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Análisis comparativo de la respuesta fotoprotección oxidativa del daño causado por mildiu (Peronospora Variabilis) en variedades de quinua (Chenopodium quinoa)
(Facultad de Ciencias Puras y Naturales, 2024) Vasquez Vargas, Keveen Fernando; Mollinedo Portugal, Patricia Andrea
La quinua (Chenopodium quinoa) es un cultivo andino de alto valor nutricional, rico en proteínas, carbohidratos y micronutrientes. Sin embargo, su producción enfrenta desafíos significativos debido al Peronospora variabilis, agente causal del Mildiu. Este estudio evaluó la respuesta inmune de dos variedades de quinua, Kurmi (resistente) y Pandela (susceptible), tras la infección por P. variabilis, enfocándose en la acumulación de especies reactivas de oxígeno (EROs), los niveles de clorofila y carotenoides, y la actividad antioxidante durante seis días post-infección. Se emplearon técnicas de espectrofotometría, reveladores químicos (NBT y FeCl₃) y análisis de imágenes mediante el software Fiji (ImageJ) para comparar patrones de color y valores RGB con los datos bioquímicos. Los resultados mostraron que Pandela acumuló mayores niveles de EROs, indicando una respuesta defensiva descontrolada que generó más daño oxidativo. Además, esta variedad experimentó una reducción significativa en los niveles de clorofila y carotenoides, afectando su capacidad fotosintética, mientras que su actividad antioxidante, aunque inicialmente elevada, disminuyó rápidamente. En contraste, Kurmi mostró una acumulación moderada de EROs, manteniendo niveles más estables de pigmentos fotosintéticos y una actividad antioxidante sostenida, lo que le permitió proteger eficazmente su aparato fotosintético y controlar el estrés oxidativo. El análisis concluye que la variedad resistente Kurmi exhibe una mejor regulación de los mecanismos bioquímicos, como la acumulación de EROs y la conservación de pigmentos fotosintéticos, lo que le confiere una mayor capacidad de resistencia frente al P. variabilis. Por el contrario, la variedad susceptible Pandela mostró una respuesta ineficaz, caracterizada por un mayor daño oxidativo y un deterioro fotosintético más pronunciado. Estos hallazgos subrayan la importancia de estos mecanismos en el desarrollo de estrategias para mejorar la resistencia de cultivos frente al Mildiu
Determinación de los parámetros fisicoquímicos óptimos para máxima eficiencia β-1,3,1,4- glucanasa recombinante en la degradación de β-glucanos de avena (avena sativa)
(Facultad de Ciencias Puras y Naturales, 2024) Cáceres Cruz, María Fernanda; Mollinedo Portugal, Patricia Andrea
El proyecto se enfoca en la caracterización de la enzima β-1,3-1,4-glucanasa (BglS), codificada por el gen bglS de Bacillus subtilis, con el objetivo de determinar sus condiciones óptimas de funcionamiento y evaluar su potencial aplicación industrial, especialmente en la degradación de β-glucanos de avena. La producción de la enzima recombinante BglS se logró con éxito utilizando la cepa E. coli BL21(DE3), obteniendo una proteína funcional con una concentración de 0,290 μg/mL. Las pruebas experimentales revelaron que la enzima presenta una actividad máxima en un pH de 6 y 9 a una temperatura de 50 °C, confirmando su estabilidad y eficiencia. A temperaturas superiores a 50 °C, la actividad de la enzima disminuyó significativamente, destacando la importancia de trabajar dentro de este rango óptimo. La cinética enzimática de la BglS se evaluó siguiendo el modelo de Michaelis-Menten, utilizando β-glucanos de avena como sustrato. Los valores de Km y Vmax obtenidos fueron 18,06 mg/mL y 33,52 U/min, respectivamente, lo que indica una afinidad moderada por los β-glucanos, aunque inferior a los reportados en la literatura para enzimas similares. Este comportamiento puede atribuirse a las características estructurales del sustrato y a las condiciones experimentales utilizadas. Adicionalmente, se evaluó la cinética con liquenan un sustrato específico, obteniéndose valores de Km de 78,97 mg/mL y Vmax de 1302,80 U/min, lo que evidencia una menor afinidad por este sustrato. Se estudió el efecto de diversos iones metálicos (Ca²⁺, Mg²⁺, Cu²⁺ y K⁺) sobre la actividad enzimática. A una concentración de 1 mM, el calcio incrementó la actividad en aproximadamente un 6%, mientras que, a 10 mM, todos los iones redujeron la actividad enzimática, siendo el magnesio el inhibidor más significativo con una reducción del 48%. En contraste, el cobre mostró la mayor actividad relativa entre los metales a 10 mM, con solo un 30% de reducción frente al control. Estos resultados subrayan la importancia de ajustar la concentración y tipo de ion metálico en aplicaciones prácticas para maximizar la actividad enzimática. Su notable actividad a pH 9 destaca su potencial para procesos en condiciones alcalinas, como la producción de biocombustibles, donde la enzima puede degradar glucanos en biomasa lignocelulósica para liberar azúcares fermentables. También se identifica su aplicabilidad en el tratamiento de aguas residuales, aprovechando su estabilidad en entornos alcalinos para degradar compuestos orgánicos complejos
