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Se desarrolló una metodología para el establecimiento in vitro e in vivo de Aniba perutilis (comino crespo), árbol colombiano en peligro crítico de extinción. En la primera etapa, se sometieron semillas de este árbol a la acción de los desinfectantes NaOCl, HgCl2 y AgNO3 para su germinación aséptica. Para inducir la formación de brotes se empleó el medio WPM y se evaluó la acción de las fitohormonas BAP, KIN, AIA, ANA y AG3 en diferentes concentraciones. Para la etapa de enraizamiento se emplearon ANA, AIB, y los medios de cultivo MS y WPM, ambos con sales reducidas a la mitad y combinados con diferentes concentraciones de AIA y ANA. En la etapa de multiplicación in vivo se emplearon plántulas establecidas en vivero para evaluar tres tamaños de explantes, categorizados según la distancia desde la base de la planta hasta el ápice: distal (11-14 cm), medio (7 - 8 cm) y basal (3 - 4 cm), con el fin de obtener plantas madres donantes de yemas axilares y mini esquejes para enraizar. En este trabajo se consolida el uso de NaOCl por 15 min como tratamiento óptimo de desinfección, produciendo un porcentaje de supervivencia superior a 60%. El medio WPM suplementado con BAP 3 mg/lt y 1.5 mg/lt de AG3 generó la producción de un promedio de 0.6 brotes/explante con longitud media de 0.82 cm; no obstante, su baja capacidad de enraizamiento permite catalogar esta especie como recalcitrante al cultivo in vitro. En condiciones in vivo, cortes a la altura media de las plantas (7 - 8 cm) promovieron la formación de 1.33 brotes/explante y 75% de enraizamiento en los mini-esquejes, constituyendo una herramienta clave en la propagación de la especie A methodology for the in vitro and in vivo establishment of Aniba perutilis, a native colombian tree which is currently critically endangered, was performed. In the first stage seeds were treated using NaOCl, HgCl2, and AgNO3 to achieve aseptic germination. In order to induce shoot formation, WPM medium was used and phytohormones BAP, KIN, IAA, NAA and GA3 were evaluated at different concentrations. In the rooting stage NAA and IBA were used in different concentrations and culture media, as well as half-strength MS and WPM mediums combined with different concentrations of IAA and NAA. For in vivo multiplication stage, juvenile plants previously established in nursery were used to evaluate three types of cuts defined by the distance between the base of the plant and where the cut was done: distal (11-14 cm), middle (7-8 cm) and basal (3-4 cm), in order to obtain ‘donor plants’ able to donate axillary buds and mini-cuttings for future rooting. The use of NaOCl for 15 minutes consolidates as optimal disinfection treatment, yielding a survival rate greater than 60%. The WPM medium supplemented with BAP (3 mg/L) and GA3 (1.5 mg/L) allowed the production of 0.6 shoots/explant with an average length of 0.82 cm. However, the low rooting capacity of the explants suggests that this species could be labeled as recalcitrant to in vitro culture. In vivo conditions, cuts made at the middle height of the plants promoted the formation of 1.33 shoots/explant and 75% rooting in mini-cuttings, becoming these results in a key tool for the propagation of the species

In order to assess the antifungal activity of methanolic extracts from neem tree (Azadirachta indica A. Juss.), several bioassays were conducted following M38-A2 broth microdilution method on 14 isolates of the dermatophytes Trichophytonmentagrophytes, Trichophyton rubrum, Microsporum canis and Epidermophyton floccosum. Neem extracts were obtained through methanol-hexane partitioning of mature green leaves and seed oil. Furthermore, high performance liquid chromatography (HPLC) analyses were carried out to relate the chemical profile with their content of terpenoids, ofwidely known antifungal activity. The antimycotic Terbinafine served as a positive control. Results showed that there was total growth inhibition of the dermatophytes isolates at minimal inhibitory concentrations (MIC) between 50 μg/mL and 200 μg/mL for leaves extract, and between 625 μg/mL and 2500 μg/mL for seed oil extract. The MIC of positive control (Terbinafine) ranged between 0.0019 μg/mL and 0.0313 μg/mL. Both neem leaves and seed oil methanol extracts exhibited different chromatographic profiles by HPLC, which could explain the differences observed in their antifungal activity. This analysis revealed the possible presence of terpenoids in both extracts, which are known to have biological activity. The results of this research are a new report on the therapeutic potential of neem to the control of dermatophytosis. Se determinó la actividad antifúngica de extractos metanólicos de la especie Azadirachta indica A. Juss. (Meliaceae), conocida comúnmente como neem, empleando el método de microdilución en caldo M38-A2 de referencia para hongos filamentosos y dermatofitos. Se evaluaron 14 aislamientos de los dermatofitos Trichophyton mentagrophytes, Trichophyton rubrum, Microsporum canis y Epidermophyton floccosum. Los extractos de neem fueron obtenidos mediante partición metanol-hexano a partir de aceite de semillas y hojas verdes maduras. Adicionalmente, se analizaron por cromatografía líquida de alta resolución (CLAR) con el fin de relacionar su perfil químico con el contenido de terpenoides, de conocida actividad antifúngica. Se empleó como control positivo el antimicótico Terbinafina. Los resultados mostraron inhibición total del crecimiento de los aislamientos de dermatofitos a concentraciones mínimas inhibitorias (CMI) entre 50 μg/mL y 200 μg/mL para el extracto de hojas y entre 625 μg/mL y 2500 μg/mL para el extracto de aceite de semillas. La CMI encontrada para el control positivo (Terbinafina) fluctuó entre 0,0078 μg/mL y 0,0313 μg/mL. Los extractos metanólicos de hojas y aceite de semillas de neem exhibieron diferentes perfiles cromatográficos en CLAR, lo cual podría explicar las diferencias observadas en su actividad antifúngica. Éste análisis químico reveló la posible presencia de compuestos terpenoides en ambos extractos, los cuales se conocen por su actividad biológica. Los resultados de esta investigación son un nuevo aporte sobre el potencial terapéutico del neem para el control de dermatofitosis.

