Biología

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A la deriva en un mar cambiante: Explorando las implicaciones del cambio climático en el área de cría de la Ballena jorobada (Megaptera novaeangliae) en el Pacífico Colombiano y Panameño
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2023) Cuéllar León, José David; Osorio Domínguez, Daniel
El cambio climático global ha llevado a impactar ecosistemas marinos, afectando variables clave para la distribución de la ballena jorobada (Megaptera novaeangliae). Estas alteraciones, derivadas principalmente de actividades antropogénicas, plantean desafíos significativos para la conservación y el estudio de la distribución de esta especie. Para este estudio se tomaron datos de las costas del Pacífico Noroccidental de Colombia y Panamá que coinciden con la Zona Económica Exclusiva y Áreas Protegidas de estos países, siendo cruciales para la reproducción de las ballenas jorobadas. Estas ballenas desempeñan un papel esencial en su ciclo reproductivo, incluyendo procesos fundamentales como el parto y la lactancia, por lo que es crucial comprender los hábitats donde se distribuyen. Fue utilizando el algoritmo de máxima entropía (MaxEnt), implementando variables de temperatura, salinidad, velocidad de corriente, batimetría y distancia de la costa. Se modeló la variación espacial y temporal del hábitat en los diferentes escenarios RCP26 y RCP85 del CMIP5 con los horizontes de tiempo 2050 y 2100 dando un AUC= 0,80 lo que indicó un rendimiento aceptable del modelo. Los resultados mostraron que la salinidad y la batimetría emergen como factores de mayor importancia en la construcción de un modelo de idoneidad de hábitat, en la distribución de Megaptera novaeangliae se experimentó más ganancia en áreas en comparación con las perdidas. El efecto potencial del cambio climático difiere para la especie evaluada en los tamaños de las áreas potenciales de distribución. Los distintos escenarios del modelo revelan cambios importantes en la idoneidad de hábitat especialmente en la costa pacífica de Panamá donde la idoneidad actual es menor a la del modelo. Según las proyecciones del modelo utilizado en el estudio, las áreas protegidas actuales muestran una insuficiencia en términos de tamaño para garantizar la conservación efectiva de la especie. Se recomienda que las acciones de conservación cuenten con una relevancia crucial en anticipar y comprender las respuestas específicas de la especie ante futuras proyecciones de cambio climático, además de aumentar las acciones de monitoreo para obtener predicciones de mayor calidad.
A network-based approach to the cancer hallmarks paradigm for the prediction and localization of pharmacological targets in the human interactome
(Pontificia Universidad Javeriana de Cali, 2019) Cárdenas-Heredia, Rafael Andrés
Aislamiento e identificación de bacterias solubilizadoras de fosfatos (BSF) asociadas a la rizósfera de vanilla spp.
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2019) García Marulanda, Zeneth Vanessa; Mosquera Espinosa, Ana Teresa; Flanagan, Nicola Sian
Los suelos de la región biogeográfica del Choco en la costa pacífica colombiana son altamente ácidos, lo que conduce a una baja disponibilidad de nutrientes para las plantas, en particular el fósforo. Una estrategia adoptada por las plantas a los suelos ácidos es la asociación con microorganismos de la rizósfera, tanto hongos como bacterias, que contribuyen a mejorar la disponibilidad de los nutrientes. La estrategia adoptada por las bacterias rizosféricas solubilizadoras de fosfato contribuyen a mejorar la eficiencia de utilización del mismo. En la presente investigación se evaluó el aislamiento e identificación de bacterias solubilizadoras de fosfato asociadas a la rizósfera de plantas silvestres de Vanilla spp. Para lo cual, se planteó como objetivos: 1) Identificar el mejor medio de cultivo selectivo y la mejor dilución para el aislamiento de Bacterias Solubilizadoras de Fosfato (BSF); 2) Estandarizar la metodología para la preservación y reactivación de BSF; 3) Identificar a nivel molecular, las especies bacterianas presentes en la rizósfera de algunas especies silvestre de Vanilla. De seis especies de Vanilla colectadas en dos municipios del Valle del Cauca fue posible obtener un total de 612 aislamientos, de los cuales 100 fueron seleccionados por morfotipo y de estos 65 fueron identificados hasta especie.. Para considerar el mejor medio de cultivo selectivo y dilución se realizó la prueba de Regresión de Poisson, la cual indicó el medio Pikovskaya (PVK) y la dilución 10-4 como las mejores condiciones para el aislamiento de BSF. La estandarización de la metodología de preservación y reactivación de las BSF mediante el análisis de prueba de Fisher permitió identificar que se pierde el 25% de la población total preservada seis (6) meses después de su preservación. De igual forma, la identificación de los aislamientos se realizó mediante la secuenciación de la región ribosomal 16S y búsquedas BLAST en GenBank predominando géneros como Burkholderia y Bacillus.