Efecto del magnesio como cofactor mayoritario en la enzima modificada a-milasa-Mg de aspergillus oryzae
(Facultad de Ciencias Puras y Naturales, 2016) Yañiquez Vedia, Jorge Fabio; Mollinedo Portugal, Patricia Andrea
Se determinó que la enzima dializada es estable y tiene una mayor actividad. Donde se tiene que en 3 días la enzima sufre cambios en su estructura por la pérdida de calcio, pero a partir del tercer día la enzima se estabiliza. La actividad de la enzima continúa cambiando después de la diálisis hasta encontrar su estructura más estable. El ingreso de Magnesio como cofactor principal aumenta la actividad de la enzima a las condiciones determinadas por este método. Y estabiliza la estructura comparando su estabilidad respecto la enzima sin calcio cumpliendo el objetivo. Por el tamaño del ión Magnesio, se asume que existe una disminución del tamaño de la estructura cuaternaria de la enzima, esto debido a que el Magnesio sustituye al Calcio como separador y estabilizador de dominios. Esto explica por qué la enzima es más activa con Magnesio que con Calcio. Se determina que el ingreso de Magnesio no estabiliza fuertemente la enzima pero si aumenta su actividad 11,4 veces en las condiciones del método, y cambia el pH de mayor actividad de 5,5 a 3. Se obtuvieron los resultados esperados de todos los objetivos planteados
Evaluación de cinco parámetros para la detección temprana de mildiu (Peronospora variabilis) en Quinua (Chenopodium Quinoa)
(Facultad de Ciencias Puras y Naturales, 2024) Claure Mollo, Micaela Reyna; Mollinedo Portugal, Patricia Andrea
El Mildiu, causado por Peronospora variabilis, es una de las principales amenazas para la producción de quinua (Chenopodium quinoa), con el potencial para generar pérdidas de hasta un 100% en condiciones ambientales favorables para el patógeno. A pesar de ser un patógeno conocido en todos los países donde se cultiva quinua, su estudio ha sido limitado, y existe poca información sobre la respuesta de la planta a esta enfermedad. Además, la falta de herramientas eficientes y accesibles para los agricultores ha restringido la posibilidad de implementar medidas de prevención tempranas. El objetivo de este trabajo fue evaluar cinco parámetros como potenciales indicadores de detección temprana del patógeno Mildiu (Peronospora variabilis) en hojas de dos variedades de quinua (Chenopodium quinoa) mediante espectrofotometría y colorimetría. Los compuestos bioactivos (fenoles, betalaínas y carotenoides), pigmentos fotosintéticos (clorofilas a y b), y cambios en la colorimetría RGB han demostrado ser sensibles al estrés biótico en otras plantas. La evaluación de estos componentes en la quinua proporcionó información valiosa de la interacción de la planta con el patógeno, lo cual puede aplicarse en mejoramiento genético y desarrollo de biocontroladores. Los resultados, respaldados por pruebas estadísticas de diferencias con una confiabilidad del 95%, mostraron que las clorofilas a y b, los carotenoides y la colorimetría RGB fueron indicadores efectivos para identificar al patógeno desde el primer día de infección, antes de la aparición de síntomas visibles. La evaluación demostró que los parámetros colorimétricos, medidos con un sensor portátil, detectaron alteraciones asociadas al estrés biótico mediante los componentes R y G del modelo RGB, mientras que los carotenoides y las clorofilas a y b, permitieron correlacionar los cambios químicos foliares con la progresión del patógeno. En cuanto a los compuestos bioactivos, los carotenoides desempeñaron roles duales como fotoprotectores y antioxidantes, reflejando una respuesta adaptativa al estrés biótico. Por su parte, las betalaínas y los compuestos fenólicos mostraron un incremento en su síntesis como parte del mecanismo de defensa de las variedades de quinua. El uso de técnicas como la colorimetría portátil y la espectrofotometría destaca por su accesibilidad y bajo costo en comparación con métodos moleculares. Estas técnicas permiten la detección temprana del Mildiu tanto en variedades resistentes como susceptibles de quinua. Estos hallazgos no solo proporcionan herramientas prácticas para la gestión fitosanitaria, sino que también aportan información clave sobre los mecanismos de interacción planta-patógeno.
