SciELO - Scientific Electronic Library Online

 
vol.7 número1Cometabolismo en la biodegradación de hidrocarburosModelación de catálisis enzimática con enzimas alostéricas índice de autoresíndice de materiabúsqueda de artículos
Home Pagelista alfabética de revistas  

Servicios Personalizados

Revista

Articulo

Indicadores

Links relacionados

  • No hay artículos similaresSimilares en SciELO

Compartir


Revista mexicana de ingeniería química

versión impresa ISSN 1665-2738

Rev. Mex. Ing. Quím vol.7 no.1 México abr. 2008

 

Biotecnología

 

Effects of culture media on the kinetics of infective juvenile production of the entomopathogenic nematode Steinernema carpocapsae, in submerged monoxenic culture

 

Efecto del medio de cultivo sobre la cinética de producción de fases infectivas juveniles del nematodo entomopatógeno Steinernema carpocapsae, en cultivo monoxénico sumergido

 

N. Chavarría–Hernández1*, M. A. Islas–López2, G. Maciel–Vergara1, B. R. Rodríguez Pastrana1 and A. I. Rodríguez–Hernández1

 

1 Cuerpo Académico de Biotecnología Agroalimentaria. Centro de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de los Alimentos del Instituto de Ciencias Agropecuarias, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. Av. Universidad km 1, Rancho Universitario, Tulancingo de Bravo, Hidalgo. CP 43600. México. * Corresponding author: E–mail: norberto@uaeh.reduaeh.mx

2 Universidad de la Cañada. Carretera Teotitlán–San Antonio Nanahuatipan km 1.7, Teotitlán de Flores Magón, Oaxaca. CP 68540. México.

 

Recibido 16 de Septiembre 2006
Aceptado 4 de Abril 2008

 

Abstract

The effects of culture medium formulations on the kinetics of infective juvenile (IJ) production of the entomopathogenic nematode Steinernema carpocapsae, were studied in submerged monoxenic culture in orbitally agitated cylindrical bottles using four culture media containing agave juice from Agave spp. among other ingredients. The IJ production kinetics was well modelled through a re–parameterised 3–parameter Gompertz model with kinetic parameters: IJ–lag phase, λij (d), maximum IJ–stage conversion rate, mmax (≡[d(CIJ/CIJ,0)/dt]max) (d–1), and IJ–multiplication factor, (CIJ/CIJ,0)max(–), with values within the ranges 14 d < λij < 16 d; 33 d–1 < mmax < 241 d–1 and 66 (–) < (CIJ/CIJ,0)max< 611 (–), respectively. It was apparent that maximum values of mmax and (CIJ/CIJ,0)maxwere obtained in medium A4 (21.6 % (v/v) agave juice, 1.1 % (w/v) yeast extract, 1.2 % (w/v) dried egg yolk, 2.5 % (v/v) corn oil). Also, the maximum average IJ concentration (249,444 per mL) was achieved in A4–fermentations.

Keywords: entomopathogenic nematode, culture medium, fat/carbohydrates ratio, carbohydrates/protein ratio, agave juice, modelling.

 

Resumen

Se estudiaron los efectos de medios de cultivo en la cinética de producción de fases infectivas juveniles (IJ) del nematodo entomopatógeno Steinernema carpocapsae en cultivo monoxénico sumergido, mediante el desarrollo de cultivos en frascos cilíndricos agitados orbitalmente usando cuatro formulaciones de medio conteniendo aguamiel de Agave spp., entre otros ingredientes. La cinética de producción de fases IJ fue bien modelada mediante el modelo de Gompertz de 3 parámetros, reparametrizado, que involucró los siguientes parámetros cinéticos: fase lag IJ, λij (d), máxima velocidad de conversión a IJ, mmax (≡[d(CIJ/CIJ,0)/dt]max) (d–1), y factor de multiplicación IJ, (CIJ/CIJ,0)max (–), registrando variaciones en los intervalos 14 d < λij < 16 d; 33 d–1 < mmax < 241 d–1 y 66 (–) < (CIJ/CIJ,0)max< 611 (–), respectivamente. Aparentemente, los máximos valores de mmax y (CIJ/CIJ,0)max fueron determinados cuando se usó el medio A4 (21.6 % (v/v) aguamiel, 1.1 % (p/v) extracto de levadura, 1.2 % (p/v) yema de huevo deshidratada, 2.5 % (v/v) aceite de maíz). Además, la máxima concentración promedio de fases IJ (249,444 por mL) fue alcanzada usando el medio A4.

Palabras clave: nematodos entomopatógenos, medios carbohidratos/proteína, aguamiel, modelado.

 

DESCARGAR ARTÍCULO EN FORMATO PDF

 

Acknowledgments

Authors thank financial support of Fondos Mixtos–Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología–Gobierno del Estado de Hidalgo, México (Grant 2002019206), and PIFI P/CA–3 2006–14–04 "Consolidación del Cuerpo Académico de Biotecnología Agroalimentaria". Many thanks to Ometeotl–AC, Tlaxcala, México, for the agave juice supply. Molecular identification of the symbiotic bacterium by the group of Dr. Wacher–Rodarte is deeply acknowledged.