Análisis de la expresión de los genes INCENP y PLK1 en las líneas celulares NIH-3T3 y HT-29 y su Asociación con el proceso de inestabilidad genómica
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Gallego Serna, Daniela; Quimbaya Gómez, Mauricio Alberto
Una característica fundamental del cáncer es la inestabilidad genómica (IG), en la cual el genoma, al acumular mutaciones sin ser detectadas o reparadas, sufre cambios permanentes en la secuencia del ADN. Hay genes desencadenantes de IG entre los cuales se ha reportado PLK1, que es un regulador maestro del proceso de segregación de cromosomas, específicamente en el punto de control G2/M y la citocinesis. La fosforilación mediada por PLK1 facilita la correcta ubicación del huso cromático en el momento y lugar adecuados de la división mitótica. La sobreexpresión de este gen puede llevar a la formación de células binucleadas, inestabilidad cromosómica (IC) y aneuploidía, lo que puede contribuir al desarrollo del cáncer. De igual manera, el gen INCENP participa en el proceso de segregación de cromátidas hermanas y, aunque hay pocos estudios en los que se informe el papel de INCENP como inductor de IG, se cree que podría estar involucrado debido a su participación en el Complejo Pasajero de Cromosomas (CPC). El trabajo de investigación exploró la relación transcripcional entre los genes INCENP y PLK1, evaluando la expresión de ambas moléculas en dos líneas celulares contrastantes, la línea NIH-T3T derivada de fibroblastos de ratón y la línea HT-29 obtenida de adenocarcinoma de colon. Los resultados obtenidos sugieren la posibilidad de una correlación transcripcional entre PLK1 e INCENP, lo que arroja luz sobre la comprensión de los mecanismos asociados con el fenómeno de IG en el proceso de transformación neoplásica.
Análisis de la expresión del gen osFRDL4 tras toxicidad por aluminio en Oryza sativa y Oryza Glumaepatula
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2022) Zapata Balanta, Sebastián; Quimbaya Gómez, Mauricio Alberto
El aluminio (Al) es un metal altamente tóxico en suelos ácidos, dónde se convierte en el catión trivalente Al3+, inhibiendo el crecimiento de las raíces de las plantas. Se han realizado diversos estudios para asociar la expresión de ciertos genes con la tolerancia al Al3+ en plantas, y se ha encontrado que el gen OsFRDL4, que se expresa tanto en células de la punta de la raíz como en zonas maduras de la misma, está asociado a la tolerancia al estrés al codificar una proteína que secreta citrato en la rizosfera. En este estudio, se evaluó la expresión del gen OsFRDL4 en variedades tolerantes y susceptibles al Al3+ de Oryza sativa y Oryza glumaepatula. Posteriormente, se realizó un análisis de los perfiles de expresión del gen bajo condiciones control a nivel de tejido utilizando la información disponible en la base de datos Rice Expression Database. Así mismo, se comparó el nivel de expresión en raíces de OsFRDL4 y algunos genes previamente implicados en la tolerancia al estrés por Al3+ bajo condiciones control. Finalmente, se realizó un análisis de las categorías funcionales (GO) asociadas con el gen OsFRDL4. De acuerdo con los resultados obtenidos, no hubo diferencias significativas en la expresión de OsFRLD4 bajo estrés por Al3+ para variedades tolerantes y susceptibles de O. sativa y O. glumaepatula, lo cual sugiere que posiblemente existen otros genes y mecanismos implicados en la tolerancia al estrés en las variedades analizadas que sean más relevantes para la tolerancia al Al3+ que el mecanismo de desintoxicación externa mediado por OsFRDL4. De la misma manera, se muestra como el nivel de expresión de OsFRDL4 es muy bajo en las raíces en comparación con otros genes implicados en el proceso de tolerancia al Al3+. Este estudio generó información base para entender los mecanismos de tolerancia al aluminio en plantas comerciales y silvestres de arroz.
Arborescent Passiflora: a phylogenetic analysis of subgenus Astrophea (Passifloraceae)
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Gallego Muñoz, Ana Marcela; Suárez Barón, Harold Geovanny; Ocampo Pérez, John Albeiro
Premisa: Las especies arborescentes de Passiflora son poco conocidas, siendo escasas y dificiles de encontrar en la naturaleza. Sus caracteristicas morfológicas han sido utilizadas para estimar sus relaciones filogenéticas, pero la similitud entre sus caracteres no permite un diferenciación significativa entre especies. Por lo anterior, este trabajo pretende contribuir a la elucidación de las indeterminaciones taxónomicas entre las especies arborescentes a través de una aproximación molecular. Métodos: Un estudio filogenético molecular utilizando los marcadores nucleares ITS y ncpGS, mediante un análisis de Máxima Verosimilitud (Maximum Likelihood), para investigar las relaciones de Astrophea con otros subgéneros y dentro de él mismo. Además, se llevó a cabo una revisión sistemática del Estado de Conservación de las especies arborescentes verificando diferentes bases de datos. Resultados: Astrophea es un clado monofilético bien respaldado, estrechamente relacionado con el subgenero Deidamioides, y la mayoría de las especies arbóreas tienden a agruparse en el mismo clado, lo que permite aclarar algunas incertidumbres en la identificación taxonómica. La información sobre el Estado de Conservación es insuficiente y depedende en gran medida de los informes particulares. Conclusiones: El analisis filogenético realizado es el más completo para Astrophea hasta la fecha, recalcando la necesidad de seguir investigando a este grupo, en particular enfocandose en las especies arbóreas, ya que requieren esfuerzos de conservación para prevenir su extinción, pero la falta de conocimiento sobre este subgénero previene la implementación de estrategias de conservación efectivas.