Las líneas celulares de neem (Azadirachta indica A. Juss.) cultivadas en suspensión líquida han demostrado producir metabolitos secundarios bioactivos, particularmente triterpenoides. En consecuencia, se han realizado estudios para el control de microorganismos de importancia médica, como los hongos dermatofitos. El objetivo principal de este trabajo fue evaluar a través de un método de referencia in vitro la actividad antifúngica de diferentes extractos de cultivos celulares de neem sobre varios aislamientos de Trichophyton mentagrophytes, Trichophyton rubrum y Epidermophyton floccosum. Se realizó un escalado de cultivos de suspensiones celulares de neem, a partir de los cuales se obtuvo un extracto crudo metanólico. Éste extracto fue fraccionado posteriormente por cromatografía en columna de silica gel. Con los extractos obtenidos se determinó la Concentración Mínima Inhibitoria (CMI), siguiendo el método de microdilución en caldo M38-2, con cinco aislamientos de T. mentagrophytes, cinco de T. rubrum y tres de E. floccosum. Se usó como control positivo el antimicótico Terbinafina. Los resultados mostraron que el extracto crudo de biomasa celular de neem inhibe el crecimiento hasta en 100 % de T. mentagrophytes, T. rubrum y E. floccosum. Al evaluar las fracciones por separado, se observó que las de menor polaridad exhibieron en general mayor actividad antifúngica (CMI=109 μg/mL) que el extracto crudo per se (CMI=2500 μg/ mL) y las fracciones más polares (CMI=7000 μg/mL). Lo anterior indica que las células de neem cultivadas en suspensión producen compuestos con actividad antifúngica, siendo más bioactivos los presentes en las fracciones de menor polaridad. Cell lines of neem (Azadirachta indica A. Juss.) grown in liquid suspension have shown to produce bioactive secondary metabolites, particularly triterpenoids. In consequence, its use as a control of medical microorganisms (like dermatophytes) is proposed. The main goal of this study was to assess the antifungal activity of methanolic extracts from neem cultured cell suspensions on several isolates of Trichophyton mentagrophytes (five isolates), Trichophyton rubrum (five isolates) and Epidermophyton floccosum (three isolates). Neem cell suspension cultures were scaled up, from which a raw methanolic extract was obtained. This extract was fractionated by silica gel column chromatography. The raw methanolic extract and its fractions were used in order to determine the Minimal Inhibitory Concentration (MIC) on the dermatophytes isolates by following M38-A2 broth microdilution method. Antimycotic Terbinafine was used as positive control. The results shown that neem raw cellular biomass extract inhibits the growth of T. mentagrophytes, T. rubrum and E. floccosum in at least 100%. In the evaluations of the separated fractions, it was observed that the low polarity fractions had higher antifungal activity (MIC=109 μg/mL) than the raw extract per se (MIC=2500 μg/mL) and the most polar ones (MIC=7000 μg/mL). The latter suggest that neem cells cultured in liquid suspension produces compounds with antifungal activity, being more active those present in the low polarity fractions.

Se evaluó la producción de azadiractina a partir de células de Azadirachta indica A. Juss, establecidas en un biorreactor sometido a variaciones en la velocidad de agitación y el caudal del aire suministrado al medio de cultivo. Además, se determinó el efecto del oxigeno disuelto en el medio de cultivo, sobre el crecimiento celular y la producción del metabolito, mediante la estimación del coeficiente de transferencia de oxígeno (kLa), la velocidad de transferencia de oxígeno (OTR), la velocidad de consumo de oxígeno (OUR) y el consumo celular específico de oxígeno (SOUR). Los resultados mostraron que el crecimiento celular y la producción de azadiractina, están fuertemente influenciados por las condiciones de mezclado presentes en el biorreactor, indicando un alto grado de sensibilidad de las células al estrés hidrodinámico. Por otra parte, se evidenció que los valores de kLa y OTR aumentaron al incrementar la velocidad de agitación y aireación, lo que favoreció la transferencia de masa, mientras que ocurrió lo contrario con la OUR y la SOUR, posiblemente debido a la pérdida de la viabilidad celular, al incrementar los esfuerzos cortantes dentro del biorreactor. It was evaluated the production of azadiractin from cells of Azadirachta indica A. Juss, established in a biorreactor submitted to variations in the speed of agitation and the air flow provided to the culture medium. Besides, it was determined the effect of the oxygen dissolved in the culture medium, on cellular growth and production of the metabolite, by means of estimating the oxygen transfer coefficient (kLa ), oxygen transfer rate (OTR), oxygen uptake rate (OUR), and the cellular specific oxygen uptake rate (SOUR). The results showed that the cellular growth and azadiractin production, are strongly influenced by the mixed conditions in the biorreactor, indicating a high degree of sensitivity of cells to the hydrodinamic stress. On the other hand, it was evident that kLa and OTR values, increased to promote the agitation speed and air supply, which favoured the mass transfer, whereas it was opposite with the OUR and the SOUR, possibly because of the loss of the cellular feasibility, to put up the cut effects inside the biorreactor.

