Luis Carlos Montenegro Ruiz

Cylindrospermopsin is an emerging cyanotoxin that can lead to phytotoxicity through different mechanisms. The presence of CYN in irrigation waters is of concern due to potential accumulation in plants, increasing the risk of human exposure by the consumption of vegetables. In this case, it is proposed to evaluate the effects of CYN on a crop considered staple food in Colombia, such as Solanum tuberosum, group Phureja var Criolla Colombia, known as “yellow potato”. This work evaluates for the first time the effects of CYN in potato plants exposed to this toxin using two different irrigation systems, surface and sprinkler irrigation. The parameters evaluated were CYN bioaccumulation and biotransformation in different parts of the potato plants irrigated with water containing CYN at environmentally relevant concentrations (84.65, 33.80, 3.05 and 3.05 µg/L after first, second, and third to fourth applications, respectively) and changes in nutritional mineral content in tubers. For this purpose, the concentrations of CYN and its potential metabolites in leaves, stem, roots, and tubbers of the plants exposed to the toxin were determined by Ultra-high Performance Liquid Chromatography–MS/MS (UHPLC-MS/MS). Mineral content was determined by Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES). CYN bioaccumulation was detected only in aerial parts of plants with sprinkler irrigation. A total of 57 CYN metabolites were found, and the main differences obtained in CYN biotransformation are linked to tissues and exposure conditions. There are significant differences in levels of Ca, K, Mg, Na, P, Cu, Fe, Mn, and Zn in tubers depending on CYN treatment, with higher contents after surface irrigation, and lower content with sprinkler application. These results demonstrate that the exposure conditions are an important factor for the potential presence and effects of CYN in potato plants.

El uso de microalgas se ha planteado como alternativas prometedoras para el tratamiento de aguas residuales a bajos costos, sumado a la producción de oxígeno y reducción de la huella de carbono se pueden obtener productos de valor agregado en el proceso proveniente de las algas. Se pretende evaluar la remoción de nitratos, fosfatos y materia orgánica disuelta en agua residual sintética por primera vez con cianobacterias de alta montaña de Colombia. Se determinó la capacidad de remoción a nivel de laboratorio con aguas residuales sintéticas y a escala reactor con aguas residuales de porcinaza. Las cianobacterias colombianas dulceacuícolas que se utilizaron corresponden al orden de la Synechoccocales y fueron depositadas en la colección del laboratorio de cultivo de algas de la Universidad Nacional de Colombia bajo los códigos LAUN55, LAUN69 y LAUN71. Se comparó la capacidad de biorremediación de las cianobacterias con los tratamientos tradicionales de las microalgas Parachlorelle kessleri y Desmodesmus sp., obteniendo, a nivel laboratorio, rendimientos en remoción de materia orgánica de 85,4% por LAUN71 alcanzando una DBO final de 15,4 mgO2/L-1, mientras que en el tratamiento con Parachlorelle kessleri se alcanzan porcentajes de remoción de 35,2% y una mayor demanda bioquímica de oxígeno (121,1 mgO2/L-1), así mismo reducciones entre 77% y 89% en ion nitrato y reducción entre 86% y 98% en iones fosfato para las cepas de cianobacterias. A escala reactor de 20 L con aguas residuales de porcinaza, Parachlorelle kessleri presentó remoción del 76%, 75%, 75% y 94% para los parámetros de nitratos, fosfatos, DQO y DBO respectivamente, rendimientos significativamente mayores a LAUN71.

Biota colombiana es una revista científica, que publica artículos originales y ensayos sobre la biodiversidad de la región neotropical, con énfasis en Colombia y países vecinos, arbitrados mínimo por dos evaluadores externos. Incluye temas relativos a botánica, zoología, ecología, biología, limnología, conservación, manejo de recursos y uso de la biodiversidad. El envío de un manuscrito implica la declaración explícita por parte del (los) autor (es) de que este no ha sido previamente publicado, ni aceptado para su publicación en otra revista u otro órgano de difusión científica. El proceso de arbitraje tiene una duración mínima de tres a cuatro meses a partir de la recepción del artículo por parte de Biota Colombiana. Todas las contribuciones son de la entera responsabilidad de sus autores y no del Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt, ni de la revista o sus editores. In recent years Cyanobacteria have become an important source of secondary metabolites. The present work collected, isolated, identified, and characterized the antimicrobial potential of two filamentous species of cyanobacteria from the Colombian Amazon. Microbial techniques streaking in solid medium and dilution in liquid medium were used to obtain strains with a single species. Identification was performed by morphological characters and sequencing the conserved Cya section of the 16s gene. The presence of genes sequencing polyketide synthases (PKS) and non-ribosomal peptide synthetases (NRPS) associated with secondary metabolite-producing pathways were identified by PCR. The antimicrobial activity of polar and non-polar extracts was evaluated with one Gram-positive and two Gram-negative bacteria and a fungal strain. Strain 5 was identified as Limnothrix vacuolifera (Skuja) Komárek and strain 9 as Lymnothix planktonic (Wołoszyńska) Meffert. In both strains PKS and NRPS were found. Finally polar extracts inhibited the growth of Enterococcus faecalis, Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae and one strain Penicillium sp. Non-polar extracts didn’t show antimicrobial activity. This is the first record of these for the Colombian Amazon, and the first record of antibiotic activity of Colombian continental cyanobacteria. El presente trabajo colectó, aisló, identificó y caracterizó el potencial antimicrobiano de dos especies filamentosas de cianobacterias de la Amazonia colombiana. Se utilizaron técnicas microbianas de rayado en medio sólido y dilución para obtener las cepas con una sola especie. La identificación se realizó por caracteres morfológicos y secuenciado de la sección conservada Cya de gen 16s. Se identificaron por reacción en cadena de la polimerasa (PCR) la presencia de genes que secuencian policétidos sintasas (PKS) y péptidos no ribosomales sintetasas (NRPS) asociados a rutas productoras de metabolitos secundarios. Se evaluó la actividad antimicrobiana de extractos polares y no polares con una batería Gram positiva, dos Gram negativas y una cepa fúngica. Se identificó la cepa 5 como Limnothrix vacuolifera (Skuja) Komárek y la cepa 9 como Lymnothix planktonica (Wołoszyńska) Meffert. En las dos cepas se encontraron PKS y NRPS. Finalmente, los extractos polares inhibieron el crecimiento de Enterococcus faecalis, Escherichia coli y Klebsiella pneumoniae y una cepa Penicillium sp. Los extractos no polares no mostraron actividad antimicrobiana. Es el primer registro de estas para la Amazonia colombiana y el primer registro de actividad antibiótica de cianobacterias continentales colombianas.

