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Mutagénesis aleatoria aplicada a la ferritina de soya producida en Saccharomyces cerevisiae
Universidad Nacional Agraria La Molina. Facultad de Ciencias. Departamento Académico de BiologíaEl hierro es un elemento esencial en los sistemas vivos, por ello es importante su obtención a través de los alimentos que consumimos. En el Perú existe un grave problema de salud pública, que es la anemia por déficit de hierro y que se debe principalmente al bajo consumo de alimentos ricos en este metal. El Estado peruano ha ejecutado planes para reducir los índices de anemia, principalmente en niños menores de 36 meses y mujeres gestantes, pero lamentablemente no se han logrado los objetivos planteados. En ese sentido se podría utilizar levaduras (Saccharomyces cerevisiae) como un suplemento nutricional con alto contenido de hierro. Para lograrlo, se puede implementar una estrategia basada en la capacidad de la levadura de producir ferritinas heterólogas funcionales, que almacenan miles de iones férricos. Para mejorar estas capacidades, en el presente estudio se construyó una biblioteca plasmídica que incluía variantes de la subunidad H1 de la ferritina de soya (sH1), las cuales fueron obtenidas mediante PCR proclive a error. Luego se realizaron tamizados para encontrar aquellas variantes de ferritina que otorgaran a la levadura una mejorada capacidad de acumulación de hierro. El análisis de los transformantes seleccionados permitió identificar a dos variantes que presentaron diferentes cambios. Una de las variantes fue seleccionada para su caracterización, y se pudo confirmar que era capaz de conferir mayores niveles de acumulación de hierro. Este estudio ha demostrado por un lado, que es posible mejorar los niveles de acumulación de hierro que confiere la subunidad H1 de la ferritina de soya, al ser producida en S. cerevisiae. Adicionalmente, los resultados obtenidos confirman la alta eficiencia de mutagénesis que se pudo lograr mediante la estrategia aplicada de PCR proclive a error.Iron is an essential element in all living systems and thus, it is important to obtain it through the food we consume. In Peru, iron deficiency anemia is a serious public health problem, which is mainly due to the low consumption of foods rich in this metal. The Peruvian State has implemented plans to reduce anemia rates, mainly in children under 36 months and pregnant women but unfortunately, the goals have not been achieved. In this sense, yeast (Saccharomyces cerevisiae) could be used as a nutritional supplement with a high iron content. To achieve this, a strategy based on the capacity of yeast to produce functional heterologous ferritins, which store thousands of ferric ions, can be implemented. To improve these capacities, in the present study a plasmid library was constructed that included variants of the soy ferritin H1 subunit (sH1), which were obtained by error-prone PCR. Screenings were then carried out to find the ferritin variants that gave the yeast an improved iron accumulation capacity. Analysis of the selected transformants allowed the identification of two variants that presented different changes. One of the variants was selected for characterization, and it was confirmed that it was capable of conferring higher levels of iron accumulation. This study has demonstrated, on the one hand, that it is possible to improve the levels of iron accumulation conferred by the H1 subunit of soybean ferritin, when produced in S. cerevisiae. Additionally, the results confirm the high efficiency of mutagenesis that could be achieved by the error-prone PCR strategy applied
Estudio de la sensibilidad de un hotspot de precipitación andino-amazónico bajo características orográficas cambiantes
Universidad Nacional Agraria La Molina. Facultad de Ciencias. Departamento Académico de Ingeniería Ambiental, Física y MeteorologíaLa región de transición Andes-Amazonía proporciona servicios ecológicos de importancia crítica a escala local, regional y global, y es una de las regiones más lluviosas del mundo, con acumulaciones de precipitación de hasta 7000 mm/año. Sin embargo, los mecanismos físicos que conducen a la existencia de estos hotspots de precipitación siguen siendo poco conocidos. Este estudio intenta elucidar los mecanismos atmosféricos de control ejercidos por las estructuras topográficas locales que comenzaron a elevarse hace aproximadamente 5-10 millones de años en respuesta a la subducción de la Dorsal de Nazca, en las proximidades del hotspot de Quincemil, el más intenso de ellos. Primero, se utiliza