La obtención in vitro de metabolitos secundarios de neem surge como una alternativa para la posible producción industrial de biocidas. Para la búsqueda de propuestas dirigidas al control de Spodoptera frugiperda, se evaluó la eficiencia de extractos etanólicos de suspensiones celulares de Azadirachta indica para determinar la DL50 y el TL50 sobre la fase larval del segundo ínstar (L2). Se probaron cuatro concentraciones de los extractos (2.500, 5.000, 10.000 y 30.000 ppm) y el testigo (alcohol 96%) para determinar la mortalidad en el tiempo (0, 12, 18, 25, 40 h). Se determinó una DL50 a las 12 h de 2.256 ppm (R² = 88,54%), a las 18 h de 3.928 ppm (R² = 90,3 %), a las 25 h de 2.818 ppm (R² = 90,3 %) y a las 40 h de 1.064 ppm (R² =90,3 %). Las dosis de 5.000 ppm, 10.000 ppm y 30.000 ppm, no presentaron diferencia estadística en su acción letal, pero fueron efectivas en el control del insecto. The production in vitro of secondary metabolites from neem arises like an alternative for the possible industrial processing of biocidas. In the search of alternatives for the control of Spodoptera frugiperda, were evaluated ethanolic extracts of cellular suspensions from Azadirachta indica in order to determine the DL 50 and the TL50 on the larval state of the second "instar" (L2). Four concentrations of the extracts (2.500, 5.000, 10.000, and 30.000 ppm) and the control (alcohol 96%) to determine mortality in the time (0, 12, 18, 25, 40 hours) were compared. It was determined a DL50 at the 12 hours of 2.256 ppm, (R2 = 88, 54%), at the 18 hours of 3.928 ppm, (R2 = 90,30%), at the 25 hours of 2.818 ppm, (R2 = 90,30%) and at the 40 hours of 1.064 ppm, (R2 =90,30%). The doses of 5.000 ppm, 10.000 ppm and 30.000 ppm, didn't present differences statistically significant in their lethal action, but were effective in the insect control.

Se realizó la estandarización de la multiplicación y tuberización in vitro de ñame (Dioscorea alata L.) utilizando el sistema de inmersión temporal conocido como RITA®. Se evaluó inicialmente el porcentaje de brotación de segmentos nodales en medio de cultivo semisólido utilizando dos tipos de citoquininas (BAP y Kinetina). Las plantas obtenidas fueron subcultivadas cada cuatro semanas y luego utilizadas para la obtención de meristemos y plántulas para llevar a cabo los diferentes experimentos en sistema de inmersión temporal. Se obtuvo un mayor porcentaje de explantes brotados al utilizar Kinetina. Con el sistema RITA se evaluó el efecto de la densidad de explantes sobre la tasa de multiplicación y sobre la inducción, formación y desarrollo de microtubérculos, no encontrándose diferencias estadísticamente significativas entre las densidades evaluadas. De igual manera, se evaluó el efecto de diferentes frecuencias y tiempos de inmersión sobre la tasa de multiplicación, encontrándose que a una frecuencia de inmersión cada 12 horas y durante 10 minutos se obtenía la formación de mayor número de nudos y mayor tamaño de las plantas a las cuatro semanas de cultivo. Al utilizar el sistema de inmersión temporal se alcanzaron mayores tasas de multiplicación y tuberización in vitro comparadas con el sistema de cultivo convencional. Demostrándose así, el potencial de estos sistemas para implementar un programa de producción de semillas de ñame.

Se estudiaron las variables de operación de un biorreactor de tanque agitado para el cultivo de células en suspensión de Azadirachta indica A. Juss. Se utilizó carboximetilcelulosa, CMC 0,7 % p/v, para estimar el coeficiente de transferencia de oxígeno, kLa, entre 120 - 400 rpm y entre 0,05 - 0,6 vvm, obteniéndose valores de 0,5 - 8,0 h-1. El kLa para suspensiones de A. indica en erlenmeyers fue de 0,6 - 1,2 h-1. Con los resultados anteriores se definieron las condiciones de operación del biorreactor y se evaluó el crecimiento de células de A. indica a 200 rpm y 0,2 vvm de aire, alcanzando 9,2 g cel secas/l. El crecimiento celular no fue limitado por el suministro de oxígeno. Los tamaños de aglomerados celulares cultivados en erlenmeyers con bafles agitados magnéticamente y en biorreactor fueron similares, pero menores que los obtenidos en erlemeyers con agitación orbital. El presente estudio establece parámetros para la operación de biorreactores con A. indica y confirma que los medios con CMC pueden utilizarse para estimar variables operacionales en biorreactores. Operation variables of a stirred tank bioreactor were studied in order to culture cell suspension of Azadirachta indica A. Juss Carboximethylcelulose, CMC 0,7 % w/v, was used to estimate the coefficient of oxygen transfer, kLa, between 120 - 400 rpm and 0,05 - 0,6 vvm, obtaining values of 0,5 - 8,0 h-1. The kLa for suspension cultures of A. indica in erlenmeyers was 0,6 - 1,2 h-1. Based upon the previous results, the operation conditions of the bioreactor were defined and cell growth of A. indica was evaluated at 200 rpm and 0,2 vvm of air, reaching 9,2 g dry cell/l. Celular growth was not limited by dissolved oxygen. The sizes of cell agglomerates magnetically stirred in erlemeyers with bafles and in the bioreactor were similar, but smaller that those obtained in erlenmeyers with orbital agitation. The present study establishes parameters for operation of bioreactors with A. indica and confirms that CMC can be used to estimate operational variables in bioreactors.

Se evaluaron 10 medios de cultivo para el establecimiento y la multiplicación in vitro de tomate de árbol partenocárpico, los cuales contenían sales de MS, BAP de 0,17 a 5,82 mg/l, y AIA de 0,19 a 2,31 mg/l y una mezcla de tres sustancias antioxidantes: cisteína, ácido ascórbico y caseína hidrolizada (100 mg/l de cada una). Los explantes utilizados fueron esquejes de nudo de 1,5 a 2,0 cm de longitud. Para el análisis estadístico se empleó un diseño central compuesto triplicado con dos repeticiones del punto central. Los resultados fueron: en el material proveniente del altiplano Norte de Antioquia, Colombia, se determinó el punto óptimo para la variable longitud de brotes con reguladores de crecimiento (0,17 mg/l de BAP y 0,19 mg/l de AIA); en el material procedente del Oriente de Antioquia-Colombia, no se pudo determinar el punto óptimo. Las sustancias antioxidantes no fueron efectivas para evitar la oxidación fenólica, la cual fue mediana a alta. Las tasas de multiplicación fueron bajas (0 % y 20 % para los genotipos del Oriente y Norte de Antioquia, respectivamente) y el desarrollo de los brotes en el material del Norte fue muy lento (cuatro meses). Ten tissue culture medias were evaluated to establish and multiply in vitro the tomato tree partenocarpic, that contained MS salts, BAP from 0,17 to 5,82 mg/l, and IAA from 0,17 to 2,31 mg/l and a mix of three antiozidant substances : cistein, ascorbic acid, and hydrolized casein (100 mg/l each). The explants employed were nodal stems of from 1, 5 to 2,0 cm in length. For the statistical analyses, a triplicated central composite design was employed with two repetitions of the central point. The results were: in the material from the high plains of northern Antioquia, Colombia , the optimal point was determined for the variable shoot length with growth regulators (0,17 mg/l of BAP and 0,19 mg/l of IAA); for the material from eastern Antioquia-Colombia, it was not possible to determine the optimum point. The antioxidizing substances were not effective for preventing fenolic oxidation, which was intermediate to high. Multiplication rates were low (0 and 20 % for the eastern and northern genotypes, respectively) and shoot development in the material from the north was very slow (four months).

