Maqueta de biopesticidas bacillus thuringiensis

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA
Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental
ESCUELA PROFESIONAL
DE INGENIERÍA AMBIENTAL
TEMA: Maqueta de biopesticidas Bacillus Thuringiensis.
DOCENTE: Ing. Soto Gonzales, Hébert Hernan.
CURSO: Biotecnología
PRESENTADO POR: Flores Mamani, Dave Fernando.
ILO -PERU
2021

Índice
Introducción.................................................................................................................................. 3
Revisión de la literatura ............................................................................................................... 4
La lucha contra las plagas.......................................................................................................... 4
Agricultura nativa, campesina y control de plagas. .................................................................. 4
Los productos botánicos en el control de plagas...................................................................... 5
Bacillus Thuringiensis - Descubrimiento y estudio.................................................................... 5
Bacillus Thuringiensis en la agricultura..................................................................................... 7
Método de acción......................................................................................................................... 7
Insecticida biológico Bacillus thuringiensis............................................................................... 7
Proteínas insecticidas................................................................................................................ 7
Modo de acción de las proteínas Bt.......................................................................................... 8
Ingestión.................................................................................................................................... 8
Solubilización............................................................................................................................. 8
Activación.................................................................................................................................. 9
Atravesar la membrana del intestino........................................................................................ 9
Interacción con el intestino medio.......................................................................................... 10
Muerte del insecto y dispersión de Bt .................................................................................... 10
Conclusiones............................................................................................................................... 11
Bibliografía.................................................................................................................................. 12
Elaboración de la maqueta de Biopesticidas............................................................................. 13
Metodología............................................................................................................................ 13
1. Recolección de materiales para la elaboración de la maqueta .......................................... 13
2. Procedimientos realizados.................................................................................................. 14
Anexos......................................................................................................................................... 15

Introducción
En la producción agrícola un aspecto de primordial importancia es el control de las plagas.
En la actualidad se manejan una amplia gama de estrategias enfocadas a este propósito y
en torno a ello existe también una discusión sobre el tipo de método que proporciona las
mejores ventajas tanto económicas como ecológicas o de protección al ambiente. En este
contexto se han generado nuevas formas de combate de los fitopatógenos, a la vez que se
cuenta con mayor información sobre cómo y cuándo combatir determinada plaga. Por
otro lado, los evidentes efectos negativos al medio ambiente por las técnicas de
producción heredadas de la revolución verde, la disminución de la productividad en las
áreas de cultivo y la creciente demanda de la sociedad actual de alimentos cada vez más
seguros, con menor cantidad de residuos químicos trae como consecuencia la búsqueda
de métodos alternativos de control, que minimicen sustancialmente la contaminación y
que cumplan con estas nuevas exigencias de la sociedad. El avance sustancial en diversas
áreas de la ciencia que tienen relación con la producción agrícola ha permitido el
desarrollo de nuevas tecnologías en este campo. Podemos mencionar por ejemplo el uso
de variedades resistentes, productos elaborados a base de hongos, el control biológico y,
entre ellas, la que se retoma como objeto de estudio en este trabajo es el uso de
biopesticidas.

Revisión de la literatura
La lucha contra las plagas
En la lucha contra las plagas y las enfermedades, el ser humano ha recurrido a los
compuestos químicos, que en su momento dieron los mejores resultados, pero que al
transcurrir del tiempo han dejado graves secuelas de intoxicación y cánceres. La mayoría
de los compuestos químicos se utilizan para controlar enfermedades y plagas del follaje
y de los demás órganos de la planta, mientras que otros se utilizan para desinfestar y
desinfectar las semillas, tubérculos y bulbos. Algunos se utilizan para desinfectar los
suelos de cultivo, los almacenes y áreas de invernaderos. Debido a que la gran mayoría
de funguicidas y bactericidas tienen acción protectora, es importante señalar que deben
aplicarse sobre la superficie de la planta, antes que la enfermedad llegue a esta. (Portilla)
En su sentido más amplio, una plaga se define como cualquier ser vivo que el hombre
considera perjudicial a su persona, a su propiedad o al ambiente. De modo que existen
plagas de interés médico porque son vectores de enfermedades humanas (zancudos,
chirimachas y otros parásitos); plagas de interés veterinario (piojos y garrapatas del
ganado); plagas caseras (cucarachas y moscas); plagas de productos almacenados
(diversos insectos y roedores); y las plagas agrícolas que dañan los cultivos (F., 1995)
Agricultura nativa, campesina y control de plagas.
La tecnología es una manifestación del conocimiento del hombre acerca de las
características de la naturaleza a través de la interacción directa con esta, en la búsqueda
de satisfacer necesidades que se le han presentado conforme se ha desarrollado a lo largo
de la historia. Así, ha generado métodos, procedimientos, herramientas, técnicas y
equipos para su aprovechamiento de los recursos naturales, que en sus orígenes tuvieron
fundamentos más sociales, colectivos y de mayor preservación ambiental, por la razón
fundamental de tener mayor dependencia de los ciclos biológicos naturales.