 

References

Akhurst, R. J. (1980). Morphological and functional dimorphism in Xenorhabdus spp., bacteria symbiotically associated with the insect pathogenic nematodes Neoaplectana and Heterorhabditis. journal of General Microbiology 121, 303–309.         [ Links ]

AOAC International. (1999). Official Methods of Analysis of AOAC International. AOAC International, USA.         [ Links ]

Buecher, E. J. and Popiel, I. (1989). Liquid culture of the entomogenous nematode Steinernema feltiae with its bacterial symbiont. journal of Nematology 21, 500–504.         [ Links ]

Chavarría–Hernández, N. and de la Torre, M. (2001). Population growth kinetics of the nematode, Steinernema feltiae, in submerged monoxenic culture. Biotechnology Letters 23, 311–315.         [ Links ]

Chavarría–Hernández, N., Espino–García, J. J., Sanjuan–Galindo, R. and Rodríguez–Hernández, A. I. (2006). Monoxenic liquid culture of the entomopathogenic nematode Steinernema carpocapsae using a culture medium containing whey. Kinetics and modeling. Journal of Biotechnology 19, 405409.         [ Links ]

Chuntapa, B., Piyatiratitivorakul, S., Nitithamyong, C., Viyakarn, V. and Menasveta, P. (1999). Optimal lipid:carbohydrate and protein:energy ratios in semi–purified diets for juvenile black tiger shrimp Penaeus monodon Fabricius. Aquaculture Research 30, 825–830.         [ Links ]

Dubois, M., Gilles, K. A., Hamilton, J. K., Rebers, P. A. and Smith, F. (1956). Colorimetric method for determination of sugars and related substances. Analytical Chemistry 28, 350–356.         [ Links ]

Ehlers, R. U. (2001). Mass production of entomopathogenic nematodes for plant protection. Applied Microbiology and Biotechnology 56, 623–633.         [ Links ]

FAO (2002). Early warning on hazardous pesticides. Agriculture 21. http://www.fao.org/ag/magazine/0205sp2test.htm. Cited 21 Oct 2001.         [ Links ]

Islas–López, M. A., Sanjuan–Galindo, R., Hernández–Rodríguez, A. I. and Chavarría–Hernández, N. (2005). Monoxenic production of the entomopathogenic nematode Steinernema carpocapsae using culture media containing agave juice (aguamiel) from Mexican maguey–pulquero (Agave spp). Effects of the contents of nitrogen, carbohydrates and fat on infective juvenile production. Applied Microbiology and Biotechnology 68, 91–91.         [ Links ]

Kiely, T., Donaldson, D. and Grube, A. (2004). Pesticides industry sales and usage. 2000 and 2001 market estimates. US–EPA, Washington, DC.         [ Links ]

Montgomery, D. C. (1991). Design and analysis of experiments. John Wiley & Sons. Singapore.         [ Links ]

Neves, J. M., Teixeira, J. A., Simões, N. and Mota, M. (2001). Effect or airflow rate on yields of Steinernema carpocapsae Az 20 in liquid culture in an external–loop airlift bioreactor. Biotechnology and Bioengineering 72, 369313.         [ Links ]

Rycroft, C. E., Jones, M. R., Gibson, G. R. and Rastall, R. A. (2001) A comparative in vitro evaluation of the fermentation properties of prebiotic oligosaccharides. Journal of Applied Microbiology 91, 818–881.         [ Links ]

Sá, R., Pousão–Ferreira, P. and Oliva–Teles, A. (2001). Growth performance and metabolic utilisation of diets with different protein:carbohydrate ratios by white sea bream (Diplodus sargus, L.) juveniles. Aquaculture Research 38, 100–105.         [ Links ]

Sánchez–Marroquín, A. and Hope, P. H. (1953). Agave juice. Fermentation and chemical composition studies of some species. Agricultural and Food Chemistry 1, 246–249.         [ Links ]

Shapirollan, D. I. and Gaugler, R. (2002). Production technology for entomopathogenic nematodes and their bacterial symbionts. journal of Industrial Microbiology and Biotechnology 28, 131–146.         [ Links ]

SIP–Society for Invertebrate Pathology. (2006). Nematodes. http://www.sipweg.org/DirectoryMCP/nematodes.htm. Cited 21 Oct 2001.         [ Links ]

Surrey, M. R. and Davies, R. J. (1996). Pilot–scale liquid culture and harvesting of an entomopathogenic nematode, Heterorhabditis bacteriophora. journal of Invertebrate Pathology 67, 92–99.         [ Links ]

Woodring, J. L. and Kaya, H. K. (1988). Steinernematid and Heterorhabditid Nematodes: a Handbook of Biology and Techniques. USA: Arkansas Agric. Exp. Stn.         [ Links ]

Wright, D. J. and Perry, R. N. (2002). Phisiology and biochemistry. In: Entomopathogenic nematology (R. Gaugler, ed.). CABI Publishing. Cambridge MA.         [ Links ]

Yoo, S. K., Brown, I. and Gaugler, R. (2000). Liquid media development for Heterorhabditis bacteriophora: lipid source and concentration. Applied Microbiology and Biotechnology 54, 159–163.         [ Links ]

Creative Commons License Todo el contenido de esta revista, excepto dónde está identificado, está bajo una Licencia Creative Commons