el modelo atmosférico Weather Research and Forecasting para realizar pruebas de parametrizaciones de la capa límite planetaria con una resolución horizontal de 5 km durante el verano austral de 2012-13. Después de validar e identificar la configuración más adecuada en términos del ciclo diurno de la intensidad y extensión de la lluvia, se realizan pruebas de sensibilidad a la orografía cambiante al reducir las tierras bajas del Arco de Fitzcarrald (NL) y, posteriormente, eliminar la montaña de Camisea (NLC). El Arco de Fitzcarrald desvía el flujo de humedad hacia el hotspot de Quincemil, mientras que la montaña Camisea induce circulaciones vorticiales locales que aumentan el transporte de humedad, la convergencia y la precipitación sobre el hotspot de Quincemil, controlando finalmente su ubicación e intensidad en hasta un 40%. Reducir la altura de los Andes a la mitad revela que este sostiene el desarrollo de los hotspots de precipitación, representando hasta el 60% de la lluvia, al proporcionar un forzamiento mecánico que aumenta los flujos de humedad a escala regional. Estos mecanismos dominan durante la noche, cuando la precipitación alcanza su punto máximo en la región de transición Andes-Amazonía, y pueden explicar la existencia de la zona más lluviosa en la cuenca Andes-Amazonía.The Andes-Amazon transition region features critically important ecological services on the local, regional and global scales, and is among the rainiest regions in the world, with rainfall rates of up to 7000 mm/year. However, the physical mechanisms leading to the existence of these precipitation “hotspots” remain poorly known. This thesis attempts to disentangle the controlling atmospheric mechanisms exerted by local topographic structures that started to uplift about 5-10 million years ago in response to the Nazca Ridge subduction, in the vicinity of the Quincemil hotspot, the most intense of them. We first use the Weather Research and Forecasting model to conduct planetary boundary layer parameterization tests at 5 km horizontal grid spacing during austral summer of 2012-13. After validating and finding the most suitable configuration in terms of the diurnal cycle of rainfall intensity and extent, topographic sensitivity tests are performed by reducing the Fitzcarrald Arch lowlands (NL) and, on top of it, by removing the Camisea mountain (NLC). The Fitzcarrald Arch deflects moisture flux towards the Quincemil hotspot, while the Camisea mountain induces local vortical circulations that increase moisture transport, convergence and rainfall over the Quincemil hotspot, ultimately controlling its location and intensity by up to 40%. Reducing the height of the Andes in half, reveals that it sustains the development of precipitation hotspots, accounting for up to 60% of rainfall, by providing a mechanical forcing to increase regional-scale moisture fluxes. Such mechanisms dominate during nighttime, when rainfall peaks at the Andes-Amazon transition region, and might explain the existence of the rainiest zone in the Andes-Amazon basin
Ocurrencia estacional de los insectos plaga y sus enemigos naturales en Schinus molle L en La Molina
Universidad Nacional Agraria La Molina. Facultad de Agronomía. Departamento Académico de EntomologíaSe realizaron monitoreos en insectos plagas y sus controladores biológicos del árbol del Schinus molle (molle serrano), y se encontraron; Calophya schini, Aleurodicus juleikae, Empoasca Kraemeri y Hemiberlesia lataniae como plagas importantes. Coccus hesperidium y Pseudococcus longispinus como plagas secundarias en la UNALM. Las evaluaciones se realizaron en 5 sectores de la UNALM, y por cada sector se evaluó 5 árboles al azar, y así se evaluaron 25 árboles semanalmente. Para cada árbol se consideró sus puntos cardinales (Norte, Sur, Este y Oeste) y se dividió en 2 estratos (debajo de la mitad del árbol como estrato inferior, y encima de la mitad del árbol como estrato superior). También se tomaron las variables hidrométricas (la humedad relativa y temperatura media) desde el 3 de abril hasta el 27 de junio del 2019. En la zona exterior e inferior hubo diferencias significativas en Calophya schini, Aleurodicus juleikae, Empoasca Kraemeri y Hemiberlesia lataniae. En ninguna de los insectos mencionados hubo diferencias significativas en sus puntos cardinales (esto fue entre el 3 de enero al 27 de junio del 2019); en cambio, en lo que respecta a los sectores si hubo diferencias significativas entre estos, estas diferencias sectoriales fueron en Calophya schini, Aleurodicus juleikae, y Empoasca Kraemeri. En la ocurrencia