Los productos botánicos en el control de plagas
En la actualidad es evidente la necesidad de adoptar nuevas estrategias para el control de
plagas. Los efectos negativos en el medio ambiente y la generación de resistencia de los
insectos y fitopatógenos causados por el uso excesivo de los plaguicidas sintéticos hace
cada vez más elevados los costos para controlar las plagas y como consecuencia, los
costos de producción e impacto ecológico.
El hombre le ha dado un amplio uso a las plantas: medicinal, alimenticio, ornamental,
etc., dentro de estos variados usos se encuentra también su utilidad como plaguicidas. En
su largo periodo evolutivo las plantas han desarrollado mecanismos de defensa contra
insectos, hongos, bacterias y otros organismos nocivos. (Partida, junio del 2009) .
Bacillus Thuringiensis - Descubrimiento y estudio
Bacillus thuringiensis fue descubierta en 1902 por el biólogo japonés Shigetane
Ishiwatari. En 1911, la bacteria fue redescubierta en Alemania por Ernst Berliner, quien
la aisló como causante de una enfermedad que contraían las orugas de polilla gris de la
harina (llamada “Schalffsucht”). En 1976, Robert A. Zakharyan informó de la presencia
de un plásmido en una cepa de B. thuringiensis y sugirió que éste participaba en la
formación de endosporas y de cristales.34 B. thuringiensis está estrechamente relacionada
Figura 1: INSECTICIDA
BOTÁNICO PESTIBIOL AGRISAN
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Figura 2: Control biológico

con B. cereus, una bacteria de los suelos, y con B. anthracis, la causante del carbunco:
estos tres organismos se diferencian principalmente por sus plásmidos. Al igual que otros
miembros del género, estas tres bacterias son aerobios capaces de producir endosporas.1
En la esporulación, B. thuringiensis forma cristales de δ-endotoxinas proteínicas de
acción insecticida (llamados cristales de proteína o proteínas Cry), que son codificados
por los genes Cry.5 En la mayoría de las cepas de B. thuringiensis los genes Cry están
localizados en los plásmidos (Javier Hernandez, 2012)
Las toxinas Cry son específicamente activas contra insectos de los órdenes Lepidoptera
(polillas y mariposas), Diptera (moscas y mosquitos), Coleoptera (escarabajos),
Hemiptera (chinches) y contra los nemátodos (gusanos). Así, B. thuringiensis actúa como
una importante reserva de toxinas Cry para la producción de insecticidas biológicos y de
cultivos modificados genéticamente.
Figura 3: Bacillus Thuringiensis
Figura 4: Detección y caracterización de genes cry en bacterias
diferentes a Bacillus thuringiensis.