Armadillo Project - Ambrocio Oy
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Ibañez Quintero, María José; Varela Álvarez, Juan David; Riascos Cataño, Diana Isabel; Cuenca Perea, Sebastián
Trabajo de grado multidisciplinario En este documento, nos proponemos explorar y desarrollar un implante craneal modular asequible, de alta calidad y biocompatible, dirigido fundamentalmente a países con dificultades para acceder a dispositivos médicos esenciales, con el objetivo de crear un producto seguro y efectivo, además de establecer un modelo sostenible que facilite la producción y distribución a gran escala, enfocado en la equidad y la inclusión en el acceso a la atención. El presente documento se estructurará en tres secciones principales: en primer lugar, se presentará el desafío, detallando la descripción del problema y su justificación; a continuación, se explorará un marco teórico y metodológico que abarcará el contexto de los antecedentes relevantes para el proyecto, seguido de una exposición de la metodología de Design Thinking, trabajando a partir de un esquema que comprende desde la empatía, definición, ideación, prototipado hasta el proceso de validación, ofreciendo una propuesta final junto con un presupuesto asociado; y por último, se realizará una discusión que incluirá conclusiones, oportunidades potenciales para futuras investigaciones, reflexiones sobre el proceso y los aprendizajes adquiridos, así como una sección que describirá el proceso de diseño desde la perspectiva de cada carrera.
Bacterias solubilizadoras de fosfatos aisladas de Vanilla spp. para el biocontrol de Fusarium spp.
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Cruz Angulo, Andrés Felipe; Mosquera Espinosa, Ana Teresa
La Vainilla es una orquídea hemiepifita que crece en el neotrópico, la cual pertenece a la familia Orchidaceae. Para el 2023, en Colombia se han encontrado más de 4.300 especies de orquídeas, esta variedad en el género ofrece una amplia gama y diversidad en los sabores de las especies de Vainilla. Esta planta posee gran importancia económica a nivel mundial, debido su compuesto principal, el 4-hidrixi-3-metoxibenzaldehido (vainillina). Gracias a este y otros factores de relevancia económica y social, se ha generado la necesidad de buscar diferentes métodos para controlar la diversidad de microorganismos fitopatógenos que perturban los cultivos comerciales de esta especie. Los hongos del género Fusarium afectan una gran variedad de especies de vainilla con extensiones de cultivo comerciales en países como México, Indonesia, Australia, India, China y Puerto Rico, lo que genera pérdidas cercanas al 80% de la producción de esta planta, relacionándose mayoritariamente con las especies Fusarium oxysporum f. sp. vanillae y F. oxysporum f.sp. radicis-vanillae. Son diversas las técnicas de manejo integrado que se utilizan en agricultura para disminuir la acción de los patógenos. Entre los principales métodos de biocontrol se encuentran los mediados por bacterias rizosféricas, entre ellas las Bacterias Solubilizadoras de Fosfatos (BSF). Las BSF representan un 10% de la microbiota del suelo encargada de los ciclos del fosforo (P) en el suelo, debido a la producción de metabolitos secundarios, ácidos y protones que ayudan a la disponibilidad de este elemento, el cual es importante para procesos de nutrición de las plantas; igualmente, las BSF pueden cumplir el papel de inhibidoras del crecimiento microbiano, esto evidenciado en estudios de investigación. El objetivo de esta tesis, estilo monografía, es realizar revisión de literatura científica para evidenciar lo que existe sobre bacterias como antagonistas de Fusarium spp. enfocándose específicamente en BSF que están asociadas a la rizósfera de especies de vainilla presentes en Colombia y el mundo. El tema que se plantea es de interés dentro de la investigación para la producción de vainilla comercial, pues se deben identificar los mecanismos de biocontrol que emplean las BSF y analizar la relación que se presenta con su principal actividad que es solubilizar fosfatos y su capacidad biocontroladora sobre microorganismos fitopatógenos.
Biología reproductiva sexual de la planta invasora ojo de poeta (Thunbergia alata) en una población de bosque andino en el Valle del Cauca
(Pontificia Universidad Javeriana de Cali, 2020) Ramírez Uribe, Laura; Habib Kattan, Gustavo
Thunbergia alata es una planta trepadora nativa de la costa este de África que ha sido introducida en diferentes regiones del mundo especialmente en el neotrópico. Debido su amplia distribución en Colombia, su rápida proliferación y su forma de crecimiento el Instituto de Investigaciones en Biodiversidad Alexander von Humboldt la catalogó como una de las plantas con mayor riesgo de invasión en Colombia. Actualmente se desconoce el sistema de reproducción sexual y hasta qué grado la especialización de los polinizadores nativos y los mecanismos de compatibilidad limita o facilita el potencial invasor de la especie. Este estudio describe la biología reproductiva sexual de T. alata, la actividad de los visitantes florales, su efectividad en la función femenina y la producción y viabilidad de semillas en una población de bosque andino en el Valle del Cauca, Colombia. Se encontró que, en esta población del Valle del Cauca, T. alata presenta un sistema reproductivo con autocompatibilidad parcial (0.84), que depende de la transferencia de polen por parte de los polinizadores para la producción de frutos y semillas. La actividad de los polinizadores es errática y de baja intensidad, pues tan solo se encontraron dos visitantes florales: Eulaema polychrona y Trigona amalthea y la viabilidad de semillas fue del 30%, lo que sugiere que T. alata aún no ha establecido relaciones mutualistas significativas con la entomofauna local y que la reproducción sexual no es la principal presión de invasión dentro del área de estudio, por el contrario, su principal estrategia reproductiva es la reproducción vegetativa. Se sugiere enfocar los planes de manejo y control en reducir el crecimiento vegetativo, sin embargo, debido a que la reproducción sexual puede ser diferente entre poblaciones, se debe incluir en los esfuerzos de monitoreo para que abarquen tanto el componente de reproducción vegetativo como el sexual.
