Trabajo de grado - Maestría

Respuestas fisiológicas y bioquímicas de Limnospira maxima a la exposición a diferentes espectros de luz y fuentes de nitrógeno

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Autor
Pineda Rodríguez, Yirlis Yadeth
Institución
Resumen
Limnospira maxima es una cianobacteria cultivada por su contenido de proteínas, vitaminas, y ficobiliproteínas. El objetivo de este estudio fue analizar el impacto del tipo de luz y fuente de nitrógeno en el crecimiento y contenido de pigmentos de L. maxima. Siendo necesario primeramente 1. Tipificar la cepa mediante el marcador molecular ARNr 16S; 2. Evaluar la tasa de crecimiento de L. maxima en función del tipo de luz y fuente de nitrógeno; y 3. Determinar el contenido de pigmentos bajo diferentes espectros de luz y fuentes de nitrógeno. La tipificación se realizó utilizando primers que amplifican la región ARNr 16S. Para obtener ADN de calidad, se evaluaron tres kits de extracción de ADN y dos tipos de muestra; encontrándose que el Kit de ADN genómico PureLink™ con biomasa pulverizada (Pbact-P) fue el mejor método. Para evaluar la tasa de crecimiento (peso seco y densidad óptica) se emplearon cuatro tipos de luz y dos fuentes de nitrógeno, incluyendo un control. Se observó que la luces blanca y amarilla generaron los mejores resultados. Tanto el KNO3 y NaNO3 mostraron resultados similares, sin embargo, se recomienda el KNO3 al ser más rentable; la deficiencia de nitrógeno estimuló la biomasa seca, pero afectó la concentración de pigmentos. Finalmente, para determinar el contenido de pigmentos, se midieron las concentraciones de clorofila, carotenoides y ficobiliproteínas; encontrándose que la luz blanca promovió los mayores contenidos de ficocianina (el pigmento más importante de las cianobacterias).
 
INTRODUCCIÓN .....................................................................................................................3
 
1. REVISIÓN DE LITERATURA ............................................................................................5
 
1.1. GENERALIDADES DE LAS CIANOBACTERIAS. .................................................... 5
 
1.2. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE Limnospira maxima. ................................... 6
 
1.2.1. Morfología .......................................................................................................... 6
 
1.2.2. Clasificación taxonómica ................................................................................... 7
 
1.2.3. Hábitat ............................................................................................................... 8
 
1.2.4. Reproducción y ciclo de vida ............................................................................. 9
 
1.2.5. Fases de crecimiento ....................................................................................... 10
 
1.3. COMPOSICIÓN NUTRICIONAL ............................................................................. 12
 
1.3.1. Proteínas ......................................................................................................... 13
 
1.3.2. Vitaminas ......................................................................................................... 13
 
1.3.3. Minerales ......................................................................................................... 13
 
1.3.4. Carbohidratos .................................................................................................. 14
 
1.3.5. Lípidos y ácidos grasos ................................................................................... 14
 
1.3.6. Ficobiliproteínas ............................................................................................... 14
 
1.4. APLICACIONES FARMACÉUTICAS Y NUTRACÉUTICAS DE LA ESPIRULINA .. 15
 
1.4.1. Control de peso ................................................................................................ 15
 
1.4.2. Tratamiento de la presión arterial .................................................................... 16
 
1.4.3. Importancia en el sistema inmunológico .......................................................... 16
 
1.4.4. Importancia en el tratamiento de la diabetes ................................................... 17
 
1.5. PARÁMETROS DE CRECIMIENTO ....................................................................... 18
 
1.5.1. Medio de crecimiento ....................................................................................... 18
 
1.5.2. Agitación y aireación ........................................................................................ 19
 
1.5.3. Iluminación ....................................................................................................... 20
 
1.5.4. Temperatura .................................................................................................... 20
 
1.5.5. pH .................................................................................................................... 20
 
1.5.6. Salinidad .......................................................................................................... 21
 
1.6. IMPORTANCIA DEL NITRÓGENO EN Limnospira maxima. .................................. 21
 
1.7. IMPORTANCIA DEL ESPECTRO DE LUZ EN LA PRODUCCIÓN DE BIOMASA Y PIGMENTOS DE Limnospira maxima. ............................................................................... 22
 
2. MATERIALES Y MÉTODOS ............................................................................................ 24
 
2.1. OBJETIVO ESPECÍFICO 1. Tipificar la cepa L. maxima mediante el marcador molecular ARNr 16S ............................................................................................................................... 24
 
2.1.1. Cepa de cianobacterias y medio de producción .............................................. 24
 
2.1.2. Toma de muestras ........................................................................................... 25
 
2.1.3. Diseño experimental ........................................................................................ 25
 
2.1.4. Extracción de ADN genómico .......................................................................... 25
 
2.1.7. Análisis estadístico .......................................................................................... 27
 
2.2. OBJETIVO ESPECÍFICO 2. Evaluar la tasa de crecimiento de L. maxima en función del tipo de luz y fuente de nitrógeno. ................................................................................. 28
 
2.2.1. Cepa de cianobacterias y medio de producción ................................................... 28
 
2.2.2. Condiciones del experimento y diseño experimental. ........................................... 28
 
2.2.3. Densidad óptica y peso seco. .............................................................................. 29
 
2.2.4. Análisis estadístico ............................................................................................... 30
 
2.3. OBJETIVO ESPECÍFICO 3. Determinar el contenido de pigmentos en L. maxima en función del tipo de luz y fuente de nitrógeno. ..................................................................... 30
 
2.3.1. Determinación de clorofila y carotenoides totales ................................................. 30
 
2.3.2. Determinación de ficobiliproteínas ........................................................................ 31
 
2.3.3. Determinación de proteínas solubles .................................................................... 31
 
2.3.2. Análisis estadístico .............................................................................................. 32
 
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ........................................................................................ 32
 
3.1. OBJETIVO ESPECÍFICO 1. Tipificar la cepa L. maxima mediante el marcador molecular ARNr 16S ........................................................................................................................... 32
 
3.1.1. Concentración de ADN y relaciones de pureza A260/A280 y A260/A230. ........... 32
 
3.2. OBJETIVO ESPECÍFICO 2. Evaluar la tasa de crecimiento de L. maxima en función del tipo de luz y fuente de nitrógeno. ....................................................................................... 37
 
3.2.1. Medición de la radiación fotosintéticamente activa (RFA) .................................... 37
 
3.2.2. Densidad óptica (DO) y peso seco (PS). .............................................................. 37
 
3.3. OBJETIVO ESPECÍFICO 3. Determinar el contenido de pigmentos en L. maxima en función del tipo de luz y fuente de nitrógeno. ..................................................................... 42
 
3.3.1. Clorofila (Chla y Chlb) y carotenoides totales. ...................................................... 42
 
3.3.2. Ficobiliproteínas (Ficocianina, aloficocianina, ficoeritrina) y proteínas solubles ... 45
 
3.4. Análisis de Componentes Principales ......................................................................... 69
 
4. CONCLUSIONES ............................................................................................................... 73
 
5. RECOMENDACIONES ...................................................................................................... 74
 
6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................ 75
 
7. ANEXOS .......................................................................................................................... 85
 
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