as the best solvent for obtaining extracts from tobacco leaf exudates and as a substitute of dichloromethane due to the best yield. The chemical composition diversity of the ethanolic extracts was revealed by thin-layer chromatography. The antibacterial activity was evaluated by agar disk diffusion method recording the inhibition zones. Growth inhibition was observed for all extracts against Xc, and the better activity corresponded to the lines Nic 1061"TI 1738" and Nic 1016 "Incekara" until a minimal amount of 5 μg/ disc, with higher yield in case of the line Nic1061 . Only the extract of the line Nic 1015 was able to inhibit the growth of Pc until a minimal inhibitory concentration of 5 μg/disc. These results suggest a potential use of crude extracts from lines Nic 1061 and Nic 1015 "TI 1341" as an effective agent for the crop protection against Xc and Pc respectively.

Resumen Los productos naturales son una alternativa para el control de microorganismos que ocasionan enfermedades en los cultivos. Este trabajo tuvo como objetivo evaluar diferentes solventes para la obtención de extractos crudos a partir de exudados foliares de líneas de tabaco, y el efecto in vitro de estos extractos contra dos bacterias fitopatógenas: Xanthomonas campestris (Xc) y Pectobacterium carotovorum (Pc). Se evaluaron solventes con polaridades entre 3.1 y 6.2 (diclorometano, n-butanol, acetato de etilo, metanol y etanol 90 %). El etanol 90 % se seleccionó como mejor solvente y como sustituto del diclorometano por su mayor rendimiento. Los extractos etanólicos crudos se obtuvieron a partir de exudados foliares de diez líneas de tabaco seleccionadas. La diversidad de la composición química de los extractos etanólicos se reveló por cromatografía en capa delgada. La actividad antibacteriana se evaluó por el método de difusión en agar con discos de papel de filtro y la medición del diámetro del halo de inhibición. Se observó inhibición para todos los extractos contra Xc destacándose los correspondientes a las líneas Nic 1061 "TI 1738" y Nic 1016 "Incekara" hasta 5 µg de extracto crudo seco /disco, con un mayor rendimiento para la línea Nic 1061. El extracto de la línea Nic 1015 fue el único con actividad contra Pc hasta 5 µg de extracto crudo seco por disco. Estos resultados sugieren un uso potencial de los extractos crudos de las líneas Nic 1061 y Nic 1015 "TI 1341" como un agente efectivo para la protección de cultivos contra estas bacterias.

Obtainment of sugarcane (Saccharum spp. hybrid) biotechnological seed of high genetic and phytosanitary quality in Ecuador

Abstract Methods for obtaining healthy plants are mainly based on the combined use of meristem in vitro culture and hydrothermo-therapy. This work was carried out in order to obtain free- pathogen plants for using as seeds, emphasizing ratoon stunting disease (RSD) of sugarcane. The work was performed using a group of sugarcane cultivars, which was confirmed the variety identification by means of peroxidases isozymes electrophoretic patterns. Plant sanitation was performed in three success sive steps by means of hydrothermal treatment at 52 °C during 2h and using the fungicide vitavax, a second hydrothermal treatment at 51 °C during 10 min to the meristem and a third step in which vitroplantlets were propagated in presence of the antibiotic gentamicin. RSD detection was done by using the staining transpiration methods (STM) of functional bundles. Results allowed the creation of a germoplasm bank of sugarcane plants free of the most important systemic bacterial pathogens, with high genetic quality, which provided basic seed of excellent quality for establishing seedlings. Conservation included an in vitro-plantlets bank and the creation of a "DNA bank" which allows preserving the genetic fond in laboratory conditions. Finally a methodology for obtaining free-pathogens plants from buds and meristems is included.

Resumen Los métodos de saneamiento de plantas se basan fundamentalmente en el empleo combinado de cultivo in vitro de meristemos con tratamientos mediante hidrotermoterapia. Este trabajo se realizó con el objetivo de obtener plantas para usar como semilla libre de patógenos sistémicos, con énfasis en la enfermedad raquitismo de los retoños de la caña de azúcar (RSD). El trabajo se llevó a cabo con diferentes cultivares de caña de azúcar, los cuales fueron previamente identificados mediante marcadores bioquímicos basados en los patrones electroforéticos de isoenzimas peroxidasas. El saneamiento se realizó en tres etapas sucesivas mediante tratamiento hidrotérmico a 52 oC durante 2h y uso del fungicida vitavax, un segundo tratamiento hidrotérmico a los meristemos a 51 oC durante 10 min y una tercera etapa donde las vitroplántulas se propagaron en presencia del antibiótico gentamicina. La detección de RSD se efectuó mediante el empleo de la técnica de tinción de haces vasculares funcionales. Los resultados permitieron la creación de un banco de germoplasma de plantas libres de los principales patógenos bacterianos sistémicos y con alta calidad genética, lo que aportó semilla básica de excelente calidad para establecer semilleros. La conservación incluyó el mantenimiento de plántulas in vitro y la creación de un "banco de ADN" que permite conservar el genofondo en condiciones de laboratorio. Se propone finalmente una metodología para la obtención de plantas saneadas a partir de yemas y meristemos. Abreviaturas: BAP: 6-benzyl-aminopurina; LSD: Escaldadura foliar; RSD: Raquitismo de los retoños; VMCA: Virus del mosaico de la caña de azúcar; THV: tinción de los haces vasculares;