estacional de las plagas del molle serrano, en total se determinó que el Calophya schini es el más abundante con un total de 54085 individuos (adultos e inmaduros) registrados en 26 evaluaciones, seguido del Aleurodicus juleikae con un total de 981 individuos (adultos e inmaduros), luego Empoasca kraemeri con un total de 764 individuos, Hemiberlesia lataniae con un total de 830 individuos, Coccus hesperidium con un total de 194 individuos y Pseudococcus longispinus con 115 individuos.Monitoring was conducted on pest insects and their biological controllers of the Schinus molle (Peruvian pepper tree), and the following were found: Calophya schini, Aleurodicus juleikae, Empoasca kraemeri, and Hemiberlesia lataniae as important pests. Coccus hesperidium and Pseudococcus longispinus were identified as secondary pests at UNALM (National Agrarian University La Molina). The evaluations were carried out in 5 sectors of UNALM, with 5 randomly selected trees evaluated per sector, totaling 25 trees assessed weekly. Each tree was evaluated for cardinal points (North, South, East, and West) and divided into 2 strata (below and above the middle of the tree). Hydrometric variables (relative humidity and average temperature) were also recorded from April 3 to June 27, 2019. Significant differences were observed in the outer and lower zones for Calophya schini, Aleurodicus juleikae, Empoasca kraemeri, and Hemiberlesia lataniae. There were no significant differences observed in cardinal points for any of the mentioned insects from January 3 to June 27, 2019; however, significant differences were found among sectors for Calophya schini, Aleurodicus juleikae, and Empoasca kraemeri. Regarding the seasonal occurrence of pests on Schinus molle, it was determined that Calophya schini was the most abundant with a total of 54,085 individuals (adults and immatures) recorded in 26 evaluations, followed by Aleurodicus juleikae with a total of 981 individuals (adults and immatures), Empoasca kraemeri with 764 individuals, Hemiberlesia lataniae with 830 individuals, Coccus hesperidium with 194 individuals, and Pseudococcus longispinus with 115 individuals
Aptitud de cuatro especies forestales del Perú como fuente maderable con valor en la crianza de aguardientes
Universidad Nacional Agraria La Molina. Facultad de Ciencias Forestales. Departamento Académico de Industrias ForestalesEl estudio de nuevas especies maderables para elaborar barricas para crianza es de particular interés en el sector tonelero. La importancia de la madera parte de la capacidad de ceder sustancias, permitiendo durante la crianza oxidativa o envejecimiento de las bebidas alcohólicas adquieran mayor calidad y variedad en aroma, color y sabor. En esta investigación se analizaron los extractos provenientes de chips de maderas de cuatro especies forestales del Perú: Prosopis pallida, Myroxylon balsamum, Manilkara bidentata y Guarea Kunthiana. Estas especies fueron seleccionadas de acuerdo a diferentes criterios, como densidad, contenido de lignina, color de la madera, resistencia a torrefacción, con propiedades mecánicas potenciales, con trazabilidad para su comercialización o con opción de uso de residuos de la madera. El producto de envejecimiento elaborado a partir de madera torrefactada, adquirida con alcohol (etanol) derivado de la melaza de caña de azúcar, envejecido con el método de envejecimiento acelerado durante un período de 1,5 meses, se caracterizó por el contenido fenólico, color, marcadores de envejecimiento (vainillina y siringaldehído), metales y, por último, análisis sensorial. Además, se determinó la densidad básica, análisis termogravimétrico y solubilidad como propiedades de las maderas. Los resultados estadísticos mostraron diferencias poco significativas entre las muestras bajo crianza a partir de maderas torrefactadas y sin torrefactar, pero mayores diferencias significativas entre las cuatro especies de madera seleccionadas, como el algarrobo y estoraque. En general, las cuatro especies de madera presentan diferencias significativas que hacen peculiar a las muestras bajo crianza unas más distintas de otras. Estos resultados proporcionan criterios de selección con el fin de brindar autenticidad en la composición de la bebida alcohólica añejada, abriendo puertas a nuevos sabores, texturas y aromas para continuar estudios comerciales.The study of new wood species for elaborating barrels for aging of alcoholic beverages is of particular interest in the cooperage sector. The importance of wood stems from its capacity to yield substances, allowing alcoholic beverages