Colombia es uno de los mayores productores de café en el mundo, con un mercado que superó los 13,9 millones de sacos en 2020. Sin embargo, en el proceso de beneficio húmedo del café se emplean grandes cantidades de agua, aproximadamente 4.154.354 m3, en las fases de despulpado, lavado y transporte del grano, generando aguas residuales contaminadas que tienen poco tratamiento antes de ser vertidas a las fuentes hídricas. En el presente trabajo se buscó aislar especies de microalgas que crezcan en estos ambientes, utilizar estas especies en procesos de depuración de aguas residuales del proceso de lavado del café y buscar una aplicación de la biomasa resultante. Para la obtención de las cepas de microalgas se utilizaron técnicas de agotamiento. Con el fin de evaluar su capacidad de depuración, estas fueron cultivadas en agua residual de diferentes concentraciones bajo condiciones de laboratorio, determinando la remoción de materia orgánica. Adicionalmente, se caracterizó bioquímicamente la biomasa algal para determinar posibles usos biotecnológicos o industriales. Se encontró dos Chloroficeaes cocales, Parachlorella kessreli y Desmodesmus armatus, las cuales demostraron una alta eficiencia en la remoción de nitrógeno total (> 50 %) y fósforo total (> 70 %), así como una disminución significativa de la DQO (> 70 %) en los mejores tratamientos. Finalmente, se encontró para Parachlorella kessreli alta producción de lípidos y para Desmodesmus armatus alta producción de proteína.

Tanning process is a polluting activity due to the release of toxic agents into the environment. One of the most important of those toxic chemicals is chromium. Different alternatives have been proposed for the removal of this metal from tanning waste water which include the optimization of the productive processes, physicochemical and biochemical waste water treatment. In this study, the biological adsorption process of trivalent chromium was carried out in synthetic water and tannery waste water through two types of native green microalgae, called Chlorella vulgaris and Scenedesmus acutus in Free State and immobilized in PVA state. This, considering that cellular wall of microalgae has functional groups like amines and carboxyl that might bind with trivalent chromium. Statistical significance of variables as pH temperature, chromium and algae concentrations was evaluated just like bio sorption capacity of different types of water and kind of bioadsorbent was calculated to determine if this process is a competitive solution comparing to other heavy metal removal processes.

For S. ovalternus, and 0.732-0.748 for P. kessleri. This methodology allows to observe some changes in the photochemical activity related with variations in the factors under which are the immobilized algae.

En este trabajo se describe la técnica de inmovilización de microalgas en esferas de alginato de calcio. Se emplearon las especies Scenedesmus ovalternus y Chlorella vulgaris, se determinó la estabilidad de las esferas, la cinética de crecimiento y la concentración de las microalgas en el interior de las esferas. Chlorella vulgaris alcanzó mayores densidades poblacionales y tasas de crecimiento más altas cuando se inmovilizó en concentraciones del 10 % v/v con el alginato (1,31*106 cél/ml). Para Scenedesmus ovalternus se observó una mayor densidad poblacional y una mayor tasa de crecimiento cuando se inmovilizó en concentraciones del 20 % v/v (7,06*105 cél/ml). Estos resultados son útiles para aplicaciones prácticas de las algas encapsuladas, tales como el biomonitoreo o la biorremediación.Immobilization of Microalgae Scenedesmus ovalternus (Scenedesmaceae) and Chlorella vulgaris (Chlorellaceae) in Calcium Alginate BeadsThis paper describes the immobilization technique of microalgae in calcium alginate beads. Scenedesmus ovalternus and Chlorella vulgaris species were used. The stability of beads, the kinetics of growth and the concentrations of microalgae inside the beads were determined. The higher density and the upper growth rate of Chlorella vulgaris occurred when it was immobilized in alginate at a concentration of 10 %v/v (1,31*106 cél/ml). Scenedesmus ovalternus achieved a higher population density and an elevated growth rate when it was immobilized at a concentration of 20 % v/v (7,06*105 cél/ml). These results are useful for subsequent applications of the encapsulated algae, such as biomonitoring and bioremediation.