Resumen: La presencia de 0.2-2.0 mg/l de aminoetoxivinil-glicina (AVG) o 5-10 mg/l de nitrato de plata (AgNO3) mejoró marcadamente la inducción de yemas y el crecimiento y desarrollo de ápices a partir de los tejidos del nudo cotiledonar de cuatro variedades de Frijol (Phaseolus vulgaris L.). Contrariamente, la adición de etileno exógeno mediante la adición de Ethrel a las cajas de Petri, inhibió tanto la inducción de yemas como el crecimiento y desarrollo de los ápices. Etileno y CO2 se acumularon en los recipientes de cultivo (cajas de Petri) durante el periodo de cultivo de los explantes, mientras que la concentración de O2 se redujo. La producción endógena de Ácido Abscicico (ABA) en los nudos cotiledonares disminuyó en concentración en la preparación del explante. La interacción de ABA y etileno en la inducción yemas y el crecimiento y desarrollo de ápices es discutida. Abstract: The presence of 0.2-2.0 mg/l aminoethoxyvinyl-glycine (AVG) or 5-20 mg/l silver nitrate (AgNO3) markedly enhanced bud induction and shoot growth from cotyledonary node explants of four varieties of common bean (Phaseolus vulgaris L.). Conversely, the addition of exogenous ethylene, by adding Ethrel to the Petri dishes, inhibited both bud induction and shoot growth. Ethylene and CO2 accumulated in the culture vessels (Petri dishes) throughout the growth period, whereas O2 concentrations declined. Endogenous abscicic acid (ABA) production in the cotyledonary node diminished in concentration during the explant preparation. The interaction of the ABA and ethylene on bud induction and shoot development is discussed herein.

Cocoa (Theobroma cacao L.) is a cash crop in many developing countries and provides the main ingredients for chocolate production. As the demand for food increases, it is necessary to establish optimal crops and, in this sense, the production of plants on a scale is necessary to meet the growing demand, making propagation systems a challenge for agro-industrial strengthening. To overcome this obstacle, somatic embryogenesis (SE) is proposed and the transition from a research scale to a commercial scale is proposed. The estimated time to produce is usually underestimated, which results in it being unfeasible to face the markets. The first chapter presents the production of the CCN51 genotype on a pilot scale in the laboratory with a view to reducing time in the process. It was possible to define the different stages of seedling production by SE: initiation, multiplication, maturation, germination, and acclimatization. The minimum time obtained to produce CCN51 was 30, 70, 50, 70 and 30 days, respectively. To continue technically enabling the propagation system via ES, it was necessary to evaluate the clonal fidelity of the regenerated seedlings as a first step to respond to quality. In chapter 2, the genetic stability of cocoa seedlings propagated by SE with respect to conventional grafting was studied for the CCN51 and TSH565 genotypes using 13 microsatellites (SSR). The 13 loci analyzed revealed 25 alleles in the CCN51 genotype and 24 alleles in the TSH565 genotype. According to the results, no differences were observed in the allelic composition, this indicates that the plants propagated by SE did not show perceptible detriment in their genome with the SSR used. Next, with a view to larger-scale production such as commercial laboratories or biofactories, it is necessary to interconnect propagation with effective and efficient management of the production process on an industrial scale. Chapter 3 presents a production planning and control system (PPC) for SE multiplication through a pilot production of 100,000 for CCN51. The main indicators of the process in materials, labour, quality, and performance are detailed. Finally, considering ES as a technology that is usually expensive compared to other propagation techniques, in chapter 4 the key factors in the financial viability of the production process were identified. The costs of the process were estimated, identifying the factors that influence the process with a Monte Carlo Simulation (MCS). The cost components identified were culture medium (CM), indirect manufacturing costs (IMC), labour (direct and indirect), and operating expenses (GO). Labour had the highest share of costs, with 53%, followed by GO, with 30%, CM, with 12% and IMC, with 5%. The MCS helped define that the variables with the greatest impact on the unit price were the response of the embryos in the germination stage and the proliferation coefficient. This projection gave a figure of US$0.73 per plantlet. El cacao (Theobroma cacao L.) es un cultivo comercial en muchos países en desarrollo y provee la materia prima para la producción de chocolate. A medida que aumenta la demanda de alimentos, se requiere establecer cultivos óptimos y en este sentido, la producción de plantas a escala es necesaria para satisfacer la creciente demanda, convirtiéndose los sistemas de propagación de plántulas en un reto para el fortalecimiento agroindustrial. Para hacer frente a este obstáculo, se plantea el método de la embriogénesis somática (ES) y realizar la transición de una escala de investigación a una escala comercial. El tiempo estimado para la producción suele estar subestimado, lo que resulta que sea inviable para enfrentar los mercados. En el primer capítulo se presenta la producción del genotipo CCN51 a escala piloto en laboratorio con miras a la reducción de tiempo en el proceso. Se lograron definir las diferentes etapas de producción de plántulas por SE: iniciación, multiplicación, maduración, germinación y aclimatación. El tiempo mínimo obtenido para la producción de CCN51 fue de 30, 70, 50, 70 y 30 días respectivamente. Con el fin de continuar habilitando técnicamente el sistema de propagación vía ES fue necesario evaluar la fidelidad clonal de las plántulas regeneradas como un primer paso para responder a la calidad. En el capítulo 2 se estudió la estabilidad genética de plántulas de cacao propagadas por SE respecto al injerto convencional para los genotipos CCN51 y TSH565 usando 13 microsatélites (SSR). Los 13 loci analizados revelaron 25 alelos en el genotipo CCN51 y 24 alelos en el genotipo TSH565. De acuerdo con los resultados, no se observaron diferencias en la composición alélica, esto indica que las plantas propagadas por SE no mostraron detrimento perceptible en su genoma con los SSR utilizados. Seguidamente, con miras a la producción a mayor escala como laboratorios comerciales o biofabricas, es necesario interconectar la propagación con una Resumen y Abstract X gestión eficaz y eficiente del proceso productivo a escala industrial. En el capítulo 3 se presenta un sistema de control y planificación de la producción (PPC) para la multiplicación por SE a través de un piloto de producción de 100.000 plántulas para CCN51. Se detalla los principales indicadores del proceso en materiales, mano de obra, calidad y rendimiento. Finalmente, considerando la ES como una tecnología que suele ser costosa en comparación con otras técnicas de propagación, en el capítulo 4 se identificaron los factores claves en la viabilidad financiera para el proceso productivo. Se estimaron los costos del proceso, identificando los factores que influyen en el proceso con una Simulación de Monte Carlo (MCS). Los componentes del costo identificados fueron medio de cultivo (CM), costos indirectos de fabricación (IMC), mano de obra (directa e indirecta) y gastos operativos (GO). La mano de obra tuvo la mayor participación de los costos, con un 53%, seguida de los GO, con un 30%, CM, con un 12% e IMC, con un 5%. La MCS ayudó a definir que las variables con mayor impacto en el precio unitario fueron la respuesta de los embriones en la etapa de germinación y el coeficiente de proliferación. Esta proyección arrojó una cifra de US $ 0,73 por plántula. (texto tomado de la fuente) Universidad de Antioquia Universidad Católica de Oriente Compañia Nacional de Chocolates Doctorado Magíster en Ciencias - Biotecnología Biotecnología vegetal Área curricular Biotecnología

