Dr. Antonio Ruperto Jiménez Aparicio Director del CeProBi Dra. Gabriela Trejo Tapia Subdirectora Académica y de Investigación Dr. René Arzuffi Barrera Coordinador del Programa

Maestría en Ciencias en Manejo Agroecológico de Plagas y Enfermedades

Propuesta de temas de tesis de los profesores participantes

CeProBi Centro de Desarrollo de Productos Bióticos www.ceprobi.ipn.mx

2016

Dra. Laura Leticia Barrera Necha

M. en C. Leticia Bravo Luna.

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Extracción y caracterización de productos naturales vegetales con actividad antifúngica para el control de hongos fitopatógenos postcosecha de productos hortofrutícolas y ornamentales

Control biológico y extractos vegetales en el manejo de hongos fitopatógenos

La actividad antifúngica de las plantas ha sido muy estudiada debido a la resistencia a los distintos fungicidas comerciales utilizados en el control de enfermedades de cultivos hortofrutícolas y ornamentales. Esto ha estimulado en la búsqueda de nuevas sustancias antifúngicas entre los productos naturales, varios de los cuales han mostrado ser efectivos contra fitopatógenos. Las plantas producen diferentes metabolitos secundarios que les permiten resistir la invasión por patógenos. Los compuestos antimicrobianos pueden estar presentes en diferentes órganos de la planta y su actividad dependerá de la concentración, método de extracción, edad de la planta y época de cosecha. Los estudios sobre la identificación de los compuestos activos han demostrado que pertenecen a una gran variedad de componentes químicos, como fenoles, taninos, alcaloides, saponinas, terpenoides, cumarinas y esteroides. Es necesario realizar investigaciones para explorar la diversidad de los extractos vegetales por su potencial uso como fungicidas para enfermedades poscosecha especificas. También es relevante realizar estudios para el aislamiento e identificación de los compuestos activos presentes en los extractos vegetales con efectos fungicidas prometedores. El uso de la nanotecnología permite mejorar la acción de un agente específico debido a la mayor relación área-volumen. Las nanopartículas de quitosano conteniendo los extractos vegetales pueden incorporarse a películas y empaques bio-activos antimicrobianos para incrementar la vida de anaquel de productos hortofrutícolas.

Temas de Tesis: 1) Seleccionar plantas, extractos vegetales, fracciones y compuestos con actividad antifúngica sobre hongos fitopatógenos poscosecha de productos hortofrutícolas y ornamentales. 2) Evaluar el potencial antifúngico de nanopartìculas de quitosano y extractos vegetales sobre hongos fitopatógenos poscosecha y ornamentales in vitro. 3) Desarrollar alternativas sustentables mediante películas y empaques bioactivos antimicrobianos para el almacenamiento poscosecha de productos hortofrutìcolas. 1

El control biológico actualmente ocupa un lugar importante dentro de las prácticas de manejo de enfermedades de las plantas causadas por hongos. El uso de organismos benéficos (OB) para el control de fitopatógenos como Phytophthora, Rhizoctonia, Pythium y Sclerotium, Fusarium, entre otros, se debe a la relación antagonista que se establece entre ambos organismos; además, algunos OB pueden presentar efecto positivo en algunas plantas de importancia económica, al mejorar el crecimiento vegetativo, la nutrición e inducción de mecanismos de resistencia. Los extractos vegetales son otra alternativa de manejo agroecológico de enfermedades; en México, existe una gran diversidad de especies botánicas que se emplean comúnmente para el control de enfermedades en humanos; sin embargo, su uso en el control de fitopatógenos es escaso. La línea de investigación está enfocada a: 1) aspectos epidemiológicos de enfermedades, 2) aislamiento e identificación de patógenos y OB, 3) determinar los mecanismos de acción de los OB y extractos vegetales in vitro, invernadero y campo, 4) producción y formulación de OB. Las evaluaciones de la efectividad biológica de los OB y extractos vegetales son principalmente contra hongos de hortalizas y ornamentales.