to acquire greater quality and variety in aroma, color and flavor during oxidative aging. In this research, extracts from wood chips of four Peruvian forest species were analyzed: Prosopis pallida, Myroxylon balsamum, Manilkara bidentata and Guarea Kunthiana. These species were selected according to different criteria, such as density, lignin content, wood color, resistance to torrefaction, with potential for good mechanical properties, with traceability for commercialization or with the option of using wood residues. The aging product made from torrefied wood, purchased with alcohol (ethanol) derived from sugar cane molasses, aged with the accelerated aging method for a period of 1,5 months, was characterized for phenolic content, color, aging markers (vanillin and syringaldehyde), metals and, finally, sensory analysis. In addition, basic density, thermogravimetric analysis and solubility were determined as wood properties. Statistical results presented insignificant differences between samples aged from roasted and unroasted wood, but greater significant differences between the four selected wood species, such as algarrobo and estoraque. In general, the four woods species presented significant differences that make the aging peculiar to some more distinct from others. These results provide selection criteria to provide authenticity in the composition of the aged alcoholic beverage, opening doors to new flavors, textures and aromas for further commercial studies
Horticultura terapéutica mediante implementación de biohuertos para personas con discapacidad intelectual moderada del Centro Niño Jesús de Praga en Ancón
Universidad Nacional Agraria La Molina. Facultad de Agronomía. Departamento Académico de FitotecniaLa experiencia profesional en el Centro de Atención Residencial Niño Jesús de Praga, Ancón, Perú, se centró en capacitar a personas con discapacidad intelectual moderada mediante la implementación de biohuertos como una estrategia de horticultura terapéutica, utilizando la metodología de “aprender haciendo”. Los resultados obtenidos reflejaron avances significativos en varios aspectos. Se observó una mejora notable en la autonomía de los participantes, quienes lograron desarrollar habilidades prácticas en la siembra, riego, mantenimiento y cosecha de hortalizas. La capacitación en la elaboración de compost mejoró la calidad del suelo, lo que facilitó un entorno más productivo y favorable para las hortalizas. Además, los residentes mostraron una mejora en su autoestima y bienestar emocional, generando un ambiente de cooperación y trabajo en equipo, lo que favoreció el vínculo colectivo entre los participantes. Un logro clave fue el desarrollo de competencias laborales, ya que los residentes demostraron una mayor independencia en las tareas del biohuerto, fortaleciendo su capacidad para participar en actividades productivas. La metodología implementada no solo contribuyó al aprendizaje agrícola, sino que también promovió un mayor sentido de pertenencia y participación activa dentro de la comunidad del centro. Las conclusiones señalan que el biohuerto es una herramienta eficaz para mejorar la calidad de vida de personas con discapacidad intelectual moderada, al promover tanto el desarrollo de habilidades prácticas como el bienestar emocional y social. Se recomienda fortalecer esta metodología, optimizar la infraestructura del biohuerto y forma alianzas estratégicas para garantizar la sostenibilidad del proyecto a largo plazo.The professional experience at the Niño Jesús de Praga Residential Care Center, Ancón, Peru, focused on training people with moderate intellectual disabilities through the implementation of biogardens as a therapeutic horticulture strategy, using the “learning by doing” methodology. The results obtained reflected significant progress in several aspects. A notable improvement was observed in the autonomy of the participants, who managed to develop practical skills in planting, watering, maintaining and harvesting vegetables. Training in compost improved soil quality, which facilitated a more productive and favorable environment for vegetables. In addition, residents showed an improvement in their selfesteem and emotional well-being, generating an environment of cooperation and teamwork, which favored the collective bond between participants. A key achievement was the development of work skills, as residents demonstrated greater independence in biogarden tasks, strengthening their ability to participate in productive activities. The methodology implemented not only contributed to agricultural learning, but also promoted a greater sense of belonging and active participation within the center's community. The conclusions indicate that the biogarden is an effective tool to improve the quality of life of people with moderate intellectual disabilities, by promoting both the development of practical skills and emotional and social well-being. It is recommended to strengthen this methodology, optimize the infrastructure of the biogarden and form strategic alliances to guarantee the long-term sustainability of the projec
