Aislamiento y caracterización de microorganismos fotosintéticos acuáticos con potencial uso biotecnológico

Abstract

En los últimos años, ha habido un creciente interés en los cultivos de microorganismos debido al potencial uso médico y biotecnológico de los metabolitos y pigmentos que producen. Dicha producción depende de la cepa pero también de varios factores en su cultivo, como la intensidad de la luz y la concentración de nutrientes. En este trabajo se diseñó una metodología para desarrollar una colección de microorganismos fotosintéticos de agua dulce con interés para la investigación científica y aplicaciones biotecnológicas, que incluye una especie nativa. Se aisló una cepa nativa del género Tetradesmus proveniente de una laguna de la llanura aluvial del río Paraná y se la caracterizó morfológicamente a través de microscopía, molecularmente a partir de la secuenciación de un fragmento del gen 18S ARNr, y fisiológicamente en cuanto a la eficiencia en la absorción de luz mediante la cuantificación de las propiedades ópticas de los cultivos. Se evaluó también su crecimiento y producción de pigmentos bajo diferentes intensidades de luz y concentraciones de nitrato utilizando un diseño central compuesto (punto central 168 µmol/m^2s y 0.25 g/L N). Los resultados obtenidos sugieren que en cultivos con baja intensidad de luz y elevada concentración de nitrato se podría promover la producción de pigmentos, entre ellos luteína, un carotenoide xantófilo de elevado interés farmacéutico. Esta es una primera aproximación al estudio de una microalga nativa y a la puesta a punto de una colección de microorganismos cuya producción de metabolitos y potencial biotecnológico a escala de laboratorio o industrial podrá ser investigado en futuros trabajos.

In recent years, there has been a growing interest in microorganism cultivation due to the potential medical and biotechnological applications of the metabolites and pigments they produce. Such production depends not only on the strain but also on various factors in their cultivation, such as light intensity and nutrient concentration. In this study we provide the design of a methodology to develop a collection of freshwater photosynthetic microorganisms of interest for scientific research and biotechnological applications, including a native species. A native strain of the genus Tetradesmus was isolated from a lagoon of the Paraná River floodplain. This species was morphologically characterized through microscopy, molecularly characterized based on the sequencing of a fragment of the 18S rRNA gene, and physiologically assessed regarding light absorption efficiency by quantifying the optical properties of the cultures. Growth and pigment production were also evaluated under different light intensities and nitrate concentrations using a central composite design (central point 168 µmol/m^2s and 0.25 g/L N). The results suggest that in cultures with low light intensity and high nitrate concentration, the production of pigments, including lutein, a xanthophyll carotenoid of pharmaceutical interest, could be promoted. This is an initial approach to the study of a native microalga and the establishment of a collection of microorganisms whose metabolite production and biotechnological potential at laboratory or industrial scale can be investigated in future works.