Caracterización de potenciales hongos micorrízicos aislados de plantas adultas y semillas cebo de la orquídea amenazada, Cattleya quadricolor Lindl (Orchidaceae)
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2022) Ramírez Bejarano, Erika Vanessa; Mosquera Espinosa, Ana Teresa; Ventre Lespiaucq, Agustina; Flanagan, Nicola Sian
Las orquídeas establecen una simbiosis obligatoria con Hongos Micorrízicos Orquidioides (HMO), fundamentales para la germinación de las semillas y el apoyo a la nutrición en plantas adultas. La especificidad de la relación que se establece entre orquídea-HMO varía según las especies e incluso entre las diferentes etapas de vida de la planta. El presente estudio, tuvo como objetivos aislar, caracterizar morfológica y molecularmente para comparar la diversidad de potenciales hongos micorrízicos de plantas adultas y semillas cebo de Cattleya quadricolor, una orquídea epífita y endémica del Valle geográfico del río Cauca en Colombia. Esta especie estaamenazada (EN) producto de la degradación de su hábitat natural, el Bosque Seco Tropical (BST) y de la extracción ilegal para el comercio de plantas. Se hicieron muestreos aleatorios y se tomaron tres porciones de raíces en nueve plantas de C. quadricolor. Además, se colocaron paquetes con semillas cebo para la captura de HMO durante dos períodos: 63 y 181 días, después de su instalación. Se aislaron en cultivo puro posibles hongos micorrízicos y se identificaron mediante el código de barras de la vida de la región rRNA-ITS. Las secuencias fueron editadas y alineadas en Geneious 6.0.6 y se compararon con secuencias de GenBank. Se aislaron e identificaron 26 cepas fúngicas, de las cuales, se determinaron tres aislamientos de potenciales HMO aislados a partir raíces de plantas adultas; dos de los aislamientos corresponden al género Tulasnella y uno al género Ceratobasidium. De la metodología de semillas cebo no se obtuvieron aislamientos de potenciales HMO. Dos análisis filogenéticos fueron realizados en MEGA 11.0.11 para el género Tulasnella y Ceratobasidium. Se encontró que los dos aislados de Tulasnella pertenecen a clados distantes, donde uno, tiende a establecer relaciones limitadas a ciertos taxones de orquídeas, a comparación del otro. El aislado de Ceratobasidium, por su lado, es cercano a hongos reportados como endófitos, micorrízicos y fitopatógenos de diferentes orquídeas y taxones de plantas en el planeta, incluyendo a Buenaventura en el departamento del Valle del Cauca, Colombia. Además, se obtuvo hongos reportados como endófitos, donde resaltan posibles Hongos Endófitos Septados Oscuros (HESO), pertenecientes a los géneros Aaosphaeria y Colletotrichum. Los hongos aislados en cultivo puro se conservaron ex situ para futuras pruebas de germinación simbiótica in vitro. Este es el primer estudio sobre la diversidad de hongos con potencial benéfico aislados de C. quadricolor, que determina taxones de potenciales HMO para apoyar la germinación de semillas y proporciona conocimiento sobre las 9 posibles asociaciones micorrízicas de C. quadricolor en su etapa adulta. Este estudio representa un importante recurso biológico para la restauración de las poblaciones de esta orquídea endémica y en grave peligro de extinción.
Caracterización ecológica de Stegastes flavilatus: microhábitat, comportamiento e interacciones
(Pontificia Universidad Javeriana de Cali, 2021) Gómez Guzmán, Sara Henie; Rodríguez Moreno, Melina; López Victoria, Mateo
Los peces damisela del género Stegastes son considerados peces altamente territoriales, claves en el mantenimiento de la estructura y la composición de las comunidades bentónicas de los arrecifes. Stegastes flavilatus es una especie endémica del Pacifico Oriental Tropical, en cuya distribución se encuentra la Isla Gorgona, donde habita de manera simpátrica con S. acapulcoensis. Pocos estudios se han desarrollado alrededor de S. flavilatus, lo que dificulta comprender las diferencias interespecíficas que dirigen la partición del nicho entre especies relacionadas y permiten su coexistencia. Con el objetivo de contribuir al conocimiento de la ecología de la especie, se caracterizaron los territorios de alimentación, realizando estimaciones del tamaño y del áreaocupada por cada componente bentónico del sustrato dentro de los territorios de alimentación. Adicionalmente, se estimó la tasa de mordidas de la damisela sobre cada componente del sustrato en un intervalo de 10 minutos, y se analizaron videos para caracterizar su comportamiento e identificar la frecuencia de interacción con otras especies. Se encontró que los territorios de alimentación varían en cuanto a tamaño, profundidad y composición del sustrato según el tipo de arrecife, coralino o rocoso. Los territorios dentro del arrecife coralino se caracterizan por presentar una gran variedad de sustratos, mientras que los territorios del arrecife rocoso están compuestos principalmente por césped de algas. Los sustratos dominantes dentro de los territorios de alimentación son variables, pero proporcionan complejidad estructural al microhábitat, favoreciendo la presencia de los invertebrados bentónicos que comprenden la dieta de S. flavilatus. Además, se evidencia que S. flavilatus muerde sobre todos los sustratos presentes en su territorio, pero presenta una mayor frecuencia de mordida sobre cascajo y césped de algas, que son los sustratos que proporcionan mayor complejidad estructural a los territorios de alimentación. Adicionalmente, los resultados aportan evidencia de la especie alimentándose activamente de plancton y sugieren una mayor interacción con heteroespecificos que con conespecificos. Este estudio sugiere que S. flavilatus puede establecer sus territorios de alimentación en diferentes ambientes, ya que diferentes microhábitats pueden suplir las necesidades de la especie. Dado que la ubicación de los territorios de alimentación parece no responder a factores ambientales, es posible que la distribución de esta especie en los arrecifes de la Isla Gorgona sea resultado de la competencia interespecífica con S. acapulcoensis