Ilustraciones a color Carludovica palmata is a neotropical plant with economic potential for the food, pharmaceutical, agrochemical industries, and an important source of fibers for making handicrafts. Colombia is one of the countries with the highest production of this species, however, it does not have efficient techniques for its multiplication. The present investigation developed a biotechnological method for the large-scale multiplication of this specie. The method consisted to design, build, and start up a TIB-type Automated Temporary Immersion System (ATIS). The technical parameters of the ATIS, medium volume, immersion times, immersion frequencies and initial inoculum were evaluated. MS-agar medium plus 1.0 mg L-1 of BAP, 0.5 mg L-1 of NAA and 20 g L-1 of sucrose were used. The experimental design used was split plots, with 2 replications. The variables evaluated were, number and length of shoots, number and length of roots, number of leaves and biomass. Three micropropagation systems, ATIS, semi-solid and liquid medium, were compared using a generalized randomized block design. As results, it was obtained that 200 mL of culture medium/bioreactor was the most suitable. The optimum immersion time was 1 min for the biomass value, number, and length of roots, and 5 min immersion for the number of shoots. Immersion frequency of 12 h improved the length of shoots, roots, number of leaves and biomass, on the other hand, intervals of 6 h favored the proliferation of shoots and roots. The density of the initial inoculum did not show significant differences. According to the optimization module, the optimal values of the ATIS parameters were 1 min of immersion, 175 mL of culture medium/bioreactor, initial inoculum of 10 explants/bioreactor and immersion frequency of 12 h. In conclusion, ATIS was shown to be efficient for massive micropropagation of C. palmata compared with conventional methods. Carludovica palmata es una planta neotropical con potencial económico para la industria alimentaria, farmacéutica, agroquímica y una importante fuente de fibras para la elaboración de artesanías. Colombia, es uno de los países con mayor producción de esta especie, sin embargo, no dispone de técnicas eficientes para su multiplicación. La presente investigación desarrolló un método biotecnológico para la multiplicación a gran escala de esta planta. El método consistió en diseñar, construir y poner en marcha un Sistema de Inmersión Temporal Automatizado (SITA) tipo BIT. Se evaluó los parámetros técnicos del SITA, volumen de medio, tiempos de inmersión, frecuencias de inmersión e inóculo inicial. Se utilizó el medio MS más 1,0 mg L-1 de BAP, 0,5 mg L-1 de ANA y 20 g L-1 de sacarosa. El diseño experimental utilizado fue parcelas subdivididas, con 2 repeticiones. Las variables evaluadas fueron, número y longitud de brotes, número y longitud de raíces, número de hojas y biomasa. Se comparó tres sistemas de micropropagación, SITA, medio semisólido y líquido, utilizando un diseño de bloques al azar generalizado. Como resultados se obtuvo que 200 mL de medio de cultivo/biorreactor fue el más adecuado. El tiempo de inmersión óptimo fue 1 min para las variables biomasa, número y longitud de raíces e inmersión de 5 min para número de brotes. Frecuencia de inmersión de 12 h mejoró la longitud de brotes, raíces, número de hojas y biomasa, en cambio, intervalos de 6 h favoreció la proliferación de brotes y raíces. La densidad del inóculo inicial no mostró diferencias significativas. Según el módulo de optimización los valores óptimos de los parámetros del SITA fueron 1 min de inmersión,175 mL de medio de cultivo/biorreactor, inóculo inicial de 10 explantes/biorreactor y frecuencia de inmersión de 12 h. En conclusión, se demostró que el SITA fue eficiente para la micropropagación masiva de C. palmata en comparación con los métodos convencionales. (texto tomado de la fuente) Maestría Magíster en Ciencias - Biotecnología Biotecnología Vegetal Área curricular Biotecnología