Temas de tesis: 1) Aspectos epidemiológicos de raíz rosada en cebolla cultivada en Morelos. 2) Efecto de enzimas hidrolítica de Trichoderma spp. sobre la morfología de hifas de patógenos de cebolla y tomate. 3) Producción de Trichoderma asperellum en biorreactor 4) Extractos vegetales en el manejo de hongos fitopatógenos

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Dr. Federico Castrejón Ayala

Dr. Víctor Rogelio Castrejón Gómez

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Aislamiento y Evaluación de Entomopatógenos

Ecología Química de Insectos. Control biológico y evaluación de plantas con efecto biológico en insectos

Los sistemas agrícolas modernos son ambiental y energéticamente insostenibles, para su funcionamiento requieren de la constante intervención humana en actividades de labranza, riego, fertilización, y combate de plagas y enfermedades. En este último aspecto, se ha abusado de los plaguicidas sintéticos con consecuencias graves para la salud humana y el ambiente. El trabajo de investigación que aquí llevamos a cabo busca ofrecer diferentes opciones para el combate de plagas insectiles que sean menos agresivas con el ambiente y que estén orientadas hacia la sostenibilidad de los agroecosistemas haciendo uso de elementos que existen en la misma naturaleza, como las sustancias que sirven de comunicación entre los insectos o aquellas con funciones defensivas en las plantas. Otra de las herramientas utilizadas es el control biológico, por medio de los microorganismos que naturalmente regulan las poblaciones de insectos; actualmente estamos probando una formulación novedosa para las esporas de hongos entomopatógenos, con la idea de elaborar bioinsecticidas.

Temas de tesis:

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1) 

Aislamiento, caracterización y evaluación de hongos entomopatógenos.

2) 

Evaluación de medios de cultivo para la producción masiva de hongos entomopatógenos

3) 

Formulaciones para mejorar la vida de anaquel de hongos entomopatógenos Pruebas con diferentes cepas y formulaciones de hongos entomopatógenos para control biológico.

Temas de tesis: 1)  Ecología química de insectos: Evaluación de atrayentes sexuales y alimenticios en laboratorio y campo. 2) Estudio del comportamiento sexual básico de especies insectiles de importancia económica. 3) Control biológico de plagas insectiles mediante el uso de parasitoides, depredadores y microorganismos (hongos, bacterias, virus etc.). 4) Evaluación de plantas con. efecto biológico sobre plagas de cultivos agrícolas. 5) Evaluación de métodos de biocontrol contra plagas insectiles del arroz. Casos específicos: el barrenador mexicano del arroz (Eoreuma loftini) y la palomilla novia del arroz (Rupella albinella).

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Dr. Rodolfo Figueroa Brito

Dr. Alfredo Jiménez Pérez

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Estudio y Aprovechamiento de Biomoléculas

Sistemas de apareamiento en insectos, una herramienta útil para el manejo de plagas

Algunos insectos se alimentan de plantas que usamos para nuestro consumo, para controlar estos, se aplican insecticidas químicos, pero con una mala aplicación además de contaminar el ambiente, se ocasiona que los insectos generen resistencia a los insecticidas. Una alternativa viable, son los compuestos de origen vegetal. Las plantas contienen compuestos que le ayudan a defenderse del ataque de insectos plaga. Estos compuestos son biodegradables, específicos contra organismos blancos e inocuos sobre insectos benéficos y el medio ambiente. Además estos insecticidas botánicos son compatibles con otros métodos de control (p. e. control biológico, abonos orgánicos, etc.) dentro del manejo agroecológico de plagas. Al respecto hemos realizado estudios a nivel laboratorio, vivero y/o campo donde se ha demostrado la actividad insecticida de plantas en forma de polvos, extractos, fracciones y/o compuestos puros sobre varios insectos plaga. La intención es disminuir el daño causado por los insectos plagas a través de la aplicación de los insecticidas botánicos, sin que su aplicación provoque: i) la resistencia de los insectos a estos productos, ii) efectos secundarios a insectos benéficos y iii) contaminación al medio ambiente. Es necesario continuar con la búsqueda de nuevas moléculas con propiedades insecticidas que controlen a los insectos plagas, sin afectar a los cultivos, humano y medio ambiente que le permitan al productor cosechar sus productos agrícolas y tener una mayor remuneración económica.

Temas de Tesis: 1) Productos naturales sobre insectos plaga: Spodoptera frugiperda, Spodoptera exigua, Copitarsia decolora y Scyphophorus acupunctatus. 2) Efectos secundarios de productos naturales sobre insectos benéficos: Chrysoperla carnea y Trichogramma pretiosum.