Caracterización física y nutricional del frijol biofortificado en hierro y zinc bio102 y el frijol comercial caraota
(Pontificia Universidad Javeriana de Cali, 2021) Losada Casallas, Karen Dayana; Morales Jiménez, Camilo
La inseguridad alimentaria y las diferentes manifestaciones clínicas de la malnutrición afectan especialmente a niños, mujeres y jóvenes alrededor del mundo, disminuyendo la calidad de vida y la productividad social. El proyecto HarvestPlus y el Centro Internacional de Agricultura Tropical produjeron a través de técnicas de biofortificación el primer frijol voluble biofortificado en hierro y zinc para Colombia, BIO102. Estudios de comportamiento agronómico, producción y tolerancia durante la cosecha demostraron que la variedad de frijol BIO102 presenta un alto rendimiento y rentabilidad para el productor. No obstante, en la actualidad no hay información sobre las características físicas y nutricionales del grano, comparativamente con otras especies de consumo local. Por ende, en el presente trabajo se caracterizó los indicadores de calidad del grano de frijol, a través del estudio de las propiedades físicas tales como tamaño, color, forma, volumen de 100 granos y porcentaje de testa; además, se analizó las propiedades culinarias como la capacidad de absorción de agua, el tiempo de cocción y dureza, y por último se estudió el contenido de taninos, compuestos fenólicos, carbohidratos, fibra, extracto etéreo, humedad, cenizas, hierro, zinc, proteínas y perfil de aminoácidos presentes en dos variedades de frijol Phaseolus vulgaris, la variedad comercial Caraota consumida en Colombia y la nueva variedad biofortificada BIO102. En este estudio se encontró que la variedad BIO102 y Caraota presentan porcentajes de testa, capacidad de absorción de agua y tiempos de cocción similares, sin embargo, difieren significativamente en el tamaño, volumen, color, forma y dureza (p<0.05). Respecto a las propiedades nutricionales, la variedad biofortificada ofrece un mayor contenido de hierro y zinc que el frijol caraota, pero además encontramos que tiene un alto contenido de carbohidratos (61%), proteínas (27%), cenizas (4%), fibra (3%) y un bajo nivel de grasas (1,72%), taninos y compuestos fenólicos. La calidad del grano de frijol BIO102 en comparación a un frijol comercial demostró ser óptima para las preferencias y requerimientos del consumidor, ofreciendo un alto rendimiento, acceso y bajo costo, que junto con su alto contenido nutricional, postulan al frijol BIO102 como un alimento potencial para mejorar la seguridad alimentaria y las diferentes manifestaciones clínicas que provocan alrededor del mundo.
Caracterización molecular y análisis filogenético de fusarium spp. asociado al cultivo de vainilla y sus parientes silvestres en el Valle del Cauca
(Pontificia Universidad Javeriana de Cali, 2023) Rodríguez Bastidas, Yiseth Jayerlin; Mosquera Espinosa, Ana Teresa; Flanagan, Nicola Sian
Las enfermedades causadas por hongos fitopatógenos inducen grandes pérdidas económicas alrededor del mundo. Uno de los cultivos afectados es el de vainilla, con la especie comercial Vanilla planifolia, una orquídea de interés en la industria alimenticia, cosmética y farmacéutica. Existen diversos hongos patógenos asociados a sus enfermedades, sin embargo, la pudrición de tallo y raíz ocasionada por el hongo Fusarium oxysporum f. sp. vanillae (Fov) y la pudrición de cuello de raíz y raíces terrestres ocasionada por Fusarium oxysporum f. sp. radicis-vanillae (Forv), denominadas fusariosis, constituyen la principal limitante en los planes de expansión de este cultivo. En Colombia, la vainilla es un cultivo reciente por lo que se tiene un bajo nivel de conocimiento sobre su manejo agronómico y en especial fitosanitario. Estohace necesario realizar la caracterización molecular de los agentes patógenos que ocasionan fusariosis y avanzar con la información sobre la fitopatología de vainilla en el país. En el presente estudio se caracterizó molecularmente aislamientos del género Fusarium obtenidos de plantas de Vanilla planifoliay sus parientes cercanos a partir de secuenciación de regiones específicas del genoma con aplicación para el diagnóstico molecular, ITS-rRNA y EF1- α. Utilizando el motor de búsqueda BLAST, se identificaron las secuencias con mayor similitud en GenBank, y se desarrollaron análisis filogenéticos para cada locus, incluyendo cepas de F. oxysporum aislados de vainilla y reportados previamente en la literatura. Se generaron secuencias de ADN para ITS-rRNA (24 aislamientos) y EF1- α (14 aislamientos). Al secuenciar una cepa para ambos loci, las identificaciones moleculares fueron iguales que correspondieron a F. oxysporum (12 cepas), F. solani (5 cepas), F. verticillioides (3 cepas), F. concentricum (2 cepas), F. pseudocircinatum (2 cepas) y F. proliferatum (1 cepa). En el locus ITS-rRNA, se evidenció la afinidad de los aislados de F. oxysporum a la f.sp. vanillae. En la filogenia del locus EF1- α las secuencias disponibles para Forv se agrupan con las de Fov, indicando sus genotipos en este locus son indistinguibles. Por ende, se confirma la presencia en plantas de V. planifolia en condiciones circa situm en Colombia de hongos con genotipos afín a Fov y Forv. Los resultados permiten esclarecer la relación entre Fov y Forv y entender el estado fitosanitario de la vainilla en condiciones circa situm, con el fin de diseñar planes de manejo integrado de enfermedades, así como también el desarrollo de buenas prácticas agroecológicas para programas de conservación y uso sostenible.