ilustraciones, diagramas, tablas La batata (Ipomoea batatas L.) es un cultivo de alta importancia en seguridad alimentaria por sus propiedades nutracéuticas. La disponibilidad de material de siembra libre de enfermedades asegura el éxito en el establecimiento, rendimiento y calidad del cultivo. La micropropagación in vitro es una alternativa eficaz para obtener material vegetal con calidad fitosanitaria. El objetivo de este estudio fue estandarizar las condiciones de producción in vitro y ex vitro para la propagación y escalado de material de siembra de batata En condiciones de laboratorio se evaluaron estrategias de desinfección, caracterizaron microorganismos contaminantes y determinó la influencia de reguladores de crecimiento sobre plántulas in vitro. En invernadero y vivero se evaluaron mezclas de sustratos a base de turba (T), lombriabono (LA), cascarilla de arroz (CA), fibra de coco (FC) y arena fina (A) para mejorar la producción de material de siembra. Los resultados indicaron que lavado con yodopovidona y desinfección con hipoclorito de sodio al 2%, ácido acético y amonio cuaternario permitió erradicar el 70% de contaminantes. de los géneros Fusarium, Sarocladium, Cladosporium, Aspergillus, Pseudozyma, Moesziomyces y Curtobacterium. Los explantes cultivados con ANA (0,2ppm) presentaron una mayor producción de nudos y crecimiento aéreo significativamente superior al control. Para la aclimatación de vitroplantas, el sustrato compuesto por T:LA:CA (3:1:1) y cámara húmeda por 8 días permitió obtener plántulas super elite con buen crecimiento, altas tasas de supervivencia (92%) y multiplicación (3,53) en comparación con la estrategia convencional (turba, sin cámara húmeda). En condiciones de vivero, sustrato de A:LA:FC (7:1:2), produjo exitosamente hasta 79 mini-raíces/m2. Una mayor eficiencia en la producción de material de siembra de alta calidad con condiciones fitosanitarias garantizadas es una contribución importante para mejorar las estrategias globales de manejo de enfermedades en el cultivo de batata. (Texto tomado de la fuente) Sweet potato (Ipomoea batatas L.) is a highly important crop for food security due to its nutraceutical properties. The availability of disease-free planting material ensures successful establishment, yield, and quality of the crop. In vitro micropropagation is an effective alternative to obtain plant material with phytosanitary quality. The objective of this study was to standardize the in vitro and ex vitro production conditions for the propagation and scaling of sweet potato planting material. In laboratory conditions, disinfection strategies were evaluated, contaminating microorganisms were characterized and the influence of growth regulators on the development of the in vitro plant was determined. In the greenhouse and nursery, mixtures of substrates based on peat (T), vermicompost (LA), rice husks (CA), coconut fiber (FC) and fine sand (A) were evaluated to improve the production of planting material. The results indicated that washing with povidone-iodine and disinfection with 2% sodium hypochlorite, acetic acid and quaternary ammonium eradicated 70% of contaminants. of the genera Fusarium, Sarocladium, Cladosporium, Aspergillus, Pseudozyma, Moesziomyces and Curtobacterium. The explants cultured with ANA (0.2ppm) showed a higher production of nodes and aerial growth significantly higher than the control. For the acclimatization of vitroplants, the substrate composed of T:LA:CA (3:1:1) and a humid chamber for 8 days allowed obtaining super elite seedlings with good growth, high survival rates (92%) and multiplication (3, 53) compared to the conventional strategy (peat, without humid chamber). Under nursery conditions, A:LA:FC (7:1:2) substrate successfully produced up to 79 mini-roots/m2. Greater efficiency in the production of high-quality planting material with guaranteed phytosanitary conditions is an important contribution to improve global disease management strategies in sweet potato cultivation. Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria - AGROSAVIA (Ejecutor) Maestría Magíster en Ciencias - Biotecnología Área Curricular Biotecnología

Ilustraciones El cultivo de tomate de árbol (Solanum betaceum Cav.) es un cultivo que, aunque es muy conocido y sus frutos muy consumidos en Colombia, no se encuentra tecnificado, como muchos otros cultivos en el país. Este frutal es susceptible a plagas como mosca blanca y áfidos, y a enfermedades como las causadas por virosis o por hongos, por ejemplo, la antracnosis, enfermedad causada por los hongos Colletotrichum, que causa daños principalmente en el fruto, ya sea antes o después de su cosecha, y también afecta partes jóvenes como flores y primordios foliares. Con miras a la transformación estable de tomate de árbol común para eventualmente poder generar alguna resistencia a enfermedades como la antracnosis, en este trabajo se optimizó la regeneración in vitro de esta especie vía organogénesis obteniéndose un promedio de 18 brotes por explante, en el caso de hojas. Se evaluó la expresión transitoria en hojas de tomate de árbol común in vitro, mediante el plásmido pCambia 1305.2 con el gen reportero gusPlus y la agroinfiltración de hojas en planta, esta última utilizando la cepa EHA105 de Agrobacterium tumefaciens con el plásmido pMDC85, portando los genes para una endoquitinasa (pcht28) o para una β-1,3-glucanasa (PpGlu); hasta la fecha no hay reportes de la evaluación de la expresión transitoria en hojas de tomate de árbol mediante agroinfiltración. Mediante el gen gus se encontró una eficiencia de transformación del 97,5% para la cepa EHA105, con base en el número de explantes gus positivos. Se llevaron a cabo ensayos in vitro para evaluar la expresión de los genes pcht28 y PpGlu en segmentos de hojas de tomate de árbol común, y se encontró un alto sobrecremiento de Agrobacterium y una alta tasa de muerte del tejido in vitro. (Texto tomado de la fuente) Tree tomato (Solanum betaceum Cav.) is a crop well known and its fruits widely consumed in Colombia, but it is not technified, like many other crops in the country. This fruit tree is susceptible to pests such as whiteflies and aphids, and to diseases caused by viruses or fungi, for example, anthracnose, disease caused by Colletotrichum fungi, which mainly causes damage to the fruit, either before or after harvest, and it also affects the young parts as flowers and leaf primordia. For the purpose of the stable transformation of common tree tomato, in the future, to eventually be able to generate some resistance to diseases such as anthracnose, in this work the in vitro regeneration of this species via organogenesis was optimized, obtaining an average of 18 shoots per explant, in the case of leaves. The transient expression in common tree tomato leaves in vitro was evaluated by means of the pCambia 1305.2 plasmid with the gusPlus reporter gene and the agroinfiltration of leaves in the plant, this last one using the EHA105 strain of Agrobacterium tumefaciens with the plasmid pMDC85, carrying the genes for an endochitinase (pcht28) or for a β-1,3-glucanase (PpGlu). To date there are no reports of the evaluation of transient expression in tree tomato leaves by agroinfiltration. Using the gus gene, a transformation efficiency of 97,5% was found for the EHA105 strain, based on the number of positive gus explants. In vitro assays were carried out to evaluate the expression of pcht28 and PpGlu genes in segments of common tree tomato leaves, and a high overgrowth of Agrobacterium and a high rate of tissue death in vitro were found. Doctorado Doctor en Biotecnología Área curricular Biotecnología