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El apareamiento es un momento crucial en la vida de cualquier insecto. El acto de transferir o recibir un eyaculado modifica la fisiología y comportamiento de ambos sexos y determina sus acciones futuras. El apareamiento, es crucial para la sobrevivencia y evolución de las especies ya que es en este último proceso que se recombina material genético. El momento en la vida de un insecto en que se aparea, determina la posibilidad de que ambos sexos obtengan subsecuentes parejas y determina la sobrevivencia y calidad genética de la progenie. Estos acontecimientos influyen en la evolución de la especie y en el crecimiento poblacional de la misma. Esto último es de vital importancia cuando se quiere predecir o manejar poblaciones de insectos. El estudio de los sistemas de apareamiento en insectos trata de responder a preguntas como: ¿a que edad se reproduce un insecto?, ¿cuantas veces copulan los machos y las hembras?, ¿cuales son las implicaciones de un apareamiento para los progenitores? y ¿cuales para la progenie? ¿cómo el apareamiento modifica el comportamiento de machos y hembras?, ¿el segundo eyaculado de un macho contiene suficiente esperma y derivados glandulares para que una hembra virgen alcance su potencial reproductivo? ¿que pasa con el crecimiento poblacional?, entre otras mas preguntas. Asimismo, como se da la selección de pareja. Este proceso es decisivo ya que una hembra o macho elige un individuo del sexo contrario de entre las parejas disponibles que tienen diferentes características. El estudio y cuantificación del comportamiento y su representación en etogramas ayuda a entender este proceso de selección de pareja. Mis áreas de interés son: trampeo y evaluación de fecundidad de moscas de la fruta de importancia económica, palomillas y el grupo de curculiónidos (picudos). Además del estudio cuantitativo del comportamiento.

Temas de tesis: 1) Estudio cuantitativo del comportamiento de apareamiento de moscas de la fruta o palomillas. 2) Selección de pareja en moscas de la fruta o palomillas. 3) Determinación del potencial biótico en palomillas. 6

Dra. Norma Reyna Robledo Quintos [email protected]

Comunicación química de insectos agrícolas Los insectos agrícolas utilizan compuestos químicos volátiles para su comunicación intra e inter específica, es por eso que es necesario extraer, analizar e identificar los compuestos que ellos emiten para comunicarse con su misma especie y para la localización de sus plantas hospederas. Estos compuestos pueden ser utilizados como modificadores químicos del comportamiento, como un método alternativo al manejo con insecticidas sintéticos. En nuestro grupo de trabajo, buscamos principalmente aquellos compuestos químicos que intervienen en el comportamiento sexual y reproductivo de insectos de importancia agrícola. Los compuestos que intervienen en estas relaciones son conocidos como infoquímicos, generalmente son mezclas de compuestos que modifican el comportamiento y la fisiología de los insectos que los reciben. Los grupos de compuestos de nuestros proyectos de investigación pueden incluir hidrocarburos cuticulares, feromonas y kairomonas (volátiles de plantas). Dentro de las habilidades que pueden adquirir los tesistas, son el manejo de información en bases de datos, obtención, cría o cuidado de insectos, manejo de equipo especializado, elaboración de bioensayos, escritura científica y participación de eventos científicos. Todo esto centrado en un ambiente cordial de trabajo.

Temas de tesis: 1) Estudio de la hidrocarburos cuticulares de insectos de importancia económica agrícola. 2) Estudio de los volátiles de plantas hospederas de insectos de importancia económica agrícola.

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Dra. Gabriela Sepúlveda Jiménez [email protected], [email protected]

Inducción de la resistencia vegetal y el control de enfermedades En la rizosfera de las plantas se encuentran microorganismos benéficos (hongos y bacterias) que por su actividad antagónica, se usan para el control de fitopatógenos. Así mismo, su aplicación en las plantas induce la resistencia vegetal a las enfermedades y promueven el crecimiento de las mismas, lo que repercute en un aumento de la productividad. Entre los microorganismos que se usan para inducir la resistencia en las plantas y el control biológico de enfermedades están los hongos del género Trichoderma y bacterias del género Bacillus, entre otros. Pero su efecto es diferente si se usan solos o combinados y se requiere contar con medios de cultivos prácticos y económicos para su producción masiva. Así como, caracterizar los mecanismos biológicos de su actividad antagónica. Toda esta información nos permitirá desarrollar un producto amigable con el ambiente para el control de enfermedades y/o con actividad de biofertilizante.

Temas de tesis: 1)  Efecto de la aplicación de cepas nativas y de productos a base de Trichoderma spp y de Bacillus spp en la inducción de la resistencia para el control de patógenos de cultivos de importancia económica. 2) Producción masiva de microorganismos benéficos mediante cultivo en suspensión y la evaluación de su actividad promotora de crecimiento vegetal y su actividad antagónica .

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