Propuesta de un índice de caminabilidad que considere aspectos ambientales para el centro histórico de Lima
Universidad Nacional Agraria La Molina. Facultad de Ciencias. Departamento Académico de Ingeniería Ambiental, Física y MeteorologíaLa caminabilidad evalúa la idoneidad de una zona para caminar considerando diversas características del entorno, y se miden a través de índices de caminabilidad. Sin embargo, los índices actuales consideran con frecuencia a las áreas verdes como el único componente ambiental. Por ello, esta investigación propone un Índice de Caminabilidad Local (ICL) que considere aspectos ambientales adicionales como calidad del aire y ruido. El ICL construido cuenta con 6 categorías de evaluación: practicabilidad, calidad ambiental, seguridad, conectividad, urbanidad, experiencia y 12 indicadores de medición. Se aplicó en el Centro Histórico de Lima, a una muestra de 1042 trabajadores de la Municipalidad de Lima. El método aplicado para la estimación del índice fue a través de una encuesta de percepción tipo Likert de 35 preguntas con una confiabilidad de 0.926 (Alfa de Cronbach). El ICL se calculó en una escala de 0 a 1, donde valores cercanos a 1 indican una alta caminabilidad y cercanos a 0 indican una baja caminabilidad. El índice total obtuvo un valor de 0.343, la categoría de calidad ambiental obtuvo un puntaje de 0.22, las categorías de seguridad, conectividad y practicabilidad también obtuvieron valores de 0.3, 0.31 y 0.39 respectivamente. Las categorías mejor valoradas fueron urbanidad (0.4) y experiencia (0.43). Adicionalmente, se monitoreo los indicadores de la categoría “Calidad Ambiental” para compararlo con la percepción. Para “áreas verdes” se identificó que el área de estudio tenía 3.8 m2/hab de áreas verdes, por debajo del 9 m2/hab que recomienda la OMS. Para el indicador “ruido”, el 57% superan el ECA para ruido (70 dB). Para el indicador de “calidad del aire”, durante el periodo de medición el 66% de días (46 días) superaron el nivel recomendado de las directrices de la OMS para el PM2,5. Se concluye entonces, que la medición subjetiva y objetiva son congruentes.Walkability evaluates the suitability of an area for walking, considering various characteristics of the environment, and is measured through walkability indexes. However, current indexes often regard green spaces as the only environmental component. Therefore, this research proposes a Local Walkability Index (LWI) that considers additional environmental factors such as air quality and noise. The constructed LWI includes 6 evaluation categories: practicability, environmental quality, safety, connectivity, urbanity, and experience, with 12 indicators. It was applied in the Historic Center of Lima to a sample of 1,042 workers from the Municipality of Lima. The method used for estimating the index was a Likert-type perception survey of 35 questions, with a reliability of 0.926 (Cronbach's Alpha). The LWI was calculated on a scale from 0 to 1, where values close to 1 indicate high walkability and values close to 0 indicate low walkability. The total index obtained a value of 0.343, with the environmental quality category scoring 0.22. The safety, connectivity, and practicability categories also scored 0.3, 0.31, and 0.39, respectively. The highest-rated categories were urbanity (0.4) and experience (0.43). Additionally, the indicators in the "Environmental Quality" category were monitored and compared with the perception data. For "green spaces," it was identified that the study area had 3.8 m²/person of green space, below the 9 m²/person recommended by the WHO. For the "noise" indicator, 57% of measurements exceeded the Environmental Quality Standard (EQS) for noise (70 dB). For the "air quality" indicator, during the monitoring period, 66% of the days (46 days) exceeded the WHO guidelines for PM2,5. It is concluded that both subjective and objective measurements are consistent
Efecto del biocarbón en el crecimiento inicial de dos especies forestales en suelos degradados por minería aurífera, Madre de Dios