El Borojó (Borojoa patinoi) es una especie arbórea originaria del bosque húmedo tropical del Pacífico colombiano. El fruto es reconocido por su gran valor nutritivo, debido principalmente al alto contenido de carbohidratos, minerales, vitamina C y aminoácidos esenciales. A pesar de que tradicionalmente ha sido utilizado por sus propiedades medicinales en la cicatrización de heridas, hipertensión y afecciones pulmonares; su estudio se ha visto limitado hacia la industria de alimentos. En esta investigación se caracterizó el cultivo de células en suspensión de borojó con el fin de evaluar la producción de metabolitos secundarios de interés farmacéutico, específicamente en cáncer. Con el fin de incrementar la concentración celular y la obtención de biomasa, se evaluó el efecto del medio de cultivo basal y el tipo de tapón en matraz Erlenmeyer sobre el crecimiento celular. A pesar de las diferencias que ostentan los medios de cultivo MS, B5 y White en su composición y las diferencias en la capacidad de intercambio gaseoso entre el matraz y el ambiente con tapones de algodón, aluminio y espuma, no se presentaron diferencias significativas en los parámetros cinéticos de crecimiento celular. En promedio, la velocidad específica de crecimiento fue 0.10 día -1 con un tiempo de duplicación 6.9 días. La evaluación de los extractos de hexano y de acetato de etilo de las células en suspensión de B. patinoi sobre las líneas celulares MCF7, Jurkat y CHO, evidenció actividad citotóxica in vitro significativa sobre células tumorales MCF7 y Jurkat (adenocarcinoma de mama y leucemia linfoide aguda, respectivamente). Para la línea celular MCF7 se redujo la viabilidad celular hasta un 53% con el extracto de hexano (100 µg/mL), y en las células Jurkat, el extracto acetato de etilo redujo la viabilidad celular en 42% (100 µg/mL). Por otro lado, los extractos de hexano presentaron un mayor efecto en la reducción de la viabilidad de las células cancerosas (MCF7 Y Jurkat) en comparación con las células no cancerosas CHO. Por otro lado, los extractos hexano, de acetato de etilo y diclorometano causaron daño clastogénico significativo en células de cáncer de mama (células Jurkat), el daño en el ADN fue 27.8, 24.2 y 23.9 respectivamente. Las pruebas fitoquímicas realizadas a los extractos hexano y acetato de etilo mostraron la presencia de ácido clorogénico, cumarinas, terpenos, saponinas y lactonas sesquiterpénicas; metabolitos secundarios de interés farmacéutico. Las células en suspensión de B. patinoi producen compuestos con actividad citotóxica y genotóxica sobre líneas celulares cancerosas Jurkat y MCF7. Lo cual permite que permite que este trabajo se convierta en un punto de partida para el desarrollo de nuevas investigaciones con cultivos in vitro de borojó, la identificación y caracterización los compuestos con actividad biológica y a futuro se convierta en una plataforma biotecnológica para la producción de fármacos quimiopreventivos o como terapéuticos para el tratamiento del cáncer Abstract: The Borojó (Borojoa patinoi) is a tree species native to the tropical rainforest of the Colombian Pacific. The fruit is recognized for its high nutritional value, mainly due to its high content of carbohydrates, minerals, vitamin C and essential amino acids. Although it has traditionally been used for its medicinal properties in wound healing, hypertension and pulmonary conditions, its study has been limited to the food industry. In this research, the culture of cells in suspension of borojo was characterized in order to evaluate the production of secondary metabolites of pharmaceutical interest, specifically in cancer. In order to increase cell concentration and biomass production, the effect of the basal culture medium and the type of stopper in the Erlenmeyer flask on cell growth was evaluated. Despite the differences in the composition of the MS, B5 and White culture media and the differences in gas exchange capacity between the flask and the environment with cotton, aluminium and foam stoppers, there were no significant differences in the kinetic parameters of cell growth. On average, the specific growth rate was 0.10 day -1 with a doubling time of 6.9 days. Evaluation of the extracts of hexane and ethyl acetate from B. patinoi suspended cells on MCF7, Jurkat and CHO cell lines showed significant in vitro cytotoxic activity on MCF7 and Jurkat tumor cells (breast adenocarcinoma and acute lymphoid leukemia, respectively). For the MCF7 cell line cell viability was reduced by up to 53% with hexane extract (100 µg/mL), and in Jurkat cells, ethyl acetate extract reduced cell viability by 42% (100 µg/mL). On the other hand, hexane extracts had a greater effect in reducing the viability of cancer cells (MCF7 and Jurkat) compared to noncancerous CHO cells. On the other hand, the hexane, ethyl acetate and dichloromethane extracts caused significant clastogenic damage in breast cancer cells (Jurkat cells), the DNA damage was 27.8, 24.2 and 23.9 respectively. Phytochemical tests performed on the extracts hexane and ethyl acetate showed the presence of chlorogenic acid, coumarins, terpenes, saponins and sesquiterpenlactones; secondary metabolites of pharmaceutical interest. Suspended cells of B. patinoi produce compounds with cytotoxic and genotoxic activity on Jurkat and MCF7 cancer cell lines. This allows this work to become a starting point for the development of new research with in vitro borojo cultures, the identification and characterization of compounds with biological activity and in the future to become a biotechnological platform to produce chemopreventive or therapeutic drugs for the treatment of cancer. Maestría

