Bioinsecticidas Microbiología Industrial Hector Massaguer

El segundo tipo de microorganismos en importancia lo constituyen aquellos que tienen capacidades insecticidas. Se han encontrado diferentes organismos, pero los que se producen principalmente son diferentes cepas de Bacillus thuringensis, aunque se probó también con, B. lentimorbus y Pseudomonas aeruginosa, pero en todos los casos con menos éxito.

B. thurigensis, durante la esporulación, produce un cristal piramidal que contiene una proteína denominada δ - toxina, que es un gran tóxico para los insectos. Al principio se pensó que afectaba especialmente a lepidópteros. Una de las ventajas que presenta esta bacteria, es que al morir el insecto, ella queda allí, y dado que es un morador habitual del suelo, sus propiedades insecticidas se prolongan durante una temporada. Lo importante era que la bacteria quedase encima de las hojas, para que fuese ingerida por los insectos.

Bacillus thuringensis se producía inicialmente por cultivos sumergidos, según la gráfica anterior. Después se separaba la bacteria de la espora, con cuidado de que no se rompiese la espora. La espora se unía a alguna sustancia pegajosa para que quedase unida a las hojas.

En teoría si lo aplicabas al principio de la temporada, podías eliminar las larvas, de manera que evitabas una buena parte de la reproducción, y de hecho, si tenías suerte te duraba 2 años. De hecho tenía una elevada eficiencia. Se empezó a usar en los años 60 – 70, con gran éxito, pero a causa de la competencia que ejercían estas empresas contra los insecticidas químicos, en muchos casos derivados del petróleo, las grandes empresas petrolíferas compraron y cerraron casi todas las fabricas. En Europa no y en Estados Unidos siguen funcionando, ya que en las hortalizas con destino humano no se pueden aplicar productos químicos.

La solución a la que se ha llegado es que ya no se puede vender la bacteria, ni la espora, sino sólo el insecticida, por lo que no se reproducirá, de manera que cada año se deberá volver a aplicar el insecticida. Además, la síntesis ahora de la toxina es más cara. Otra opción que se ha considerado ha sido clonarlo en Pseudomonas, pero no ha tenido éxito sobre el terreno. Se ha pensado insertar la proteína en Z.mays, pero no ha dado gran éxito y el grano sólo es apto para el forraje.Actualmente se sabe que Bacillus thuringensis afecta también a otros tipos de insectos como coleópteros, dípteros,... además se sabe que hay cepas que son capaces de sobrevivir a su paso por el intestino del insecto, con lo que las heces contendrán la bacteria.

B. papillidae y B. Lentimorbus actúan sobre un escarabajo japonés, que ataca a las plantas de tipo textil, como algodón o lino. Se perdió el interés por estas dos bacterias porque son parásitos obligados, de manera que para su producción es necesaria una granja de escarabajos.

En ocasiones se han usado hongos como bioinsecticidas, pero no son de mucha utilidad. Al cortar un árbol, el tocón queda abierto, con sus vasos al descubierto a posibles infecciones. Si las raíces de diferentes árboles están en contacto, la infección podrá pasar de uno a otro. Si se aplica un hongo incompatible con el patógeno en el tocón, se podrá evitar la infección. No obstante, la producción es bastante escasa, inferior a una tonelada al año.

Se ha considerado también el hecho de cultivar virus para usarlos como bioinsecticidas, dado que serían acciones superespecíficas, pero no parece factible, ya que son difíciles de cultivar y además son parásitos obligados.

Rizobios
Se trata de organismos que actúan en simbiosis con las leguminosas. Se pensó que si se ponían rizobios en el suelo no sería necesario abonar. La idea se originó en la unión soviética, pero no condujo a nada. Actualmente la producción de rizobios es muy baja, de unas 3 toneladas al año. Se usan para bañar las semillas de las leguminosas, de manera que cada leguminosa tenga su rizobio. Los propios poseedores de las semillas son los que tienen los fermentadores para la producción o lo compran. No da ningún problema para crecer, ya que puesto que normalmente crece en el suelo, crece sobre cualquier cosa.

SCP: Single Cell Protein

Proteína asociada a DNA

Hongo	2 – 5 %
Algas	4 – 6 %
Levadura	6 – 10 %
Bacteria	10 – 16 %

Consiste en la producción de proteína de microorganismos. Dado que el mundo cada vez requiere más proteínas, especialmente en los países desarrollados. Cuando se empezó a ir un poco corto de proteínas, cerca de los años 60, los fabricantes de soja vieron que pronto no producirían lo suficiente para cubrir las demandas, por lo que empezaron la investigación de la SCP.

En este caso, los microorganismos están formados por proteínas caras, asociadas a ácidos nucleicos. En el caso de los rumiantes no hay problemas, ya que toleran sin problemas estas proteínas, pero en el caso de los seres humanos no se toleran más de un 5% de ácidos nucleicos asociados a proteínas, produciéndose diarreas, dolores de cabeza,... No se podía usar para la alimentación humana, pero sí para la alimentación animal. Se observó que el microorganismo que mejor iba eran las levaduras, de manera que se buscaron las cepas más rentables.

Se pensó en usar como sustrato hidrocarburos de cadena corta. Se usaban dos cepas que podían hidrolizarlos: Candida tropicalis y Saccharomyces lypolitica. BP fue la primera en producir proteína unicelular a partir de alcanos. Estuvo en funcionamiento hasta 1978, produciendo unas 100.000 toneladas al año. Llegados a este punto volvió a la producción de hidrocarburos, que eran más rentables. Se intentó usar metanol para la producción de SCP, la ICI. Se usaba Pseudomonas methylotrophus. No salía a cuenta usar melazas y otros sustratos típicos, además, la soja era cada vez más productiva. Se pensó en producir SCP a partir del suero de la leche, mediante el uso de Fusarium graminearum, pero no salía a cuenta.

No se ha intentado mucho con aguas residuales urbanas, pero sí con aguas residuales de papeleras. Se usa Candida utilis. Al agua sólo se le tiene que añadir nitrógeno para poder ser utilizado. Es el único sustrato que se usa actualmente. Se consigue recuperar el 56% del azúcar de las papeleras en proteínas.