Universidad Nacional Agraria La Molina. Escuela de Posgrado. Maestría en
Bosques y Gestión de Recursos ForestalesLa degradación del suelo en bosques tropicales ocasionada por la minería aurífera requiere intervenciones de restauración con especies forestales nativas de alto valor ecológico, económico y de rápido crecimiento. En la presente investigación se evaluó el efecto de enmiendas con biocarbón en el crecimiento y sobrevivencia de la Inga edulis (Fabaceae) y Copaifera officinalis (Fabaceae) instaladas en una parcela de 0,5 ha con distanciamiento de 3 m x 3 m siguiendo un diseño experimental completamente aleatorio. Al año de la plantación; establecida en suelos degradados por la minería aurífera en la Amazonía de Madre de Dios en Perú, bajo los tratamientos de biocarbón enriquecido, biocarbón puro y testigo; se evidenció que al año de la instalación la sobrevivencia de Inga edulis para los tratamientos biocarbón enriquecido 86 %, biocarbón puro 80 % y 77 %; testigo (control) y para la Copaifera officinalis 86 % biocarbón enriquecido, 84 % biocarbón puro y 78 % testigo (control); estadísticamente no mostraron diferencias. Asimismo, se registró los mayores valores de crecimiento en altura y diámetro para el tratamiento de biocarbón enriquecido, 122,86 cm y 1,68 cm para I. edulis, 21,97 cm y 0,68 cm para C. officinalis, respectivamente. Además, el análisis de varianza del crecimiento en altura y diámetro de las especies estudiadas resultó significativo (p-valor < 0,001) para los tratamientos aplicados. Por otra parte, en el análisis comparativo de los tratamientos, mediante la prueba de probabilidad T-Student, se encontró que la enmienda con biocarbón enriquecido tiene mayor efecto significativo, en el crecimiento inicial de las especies, respecto al biocarbón puro y el testigo. Finalmente se determinó que la correlación de Pearson del crecimiento en altura y diámetro de las especies, es lineal positiva y altamente significativa (p-valor < 0,001), r = 0,43 para I. edulis y r = 0,61 para C. officinalis.Soil degradation in tropical forests caused by gold mining requires restoration interventions with native forest species of high ecological, economic and fast-growing value. In the present research, the effect of biochar amendments on the growth and survival of Inga edulis (Fabaceae) and Copaifera officinalis (Fabaceae) installed in a 0,5 ha plot with a distance of 3 m x 3 m was evaluated following an experimental design. Completely random. One year after planting; established in soils degraded by gold mining in the Amazon of Madre de Dios in Peru, under the treatments of enriched biochar, pure biochar and control; It was evident that one year after installation the survival of Inga edulis for the enriched biochar treatments 86 %, pure biochar 80 % and 77 %; control (control) and for Copaifera officinalis 86 % enriched biochar, 84 % pure biochar and 78% control (control); Statistically, no differences are shown. Likewise, the highest growth values in height and diameter were recorded for the enriched biochar treatment, 122,86 cm and 1,68 cm for I. edulis, 21,97 cm and 0,68 cm for C. officinalis, respectively. Furthermore, the analysis of variance of the growth in height and diameter of the studied species was significant (p-value < 0,001) for the applied treatments. On the other hand, in the comparative analysis of the treatments, using the T-Student probability test, it was found that the amendment with enriched biochar has a greater significant effect on the initial growth of the species, compared to pure biochar and the control. Finally, Pearson's evaluation of growth in height and diameter of the species is considered to be positive linear and highly significant (p-value < 0,001), r = 0,43 for I. edulis and r = 0,61 for C. officinalis
Desarrollo de un suplemento nutricional basado en una cepa de la levadura S. cerevisiae con alto contenido de hierro orgánico para favorecer su alta biodisponibilidad
El producto que proponemos desarrollar es un sazonador a base de una levadura enriquecida con hierro, ideal para su uso en comidas dulces, saladas o bebidas. Será un producto de bajo costo, larga vida en anaquel, fácil dosificación y alta aceptabilidad al no contener derivados de sangre animal. Para obtener la levadura enriquecida con hierro, utilizaremos ferritina, un complejo proteico que almacena hierro y lo pone a disposición de las células cuando lo requieren. Curiosamente, la levadura de panificación o de cerveza no produce ferritina de forma natural, pero puede hacerlo si se le incorpora el gen correspondiente, permitiendo la producción de ferritina H1 de soya, lo cual facilita una mayor acumulación de hierro. No obstante, los niveles reportados hasta ahora son bajos, por lo que consideramos que podrían mejorarse. El principal objetivo del proyecto es generar una biomasa con alto contenido de hierro, para lo cual inicialmente trabajaremos con una variante de ferritina H1 de soya que presenta una mayor capacidad de almacenamiento del metal en la levadura. Posteriormente, optimizaremos el cultivo de esta levadura modificada en un sistema de biorreactor, lo cual será fundamental para obtener altos rendimientos tanto en biomasa como en contenido de hierro