Co-localización de la proteína centroamérica CenH3 con ADN satélite en células S2 de Drosophila melanogaster
(Pontificia Universidad Javeriana de Cali, 2018) Barona Arévalo, Stephania
El centrómero, es la estructura que facilita la asociación de los microtúbulos del huso mitótico, la cohesión de las cromátidas, el movimiento cromosómico y el traslado de las cromátidas a los polos del huso durante la anafase. Por lo tanto, el centrómero es un actor fundamental de la herencia cromosómica y un marcador epigenético. En la mayoría de los organismos multicelulares, la composición de ADN de los centrómeros están compuestos por una familia específica de secuencias cortas repetidas en tándem que comprenden generalmente de 100-400 pb de longitud. Estas regiones repetitivas se conocen como ADN satélite y están altamente asociadas a regiones heterocromáticas, principalmente en áreas centroméricas, que podrían visualizarse mediante técnicas de fluorescencia. Las técnicas como la inmunofluorescencia (IF) y la hibridación in situ fluorescente (FISH) incluyen un mejor alcance en la ubicación de la sonda y el uso de sistemas de imágenes de resolución para la visualización directa de proteínas y ácidos nucleicos, lo que permite estudios futuros en términos de la dinámica transcripcional subcelular de muchos genes y revela sus funciones en diversos procesos biológicos. La técnica de IF acoplada a FISH (IF-FISH) con ADN satélite en células S2, son técnicas candidatas adecuadas para evidenciar posibles interacciones y relaciones causales de proteína-ADN. Sin embargo, los desafios presentados en un ánalisis de IF-FISH son, por un lado, la preservación de la organización nuclear, el epítopo detectado por el anticuerpo (IF) y, por otro lado, la penetración correcta de la sonda FISH para la detección de las regiones cromosomales (ADN FISH) (Chaumeli et al., 2006). En este estudio se implementó la técnica de Inmunofluorescencia (IF) en células S2 para la localización de la proteína CenH3, conocida en vertebrados como CENP-A y CID en Drosophila melanogaster. Sin embargo, la técnica aportó pocos resultados para la visualización de la proteína centromérica CenH3; el uso de la técnica IF en células S2 representó un exitoso ya que permitió la observación de estructuración nuclear y citoesquelética de las células S2. No obstante, los resultados obtenidos en este estudio, son beneficiosos para la técnica, ya que permiten mejorar el conocimiento para el éxito en microscopía, determinando la relación entre el implante, sus variables en la concentración y el tiempo de reacción de la técnica de inmunofluorescencia.
Comparación de la expresión del gen PLK1 en las líneas celulares HEK 293 y HT 29
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Córdoba López, Laura Vanessa; Quimbaya Gómez, Mauricio Alberto
El cáncer es una enfermedad multifactorial que se caracteriza por la pérdida de la identidad celular en un contexto tisular que inicialmente conduce a una proliferación descontrolada de las células transformadas. Debido al alto grado de complejidad y al gran número de factores que pueden desencadenar la pérdida de identidad celular que conlleva posteriormente a la formación de tumores, en los últimos años se han buscado nuevas aproximaciones para simplificar el estudio de los eventos celulares que pueden iniciar la tumorogénesis. Los modelos matemáticos son una alternativa que facilita el estudio de los mecanismos y redes de interacción molecular involucrados en el inicio o progreso del proceso carcinogénico. Sin embargo, los ensayos experimentales, moleculares y celulares son esenciales para calibrar estos modelos computacionales, verificando las hipótesis generadas in silico y revelando, in vivo, efectos no previstos. En este trabajo, se validó experimentalmente las predicciones del modelo de inestabilidad genómica propuesto por Suescum en el 2020, donde se teoriza que la regulación de la proteína PLK1 sobre los genes AURK, INCENP, KIF2C y PTTG1 podría conducir a inestabilidad genómica a través de 3 circuitos: el complejo pasajero cromosómico, el complejo promotor de la anafase y el complejo del punto de control mitótico. Para validar el modelo, se evaluaron mediante PCR en tiempo real los niveles de expresión de dichos genes en líneas celulares embrionarias de riñón (HEK 293) y tumorales derivadas de adenocarcinoma de colon (HT 29). Los resultados mostraron diferencias en los patrones de expresión que coinciden con las predicciones del modelo matemático y con interacciones reportadas previamente entre PLK1 y los genes evaluados. Sin embargo, la alta variabilidad experimental entre réplicas impide confirmar estas diferencias estadísticamente, por lo que se requieren mejoras metodológicas para aumentar la reproducibilidad y reducir la variabilidad, lo cual fortalecería la posibilidad de asociar las diferencias detectadas con procesos tumorales. Una optimización de los protocolos experimentales y un aumento en el número de réplicas biológicas son esenciales para validar de forma más sólida el modelo matemático propuesto inicialmente.
