Bacillus thuringiensis (Bt) ha sido por más de 40 años el insumo biológico de mayor comercialización a nivel mundial para la protección de cultivos agrícolas. Esté se ha utilizado en programas de manejo integrado de plagas para el control de insectos, principalmente del orden Lepidoptera, aunque su actividad también incluye otros ordenes importantes como Diptera y Coleoptera, además de otros invertebrados importantes por fuera de Insecta como nemátodos. Para las aplicaciones en campo se comercializa la bacteria y sus toxinas en polvo. Sin embargo, una de las mayores aplicaciones biotecnologicas desarrolladas a partir de Bt es el uso de plantas transgénicas que expresan las toxinas de la bacteria, contra insectos defoliadores y en los últimos años, también contra barrenadores. La búsqueda intensiva de nuevas toxinas de Bt no ha sesado en el tiempo.
En este trabajo se plantea como objetivo general el aislamiento de cepas de Bt provenientes de muestras de follaje y de suelo del cultivo de uchuva, con el fín de evaluar su toxicidad contra Spodoptera frugiperda, una de las plagas de la familia Noctuidae más utilizada en pruebas de toxicidad en laboratorio.
Para la investigación se colectaran aislamientos de Bt de diferentes regiones cultivadoras de uchuva de Antioquia, en el laboratorio se seleccionaran con un microscopio de contraste de interferencia diferencial los aislamientos de Bt que producen el cuerpo parasporal o cristal que contiene las toxinas Cry y se harán bionsayos para evaluar la actividad tóxica de cada aislamiento contra Spodoptera frugiperda.
Los aislamientos que muestren mayor potencial bioinsecticida serán utilizados para estudios futuros, que van hasta la secuenciación de su genoma, con el fin de determinar potencialmente todas los genes de toxinas Cry (y de otras toxinas) presentes. Este proyecto futuro, que implica análisis de genomas y detección de toxinas, sería realizado por un estudiante de doctorado y la profesora Adelaida Gaviria en la Universidad de Cardiff (Gales, UK), con la coloboración del profesor Colin Berry. Esta información permitirá la detección de potencialmente todas las secuencias de genes que codifican para las diferentes toxinas de estos aislamientos, muchas de las cuales no son reveladas por técnicas tradicionales como PCR, clonación y secuenciación de fragmentos amplificados. En caso de encontrar toxinas nuevas, se caracterizaran molecularmente y se estudiará su toxicidad individual y en sinergia con otras toxinas del aislamiento.
El conocimiento de nuevas toxinas permitiria adelantar investigaciónes relacionados con los mecanismos de acción de la tóxina en el intestino medio del insecto, las proteinasas y receptores de membranas del insecto involucradas en su procesamiento. Conocimiento fundamental para sobrepasar el problema de resistencia de insectos a Bt. Además, en un nuevo proyecto se propondrá expresar el(s) gen(s) de las toxinas más potentes en plantas transgénicas, como la uchuva. Esta investigación permitiría el desarrollo de un área en la cual se podrían formar muchos de los estudiantes de la maestría en Entomología y de la maestría y doctorado en Biotecnología de la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín. También, permitiría la interacción y el trabajo colobarativo con otros grupos de investigación en Bt del país e iniciaría un trabajo colaborativo promisorio con el Dr. Colin Berry de Cardiff University.
Este investigación inicial con jovenes investigadores de pregrado, es el primer paso para la selección de un(s) aislamiento(s) y de sus toxinas, que podrían ser comercializadas como bioinsectidas para ser aplicados por aspersión al cultivo de uchuva y además para la creación y evaluación de plantas de uchuva transgénicas con toxinas de Bt. |