Caracterización histomorfológica y de proteínas secretadas por el oviducto, y su interacción con el transporte espermático en alpacas
Universidad Nacional Agraria La Molina. Escuela de Posgrado. Doctorado en
Ciencia AnimalEl oviducto proporciona un microambiente óptimo para el transporte y maduración de los gametos, fecundación y desarrollo embrionario. La alpaca presenta particularidades como especie de ovulación inducida y desarrollo fetal predominantemente en el cuerno uterino izquierdo (98%). Este trabajo tiene dos objetivos; comparar la histomorfometría del oviducto izquierdo y derecho de la alpaca, y analizar la composición proteómica del fluido oviductal, después de la inseminación artificial. En un primer experimento, se recuperaron, diseccionaron y procesaron mediante técnica histológica oviductos (n = 5 animales, entre 4 y 6 años) con folículo dominante en el ovario derecho, y se empleó la tinción H&E y PAS, para la medición de parámetros morfométricos y porcentaje de tipo celular, respectivamente. Además, se realizó una reconstrucción de imagen 3D y elaboración de moldes intraoviductales de resina (poliuretano PU4ii) (n = 2 animales). Los datos multivariables de los parámetros se analizaron con ANOVA y análisis de componentes principales. En un segundo experimento, se realizó la inseminación intrauterina (con 40 x 106 espermatozoides mótiles a 18 h) tras la ovulación inducida con GnRH en alpacas con folículo dominante (≥ 7 mm). El faenado de alpacas y la recuperación de los oviductos se programaron a las 0, 6 y 12 h post-inseminación. El fluido oviductal se centrifugó, liofilizó y se analizó por espectrometría de masas (NanoLC-MS/MS). La búsqueda e identificación de proteínas se realizó con el software Mascot; y la organización de los datos, el análisis y la cuantificación, se realizaron con el programa ProteoIQ v2.8. Los parámetros histomorfométricos, porcentaje de tipo celular, reconstrucción 3D y moldes de resina, de los oviductos izquierdo y derecho, no mostraron diferencias significativas (p > 0,05). Se identificaron 499 proteínas del fluido oviductal de hembras post-inseminadas. El análisis de componentes principales del perfil proteico del fluido oviductal recuperado de alpacas post-inseminadas mostró una discriminación del grupo 12 h de los grupos 0 y 6 h. Los oviductos, izquierdo y derecho, no mostraron diferencia significativa (p > 0,05), no pudiéndose explicar la predominancia del desarrollo fetal en el cuerno uterino izquierdo. Las proteínas diferencialmente expresadas están implicadas en el transporte espermático, un factor clave para la fecundación.The oviduct provides an optimal microenvironment for gamete transport and maturation, fertilization and embryonic development. The alpaca has particularities as a species with induced ovulation and fetal development predominantly in the left uterine horn (98%). This work has two objectives; to compare the histomorphometry of the left and right oviduct of the alpaca, and to analyze the proteomic composition of the oviductal fluid, after artificial insemination. In a first experiment, oviducts (n = 5 animals, between 4 and 6 years old) with a dominant follicle in the right ovary were recovered, dissected and processed using histological technique, and H&E and PAS staining were used to measure morphometric parameters and cell type percentage, respectively. In addition, a 3D image reconstruction and the preparation of intraoviductal resin molds (polyurethane PU4ii) were performed (n = 2 animals). Multivariate parameter data were analyzed using ANOVA and principal component analysis. In a second experiment, intrauterine insemination (with 40 x 106 motile sperm at 18 h) was performed after GnRH-induced ovulation in alpacas with dominant follicle (≥ 7 mm). Alpaca slaughter and oviduct recovery were scheduled at 0, 6, and 12 h post-insemination. Oviductal fluid was centrifuged, lyophilized, and analyzed by mass spectrometry (NanoLC-MS/MS). Protein search and identification was performed using Mascot software; and data organization, analysis, and quantification were performed using ProteoIQ v2.8. Histomorphometric parameters, cell type percentage, 3D reconstruction and resin casts of the left and right oviducts did not show significant differences (p > 0.05). 