Comparación de las proteínas salivales de murciélagos tropicales de diferentes gremios tróficos
(Pontificia Universidad Javeriana de Cali, 2020) Jiménez Velasco, Leidi Verónica
La historia evolutiva de los murciélagos de la familia Phyllostomidae se ha caracterizado por cambios significativos en su hábitat y ecología que han resultado en variaciones relevantes de la dieta. La familia está constituida por más de 200 especies, de las cuales aproximadamente el 75% son frugívoras y el 25% restante presentan una dieta diversa que incluye la hematofagia, la nectarivoría, la insectivoría, y la carnivoría. Existen familias de quirópteros que también se encuentran presentes en el neotrópico, las cuales restringen su dieta a un solo gremio trófico, como la familia insectívora Vespertilionidae. Dada la diversidad trófica de las familias, se requieren de adaptaciones morfológicas y fisiológicas para metabolizar los diferentes tipos de alimentos consumidos, entre ellas, cambios en la estructura de las glándulas salivales y en las moléculas secretadas por ellas. En frugívoros de la familia Pteropodidae se ha reportado la presencia de una alfa amilasa encargada de digerir carbohidratos y en insectívoros de las familias Vespertilionidae y Molossidae una anhidrasa carbónica distintiva de estas especies; sin embargo, en la familia Phyllostomidae se desconocía la presencia de proteínas distintivas de cada dieta. Por tanto, en el presente estudio se determinaron moléculas salivales asociadas con las diferentes dietas de la familia Phyllostomidae, tomando como punto de partida y comparación las proteínas identificadas para las familias Molossidae, Vespertilionidae y Pteropodidae. Finalmente, se obtuvo presencia-ausencia de proteínas según la dieta y los análisis estadísticos revelaron que las proteínas presentadas por cada especie no se relacionaban con la historia evolutiva de las especies.
Construcción de un mapa genético para una variedad comercial de caña de azúcar (Saccharum spp.)
(Pontificia Universidad Javeriana de Cali, 2021) Aguirre Samboní, Giann Karlo; Riascos Arcos, John Jaime
Un mapa genético está compuesto por marcadores moleculares que están separados por distancias genéticas relativas debido a los cruces entre individuos. Los mapas genéticos son usados en el ensamblaje de genomas complejos como los híbridos de la caña de azúcar (Saccharum spp.) porque son genomas altamente heterocigotos, autopoliploides y aneuploides. Para la variedad de caña CC01-1940 se han generado unas secuencias largas llamadas scaffolds y el mapa genético servirá como anclaje de los scaffolds para llegar al nivel de grupos de ligamiento o cromosomas. En este trabajo se muestra la construcción de tres mapas genéticos usando diferentes estrategias a partir de secuenciación de alto rendimiento de una población F1 biparental, resultado del cruce entre las variedades de caña de azúcar CC 01-746 y CC 01-1940. De la progenie fueron secuenciados el genoma completo (WGS) de 93 individuos más ambos padres. Este conjunto de lecturas por individuo fueron alineadas a los scaffolds con resultados superiores al 85 %. Los alineamientos fueron usados parala detección de variantes y selección de marcadores moleculares SNPs de calidad suficiente para construir los mapas. Un total de 3,739 loci, 4,096 loci y 7,816 loci fueron obtenidos respectivamente para cada estrategia de llamado de SNPs. La estrategia A arrojó un tamaño del mapa de 9,679.50 cM con una densidad promedio de 6.05 cM/loci; la estrategia B resultó en un mapa de 1,191.30 cM con una densidad promedio de 1.96 cM/loci; y la estrategia C generó un mapa de 1,198.74 cM con una densidad promedio de 2.19 cM/loci. Esta es la primera vez que CENICANA construye mapas ˜genéticos a partir de datos de secuenciación masiva, lo que significa un pipeline importante para avanzar en el ensamblaje del genoma que esta en construcción y para trabajos futuros de asociación genotipo-fenotipo. Los tres mapas genéticos construidos tienen el potencial de ensamblar grupos de ligamiento a partir de los scaffolds de la variedad. Esta metodología contribuye significativamente a la plataforma de mejoramiento asistida por marcadores moleculares de CENICAÑA.
Demografía de Cattleya quadricolor Lindl. En la zona de amortiguación del Jardín Botánico Juan María Céspedes: línea base para el monitoreo poblacional para conservación in situ.
(Pontificia Universidad Javeriana de Cali, 2018) Torres Torres, Gabriela
Las orquídeas epífitas dependen de un sustrato cambiante que se puede caer o quebrar, como es la rama de un árbol, una liana, o el tronco de un árbol, la fragilidad del sustrato podría limitar su crecimiento poblacional. En el caso de las orquídeas del género Cattleya, hoy en día la limitación del crecimiento poblacional es mayor debido a dos factores principales, el primero es la ampliación de la frontera agrícola, que genera una deforestación de los árboles que son sustrato de estas orquídeas epífitas y el segundo es el alto interés comercial, que produce una presión de extracción de individuos de estas especies de su hábitat natural. La especie Cattleya quadricolor, es una de las 22 especies de flora con mayor amenaza en el Valle del Cauca endémica de Colombia, se encuentra en peligro de extinción a nivel nacional según el libro rojo. Presenta una distribución geográfica restringida a los bosques secos tropicales de la cuenca alta del río Cauca, en los departamentos del Valle del Cauca, Quindío y Risaralda. Por su condición endémica y amenazada es importante conocer el estado de la población, para desarrollar estrategias de conservación en el Valle del Cauca. Este estudio tiene como objetivo evaluar la estructura poblacional de Cattleya quadricolor Lindl. En la zona de amortiguación del Jardín Botánico Juan María Céspedes. Para esto se evaluó la demografía de esta especie mediante la construcción de tabla de vida estática, la cual se construyó a partir del registro de la estructura de edades de la población en dos muestreos uno en el 2017 en el mes de octubre y el segundo muestreo en el 2018 en el mes de marzo, además se determinó la distribución vertical de la especie a partir de los registros de altura de cada individuo en un ecosistema de Bosque seco tropical. Los resultados obtenidos respecto a la demografía indican que la población de C. quadricolor está en disminución, la etapa de adulto 2 presenta el mayor éxito reproductivo y su distribución vertical se centra entre 12 y 24 m de altura, estos resultados proporcionan información esencial para el desarrollo de acciones de conservación para esta especie en el área de estudio.