Monitoreo de efluentes a industria de curtiembres
(Facultad de Ciencias Puras y Naturales, 2010) Surco Aruquipa, Verónica; Mollinedo Portugal, Patricia Andrea
El presente trabajo, se monitorea el contenido de cromo de los efluentes de la industria de curtiembres, se realizó muestreo de las curtiembres BRANGUS LEATHER SRL, TECA (Tenerías - Cardona), AMERICA según norma Boliviana. se cuantificó la cantidad de Cr+3 y Cr+6 en muestras de aguas de las tres curtiembres, comparar resultados según las acciones que tomaron en gestiones anteriores con la actual para mitigar la contaminación en especial la del Cr+6. Los residuos que generan las curtiembres incluyen: efluentes líquidos, desechos sólidos, emisiones olorosas a la atmósfera y ruido, los que se traducen en efectos negativos sobre el bienestar de la población, principalmente a través de la salud. Los efluentes líquidos incluyen las descargas de flujos de los procesos de lavado y remojado y, de los efluentes ácidos (del curtido con cromo) y alcalinos (sulfuros) en los ríos. Las emisiones olorosas corresponden principalmente a las de ácido sulfhídrico. En la ciudad de La Paz, la Cámara de Industrias calculó que en 1993 más de 60 curtiembres clandestinas y 25 legales que trabajan en el país utilizando procesos industriales altamente contaminantes. La mayoría vierte sus desechos al río Choqueyapu, que atraviesa la ciudad. En El Alto, en la zona de Villa Tunari, varias Curtiembres contaminan el río Hernani, y algunas plantas utilizan un ácido para fijar los colorantes del teñido que causa problemas a la salud humana
Polímeros naturales absorbentes
(Facultad de Ciencias Puras y Naturales, 2019) Valdivieso Molina, Fabiola Rocío; Mollinedo Portugal, Patricia Andrea
Los polímeros absorbentes tienen una gran aplicación tanto en industrias de alimentos como en cosméticos, productos de limpieza, entre otras. Sin embargo, la mayoría de los polímeros utilizados actualmente no pueden ser biodegradados en la naturaleza. Es por eso, que la investigación de propiedades absorbentes de polímeros naturales ha llegado a tener una gran importancia y aplicación. El almidón, uno de los polímeros más abundantes en la naturaleza podría llegar a tener una amplia perspectiva en la industria en cuanto a su capacidad absorbente, sin embargo se requiere profundizar la investigación. Si bien todos los almidones tienen amilosa y amilopectina como parte de cada granulo de almidón; almidones de diferente origen botánico presentan diferentes características estructurales. Se han analizado ciertas especificaciones estructurales como humedad, características de gelatinización, porcentaje de amilosa y amilopectina, morfología del gránulo de almidón y retrogradación; para determinar la relación entre las mismas con la capacidad absorbente de almidones de cinco diferentes orígenes botánicos: papa (Solanum tuberosum), quinua (Chenopodium quinoa), yuca (Manihot esculenta), trigo (Triticum aestivum) y arroz (Oryza sativa) como muestra estándar. En el presente trabajo se determinó que el almidón de quinua retrogradado es el de máxima capacidad absorbente. Este almidón presenta un gránulo de almidón más pequeño, la relación más alta de amilosa y amilopectina (mayor porcentaje de amilopectina) y bajo grado de gelatinización. En este tipo de almidón, la retrogradación favorece la absorción debido a la ruptura de los gránulos, resultando en mayor superficie de contacto y en que las moléculas de agua son más fácilmente retenidas en la estructura, y se forman puentes de hidrógeno. Aun así, los demás llegan a tener capacidad absorbente inmediata
Tillandsia Capillares R & P., como bioindicador de la contaminación atmosférica por metales pesados en la ciudad de La Paz
(Facultad de Ciencias Puras y Naturales, 2016) Apaza Tarqui, Fernando; Mollinedo Portugal, Patricia Andrea
Él presente trabajo, refleja un estudio de la contaminación por metales pesados en la ciudad de La Paz, en el área urbana que se ve afectada seriamente por varios factores de contaminación, principalmente la antrópica, causada por el hombre, que se refleja en la contaminación por metales pesados presentes en la atmósfera como ser Cd, Pb, As, Hg y Mn entre otros que son captados por las TILLANDSIAS Capillaris R.& P. o como se conoce planta aérea, esta puede actuar como bioindicador y bioacumulador de contaminantes atmosféricos mencionados, ya que esta especie tiene la capacidad de captar la humedad del ambiente y en CO2 disuelto en el aire y con ayuda de energía solar poder sintetizar carbohidratos y los nutrientes necesarios para su existencia y reproducción respectiva . El análisis empleado fue por, espectroscopia de absorción atómica por horno de grafito para el Pb, As y Cd, y espectroscopia de absorción atómica por llama para Mn, y Fluorescencia atómica para el Hg, en estos análisis se evidencio la presencia de estos elementos que fueron analizados en 4 puntos con alto tráfico vehicular diurno en áreas urbana de la Ciudad de La Paz