499 proteins were identified from the oviductal fluid of post-inseminated females. Principal component analysis of the protein profile of oviductal fluid recovered from post-inseminated alpacas showed a discrimination of the 12 h group from the 0 and 6 h groups. The left and right oviducts did not show significant differences (p > 0.05), which could not explain the predominance of fetal development in the left uterine horn. The differentially expressed proteins are involved in sperm transport, a key factor for fertilization
Importancia de las acuaporinas en la reproducción vegetal: un estudio en Arabidopsis thaliana
Universidad Nacional Agraria La Molina. Facultad de Agronomía. Departamento Académico de FitotecniaLas acuaporinas en Arabidopsis thaliana están involucradas en el movimiento de agua en la planta, facilitando su transporte a través de las membranas celulares, lo cual es esencial en múltiples procesos biológicos. En este contexto, las acuaporinas participan en la regulación de la turgencia del grano de polen, aspecto fundamental para su germinación y el crecimiento del tubo polínico. Alteraciones en estas proteínas pueden conducir a cambios en el desarrollo del polen, afectando potencialmente la fertilidad de la planta. También se ha sugerido que las acuaporinas podrían estar implicadas en la guía del tubo polínico hacia el óvulo, respondiendo a gradientes de humedad. Por lo tanto, las acuaporinas son vitales para el desarrollo del polen y, en última instancia, para la reproducción exitosa de la planta. A lo largo de mi trayectoria profesional realizada en el Instituto de Investigación en Agrobiotecnología (CIALE) en Salamanca, España, tuve la oportunidad de participar proyectos cuyo objetivo era estudiar el rol que cumplen las acuaporinas en el desarrollo del grano de polen y del tubo polínico en Arabidopsis thaliana. Durante este proyecto, se estudió la manera en que las acuaporinas facilitan el paso del agua por las membranas celulares, procedimiento crucial para la regulación de la turgencia y la viabilidad del polen. A través del estudio de varias mutaciones, se observó que los cambios en estas proteínas afectan considerablemente la fertilidad de la planta. Se utilizaron métodos de tinción, como DAPI y anilina, para medir el progreso del polen y la fecundación, hallando diferencias entre los distintos genotipos analizados. Los resultados obtenidos en este estudio muestran la importancia de las acuaporinas, particularmente algunas isoformas, en el adecuado desarrollo del polen y del tubo polínico, esto proporciona nuevas oportunidades para explorar su papel en la biología vegetal.Aquaporins in Arabidopsis thaliana are involved in water movement within the plant, facilitating its transport across cell membranes, which is essential for multiple biological processes. In this context, aquaporins participate in the regulation of pollen grain turgor, a key aspect for its germination and the growth of the pollen tube. Alterations in these proteins can lead to changes in pollen development, potentially affecting plant fertility. It has also been suggested that aquaporins may be involved in guiding the pollen tube toward the ovule, responding to humidity gradients. Therefore, aquaporins are vital for pollen development and, ultimately, for the successful reproduction of the plant. Throughout my professional career at the Institute of Agrobiotechnology Research (CIALE) in Salamanca, Spain, I had the opportunity to participate in projects aimed at studying the role of aquaporins in the development of pollen grains and the pollen tube in Arabidopsis thaliana. During this project, we studied how aquaporins facilitate water passage across cell membranes, a crucial process for regulating turgor and pollen viability. By studying various mutations, we observed that changes in these proteins significantly affect plant fertility. Staining methods, such as DAPI and aniline, were used to measure pollen progression and fertilization, revealing differences among the analyzed genotypes. The results obtained in this study highlight the importance of aquaporins, particularly certain isoforms, in the proper development of pollen and the pollen tube, providing new opportunities to explore their role in plant biology