Densidad y ocupación de la pava caucana (Penelope Perspicax) en los Farallones de Cali, Valle del Cauca, Colombia: un aporte a la conservación de una especie endémica y amenazada
(Pontificia Universidad Javeriana de Cali, 2021) Valencia Velasco, Juan David; Estela Uribe, Rodrigo Felipe
La Pava Caucana (Penelope perspicax) es una especie de ave endémica del valle geográfico del río Cauca en Colombia, considerada en peligro de extinción (EN). Entre las principales amenazadas para esta especie se considera que la perdida de hábitat, la deforestación, la fragmentación y la cacería han generado un serio problema de reducción y aislamiento de sus poblaciones. A pesar de ser considerada el ave amenazada mejor estudiada en Colombia, aún existen vacíos de información sobre esta especie, principalmente en aspectos ecológicos, poblacionales y demográficos que permitan tomar decisiones y acciones en las diferentes localidades donde las poblaciones remanentes aún existe. Este estudio aporta información ecológica y poblacional relevante del núcleo Farallones de Cali, considerado hasta la fecha como uno de los vacíos de información para esta especie. Por medio de transectos de longitud variada recolecté los datos para realizar las primeras estimaciones de la densidad poblacional y realicé aportes a la historia natural de esta especie con el fin de apoyar la implementación de las acciones de conservación priorizadas en el plan de manejo para la Pava Caucana. Además, realicé un análisis de ocupación para la zona de estudio con el fin de encontrar variables que puedan explicar la probabilidad de ocupación de esta especie en este núcleo poblacional y actualicé el mapa de distribución potencial siguiendo el algoritmo de MaxEnt. La densidad poblacional promedio fue de 9 ind/km2 para una localidad en los Farallones de Cali. Comparé la estimación de la densidad que obtuve con los resultados de otros estudios en diferentes localidades donde existen poblaciones mejor conocidas. Presento datos relevantes sobre la biología reproductiva, dieta y comportamiento de esta especie en este núcleo poblacional. Discuto los diferentes factores que pueden estar explicando la densidad de la Pava Caucana y la probabilidad de ocupación en la zona de estudio. Encontré una relación estrecha entre las coberturas boscosas y la presencia de la especie, sin embargo, confirmamos que la heterogeneidad del paisaje sigue considerándose como un elemento clave para el desarrollo de varios aspectos ecológicos importantes como la alimentación y la reproducción. Sugiero y recomiendo que se realicen mayores esfuerzos de muestreo que aseguren la variabilidad temporal y espacial para aumentar la cantidad de datos de otras localidades del núcleo Farallones de Cali para aumentar el conocimiento y en ese orden de ideas se puedan tomar decisiones de conservación más asertivas en donde se vincule a las comunidades en los procesos de monitoreo.
Desarrollo de Fusariosis en especies silvestres del género Vanilla en Colombia
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2020) Bonilla Monar, Andrea; Mosquera Espinosa, Ana Teresa
La pudrición de tallo y raíz es una de las enfermedades más devastadoras para la vainilla. Esta enfermedad se ha asociado principalmente con Fusarium oxysporum f.sp. vanillae, aunque también se ha reportado con otras especies de Fusarium. En este estudio se usaron tres cepas de Fusarium y plantas de Vanilla propagadas in vitro: V. planifolia (accesión silvestre colombiana y comercial mexicana), V. odorata y V. rivasii x V. trigonocarpa. Se realizaron inoculaciones siguiendo una metodología clásica de inmersión de raíces, y se describió en condiciones in vitro el desarrollo de los síntomas inducidos en las plantas inoculadas. Los síntomas se registraron cada dos días durante 15 días, utilizando escala de severidad y midiendo el tejido de raíz afectado por acción del microorganismo. Se encontró que las cepas de F. oxysporum f. sp. vanillae indujeron síntomas en todas las especies de vainilla; mientras que Fusarium solani indujo mayor sintomatología en la accesión comercial. Estadísticamente la prueba de comparación múltiple de medias, no encontró diferencias en el factor especies de Vanilla, no obstante, los valores de área bajo la curva del progreso de la enfermedad (AUDPC) y los síntomas observados sugieren a la accesión comercial mexicana como la especie con más desarrollo de enfermedad. Los resultados sugieren a F. oxysporum f. sp. vanillae como el agente causal de la pudrición de tallo y raíz en condiciones in vitro, e igualmente destacan los posibles aportes de las especies silvestres como reserva de variación genética para aportar al manejo de la enfermedad.

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