Evaluation of organic acid production by Streptomyces spp. and solubilization of three phosphorus sources by strain T3A

Abstract Fifteen isolates of Eastern Cordillera of the Colombian Andes were identified by morphological characteristics and 16S rDNA gene sequence. The BLAST analysis of 15 sequences shows that isolates belong to Streptomyes. Also we detected the organic acids in the solubilization process mainly oxalic acid, citric acid and gluconic acid. Streptomyces sp. (T3A) was selected in preliminary qualitative and quantitative assays by the high phosphorus solubilizing activity; in this work we evaluate this strain with different forms of inorganic phosphate. The results evidenced the capacity of this actinobacteria to solubilize phosphorous showed 122 mgP •L-1 Ca3(PO4)2, 14 mgP •L-1 AlPO4 and 19,6 mgP-L-1 for rock phosphate. Also the assays revealed that the activity was maintained between a pH range of 5 to 8 with the same sources of insoluble phosphates evaluated. These results contribute to characterize these strains as plant growth promotion bacteria and as key source in agricultural biotech.

Resumen Quince aislamientos de actinobacterias solubilizadoras de fósforo obtenidas a partir de suelos de los andes orientales colombianos fueron identificadas por sus características morfológicas y por la secuenciación del gen 16S ADNr. El análisis BLASTN de las 15 secuencias obtenidas mostró que los aislamientos pertenecían al género Streptomyces. Paralelamente, los aislamientos fueron sometidos a la detección de ácidos orgánicos, durante el proceso de solubilización de fósforo con la presencia mayoritaria de los ácidos oxálico, cítrico y glucónico. Dentro de las cepas evaluadas Streptomyces sp. T3A fue seleccionada para ser evaluada bajo diferentes fuentes de fósforo inorgánico debido a los resultados de evaluaciones cualitativas y cuantitativas realizadas previamente, en las cuales mostró una actividad solubilizadora de fósforo significativamente alta. Los resultados evidenciaron la capacidad de ésta actinobacteria para solubilizar diferentes fuentes de fosfatos insolubles con valores de 122 mgP·L-1 para Ca3(PO4)2, 14 mgP·L-1 para AlPO4 y 19,6 mgP·L-1 para roca fosfórica. También los ensayos revelaron que la actividad se mantiene en un rango de pH de 5 a 8 con las mismas fuentes de fosfatos evaluadas. Los resultados presentados contribuyen al avance en la caracterización de estas bacterias como promotoras de crecimiento vegetal con el fin de presentarlos como un recurso clave a nivel de biotecnología agrícola.

Effect of bio-inoculant from microbial consortia phosphate solubilizing natives in development of pastures (Dichantium aristatum)

Abstract The objective was to evaluate the ability of phosphate solubilizing consortium of native bacteria of the genus Burkhold-eria cepacia, Pseudomonas sp, Pseudomonas luteola and Pantoea sp, in order to find the most efficient. Antagonism tests were conducted between strains and consortia were formed using all possible combinations in the concentrations of 106, 107, 108 CFU / mL. Qualitative and quantitative determinations of the solubilization of phosphates were performed and considering these results, was prepared a bio-inoculant which was evaluated in plant seeds of grass angleton (Dichantium aristatum) laboratory scale, using a statistical completely randomized design (CRD) with 3 treatments and 5 repetitions: control Treatment 1 seeds; Treatment 2, seeds treated with the consortium of microorganisms selected and Treatment 3, seeds treated with commercial fertilizers DAP and Urea. The parameters, number of leaves, leaf area, plant length, root length and dry weights of all plants, were evaluated. The test results indicated that there is no antagonism inhibition in the growth of the strains tested thus formed consortia which showed greater efficiency phosphorus solubilization, highlighting the consortium of Pantoea sp + Pseudomonas sp at a concentration 108 CFU / mL and 5.3 solubilization rates and 842 ppm. In plants showed a significant increase in dry weight and leaf area parameters, indicating greater benefit with respect to the control treatment.