La demanda mundial de aguacate supera su oferta en más de un 50% y existe la necesidad de buscar alternativas que permitan incrementar su producción. Sin embargo, la productividad de este cultivo es seriamente afectada por problemas fitosanitarios como la pudrición radicular causada por Phytophthora cinnamomi Rands. En este trabajo se evaluó la producción y actividad biológica frente a P. cinnamomi, de metabolitos extracelulares obtenidos a partir de aislamientos bacterianos asociados a plantas de aguacate en campo. Inicialmente se demostró la capacidad infectiva de aislamientos de P. cinnamomi. A través de pruebas de antagonismo in vitro se seleccionaron las bacterias AED38 y AED56 con base en su halo de inhibición. Posteriormente, los extractos metabólicos bacterianos fueron evaluados in vitro e in vivo para verificar su capacidad de protección de plantas de aguacate frente a infecciones radiculares causadas por P. cinnamomi. El extracto AED38 demostró ser efectivo a una concentración de 60 mg/L, igualando el efecto de un fungicida sintético comercial a 0,5 mg/L. Abstract: the global avocado demand exceeds its supply by more than 50%. New alternatives to increase avocado fruit production are necessary. However, the productivity of this crop is seriously affected by diseases such as root rot caused by Phytophthora cinnamomi Rands. In this study, the biological activity of extracellular metabolites from antagonistic bacteria against P. cinnamomi was evaluated. The bacterial isolates were obtained from healthy avocado trees in field. In the first place, the infectivity of several P. cinnamomi isolates was demonstrated. AED38 and AED56 were selected through antagonism assays, due to their highest inhibition halo. Metabolic extracts from promising bacteria were evaluated in vitro and in vivo to validate their capacity to protect avocado plantlets against rot root caused by P cinnamomi. The extract showed to be effective at a concentration of 60 mg/L. The effect of the metabolic extract was not different to that of a commercial synthetic product at 0.5 mg/L. Maestría

Resumen: se determinó mediante un método de referencia in vitro la actividad antifúngica del extracto crudo de biomasa celular de Azadirachta indica A. Juss., sobre cinco especies de hongos dermatofitos, así como la de extractos de hojas y semillas de esta misma especie. El extracto de biomasa celular fue fraccionado y analizado por HPLC con el fin de comparar en sus perfiles cromatográfico la presencia de triterpenoides con posible actividad antifúngica. Los resultados mostraron un efecto inhibitorio en el crecimiento de los dermatofitos en el siguiente orden: extracto de hojas (CMI: 100μg/mL), semillas (CMI: 625μg/mL) y biomasa celular (CMI: 2500μg/mL). Algunas de las fracciones exhibieron una menor CMI que el extracto crudo en sí. Los extractos con mayor actividad antifúngica revelaron en su perfil cromatográfico una concentración más alta de compuestos triterpenoides, lo cual puede explicar su mayor poder inhibitorio; adicionalmente, estos resultados son un nuevo reporte sobre el potencial antifúngico de extractos de biomasa de suspensiones celulares de neem Abstract: Objective: to assess antifungal activity of methanolic extracts of A. indica against five species of dermatophytes by a reference microdilution method. Methods: antifungal activity of A. indica was measured in vitro by M38-A2 CLSI method. Minimal Inhibitory Concentration (MIC) of A. indica extracts from leaves, seed oil and cellular biomass against five species of clinically isolated dermatophytes were determined. In addition, the cellular biomass extract was fractioned and analized by HPLC to compare their possible antifungal-triterpenoids-like compounds. Results: A. indica extracts exhibit inhibitory effect against dermatophytes as follows: leaves (MIC = 100μg/mL), seed oil (MIC = 625μg/mL) and cellular biomass (MIC = 2500μg/mL). The HPLC profiles revealed the presence of triterpenoids, and some fraccions exhibit lower MIC than the whole extract. Conclusions: A. indica possess antifungal activity against dermatophytes, including a novel report of cellular biomass extracts Maestría

El dibencil trisulfuro (DBTS) es actualmente un interesante candidato en la lucha terapéutica contra el cáncer. Ácido salicílico (AS) y metil jasmonato (MeJA) fueron empleados en diferentes concentraciones (10, 100 y 1 000 mg/L) para inducir la biosíntesis y acumulación de DBTS en cultivos in vitro de Petiveria alliacea L. Los cultivos de células en suspensión fueron establecidos en medio Murashige y Skoog (MS) a la mitad de la concentración de todos sus componentes, suplementado con 2% de sacarosa (m/v), 53,7 M (2,4-D) y 11,0 M (K). La cinética de crecimiento fue monitoreada cada en un período de 40 días. Cuatro días después de añadir ambos agentes elicitores, el extracto intracelular de los cultivos celulares fue analizado y DBTS fue cuantificado por HPLC. Ambos elicitores favorecieron la biosíntesis y acumulación de DBTS y de otros metabolitos secundarios identificados por cromatografía de capa fina (CCF)./Abstract. Dibenzyl trisulfide (DBTS) is a promising candidate in the cancer therapy. Salicylic acid (SA) and methyl jasmonate (MeJA) were used at different concentrations (10, 100 and 1 000 mg/L) to induce the biosynthesis and accumulation of DBTS in in vitro cultures of Petiveria alliacea L. Cell cultures were initiated in half-strength Murashige and Skoog (MS) medium supplemented with sucrose (2% m/v), 53,7 M (2,4-D) and 11,0 M (K). The growth kinetics was monitored for 40 days. Four days after elicitation, the extract was analyzed and intracellular DBTS was essayed by HPLC. Both elicitors promoted the biosynthesis and accumulation of DBTS and other secondary products identified by thin-layer chromatography (TLC). Maestría