Resumen El objetivo fue evaluar la capacidad solubilizadora de fosfatos de consorcios formados por bacterias nativas de los géneros Burkholderia cepacia, Pseudomonas sp, Pseudomonas luteola y Pantoea sp, con el fin de encontrar el más eficiente. Se realizaron pruebas de antagonismo entre las cepas y se formaron consorcios probando todas las combinaciones posibles en las concentraciones de 106, 107, 108 UFC/mL. Se realizaron evaluaciones cualitativas y cuantitativas de la solubilización de fosfatos y teniendo en cuenta éstos resultados, se preparó un bioinoculante el cual fue evaluado en semillas de plantas de pasto angleton (Dichantium aristatum) a escala de laboratorio, utilizando un diseño estadístico completamente al azar (DCA) con 3 tratamientos y 5 repeticiones: Tratamiento 1 semillas (control), Tratamiento 2, semillas tratadas con el consorcio de microorganismos seleccionado y Tratamiento 3, semillas tratadas con fertilizantes comerciales DAP y Urea. Se evaluaron las variables número de hojas, área foliar, longitud de la planta, longitud de la raíz y peso seco de todas las plantas. Los resultados de la prueba de antagonismo indicaron que no existe inhibición en el crecimiento de las cepas evaluadas, por lo tanto se formaron consorcios los cuales mostraron mayor eficiencia en la solubilización del fósforo, destacándose el consorcio formado por Pantoea sp + Pseudomonas sp a una concentración de 108 UFC/mL y con índices de solubilización de 5,3 y 842 ppm. En las plantas se evidenció un incremento significativo en los parámetros peso seco y área foliar usando el consorcio microbiano, indicando mayor beneficio en comparación con el control.

Proceed to the innovation in the pharmaceutical industry. The case of Spain

Abstract This article explores sectors identified innovation in Spanish pharmaceutical companies. It also considers domestic firms and foreign subsidiaries in the country. The analysis covers the period 2009 to 2011 for a population N=200 affiliates at that time Farmaindustria and Plan Profarma. The work involved a search of useful information on the websites of pharmaceutical companies based in Spain statically describes the innovative profile of the Spanish pharmaceutical through descriptive statistical analysis. Thus a foundation for documenting the results in a database in order to get a picture with determination on the behavior of Spanish pharmaceutical sector and possible trends is created. The high content of literary contribution on the pharmaceutical sector is expressed in a globalized national and international level, rejecting data and information that could provide signals threat or opportunity regarding short period time, and which in turn are comparable to other years since the Spanish pharmaceutical industry is constituted by companies of foreign origin (50.5%) and domestic capital (49.5%). Of the latter SMEs are the protagonists of small innovations established in Madrid and Barcelona mainly.

Resumen El presente artículo explora sectores que identifican la innovación en empresas farmacéuticas de España. Para ello se consideran firmas nacionales y filiales extranjeras establecidas en territorio nacional. El análisis realizado comprende el periodo de 2009 al 2011 para una población N=200 empresas afiliadas en ese momento a Farmaindustria y al Plan Profarma. El trabajo consistió en una búsqueda de información útil en las páginas web de las empresas farmacéuticas establecidas en España que pudieran describir de forma estática el perfil innovador del sector farmacéutico español a través del análisis estadístico descriptivo. De esta forma, se crea un cimiento para la documentación de los resultados en una base de datos con el propósito de obtener un panorama con determinación sobre el comportamiento del sector farmacéutico español, así como posibles tendencias. El alto contenido de aportación literaria sobre el sector farmacéutico, se expresa de forma globalizada a nivel nacional e internacional, desestimando datos e información que pudieran ofrecer señales de amenaza u oportunidad respecto al corto periodo de tiempo, ya que a su vez son equiparables a otros años puesto que la industria farmacéutica española se constituye por empresas de origen extranjero (50.5%) y de capital nacional (49.5%). De éstas últimas las pymes son las protagonistas de las pequeñas innovaciones de las firmas establecidas en Madrid y Barcelona principalmente.

Cultivation of Arthrospira platensis (Spirulina) in curved doubly tubular photobioreactor to environmental conditions in the South of the Peru

Abstract The present work investigated the cultivation of microalgae Arthrospira platensis (Spirulina) in productivity values cultivated in doubly curved tubular photobioreactor to environmental conditions in order to take advantage of the high solar radiation of the Arequipa region in southern Peru (16°24'50" LS; 71°32'02"LW; 2344 msnm.). The photobioreactor was built with a transparent tube of polyvinyl chloride (PVC). The productivity of the crop was 13.9 g/m2 in 14 days or 1 g/m2/day and a concentration of chlorophyll - "a" 0.00785 mg/L with a maximum radiation of 1179 W/m2, and a 121500 lux illumination, making its helical filaments abnormal morphologies, such as curves and linear even irregular shapes with fragmentation, demonstrating that the crop was affected by high radiation and variations in temperatures of Arequipa.

Resumen El presente trabajo investigó el cultivo de la microalga Arthrospira platensis (Spirulina) en valores de productividad cultivado en fotobiorreactor tubular doblemente curvado a condiciones ambientales con el fin de aprovechar la alta radiación solar de la región Arequipa en el sur de Perú (16°24´50´´ LS; 71°32´02´´ LO; 2344 msnm). El fotobiorreactor fue construido con un tubo transparente de policloruro de vinilo (PVC). La productividad del cultivo fue de 13.9 g/m2 en 14 días ó 1 g/m2/día y una concentración de clorofila - "a" de 0.00785 mg/L con una máxima radiación de 1179 W/m2, y una iluminación de 121500 lux, convirtiendo sus filamentos helicoidales a morfologías anormales, tales como formas irregulares curvas e incluso lineales con fragmentaciones, demostrando que el cultivo se vio afectado por la alta radiación y las variaciones de temperaturas de Arequipa.