Bacillus Thuringiensis en la agricultura
Bacillus thuringiensis (o Bt) es una bacteria grampositiva que habita en el suelo, y que se
utiliza comúnmente como una alternativa biológica al plaguicida. También se le puede
extraer la toxina Cry y utilizarla como plaguicida. B. thuringiensis también aparece de
manera natural en el intestino de las orugas de diferentes tipos de polillas y de mariposas,
así como en las superficies de las plantas. (DIEGO H. SAUKA*, 2008)
Método de acción
Insecticida biológico Bacillus thuringiensis
Los efectos tóxicos y daños medioambientales derivados del uso excesivo de insecticidas
químicos han potenciado el desarrollo y aplicación de insecticidas biológicos, entre los
que destacan aquellos basados en las propiedades insecticidas de la bacteria Bacillus
thuringiensis (Bt), actualmente considerado como el bioinsecticida con más éxito a nivel
de implementación en campo.
Bacillus thuringiensis (Bt) tiene la habilidad de producir una amplia variedad de proteínas
insecticidas activas para distintos órdenes de insectos, con una gran especificidad de
acción, ya que afectan solamente a un número reducido de organismos. La mezcla de
esporas y cristales de diferentes aislados de Bt se ha comercializado en diferentes
productos para el control de larvas de lepidópteros, escarabajos y mosquitos.
Proteínas insecticidas
Bacillus thuringiensis produce durante su fase de esporulación una o varias formas
cristalinas, que contienen las proteínas “Cry” y “Cyt. Mientras que en su fase vegetativa
la bacteria produce las proteínas llamadas Vip.
Desde el punto de vista del control de plagas, las principales toxinas insecticidas
utilizadas son las proteínas formadoras de poro Cry y Vip por su alta especificidad de
acción. Las proteínas citolíticas Cyt ha sido poco estudiadas, aunque se utilizan en el
control de dípteros

Modo de acción de las proteínas Bt
Ingestión
El primer paso supone la ingestión por parte de las especies susceptibles a su acción. A
diferencia de otros insecticidas, tanto Bt como sus proteínas actúan exclusivamente previa
ingestión del insecto y nunca por contacto en superficie.
Solubilización
En el caso de las proteínas Cry, el segundo paso tras la ingestión es la solubilización de
los cristales. Este proceso se realiza mediante la rotura de la estructura cristalina y la
liberación de las protoxinas presentes en el cristal. La solubilización se considera un
factor importante en la especificidad de las proteínas Cry, ya que para que se produzca
este proceso y se liberen las protoxinas son necesarios factores apropiados para ello en el
intestino medio de los insectos, por ejemplo, el pH.
Por el contrario, las proteínas Vip no precisan de este paso de solubilización, ya que son
secretadas al exterior de la bacteria en forma soluble.
Figura 5: Esquema resumido del espectro de acción conocido de toxinas
Bt sobre especies de invertebrados.

Activación
Tanto las protoxinas Cry solubilizadas, como las protoxinas Vip, son procesadas por
enzimas proteasas endógenas presentes en los fluidos intestinales, produciendo una toxina
activa. Este proceso es producido principalmente por tripsinas y quimotripsinas, las
enzimas más abundantes en los fluidos intestinales de los insectos.
La capacidad de procesamiento de las protoxinas de Bt por parte del insecto se ha definido
también como un factor importante en la especificidad de estas proteínas. Diferentes
estudios han demostrado que la falta de toxicidad o diferencias en susceptibilidad en
especies cercanas se debía a falta de capacidad de activación de las toxinas.
Atravesar la membrana del intestino
Una vez activadas, las toxinas deben atravesar la membrana del intestino medio, una
matriz muy rica en quitina cuya función principal es la separación entre el alimento y las
células epiteliales. Esta barrera física impide que el alimento pueda tener un efecto
abrasivo sobre el intestino y también protege contra infecciones de tipo bacteriano, vírico
o parasítico.

Interacción con el intestino medio
Tras superar la barrera de la membrana peritrófica, las proteínas Cry o Vip interactúan
con la membrana de células del intestino medio, consideradas como las células diana de
las toxinas.
Uno de los retos principales en la investigación de Bt durante las últimas décadas ha sido
identificar cuáles son las moléculas que se unen de forma específica con las toxinas Cry
o Vip, así como deducir la relevancia de la función de esta interacción, tanto en el modo
de acción de las toxinas como en los mecanismos de resistencia por parte del insecto.
Actualmente existen evidencias experimentales que confirman que, al menos, tres
proteínas de membrana pueden funcionar como receptores putativos para las proteínas
Cry en insectos: las aminopeptidasas N (APN), las cadherinas y los transportadores ABC.
Muerte del insecto y dispersión de Bt.
El modelo más consolidado para explicar la actividad tóxica de las proteínas Bt se basa
principalmente en su habilidad para formar poros en la membrana de las células diana del
intestino. Un gran número de trabajos experimentales apoyan este modelo, tanto para
proteínas de tipo Cry o Vip (Vip1 y Vip3)
De forma general, se acepta que, tras la unión de las toxinas a los receptores específicos
de la membrana, se forma una nueva estructura proteica que se inserta en la membrana
de las células intestinales, constituyendo un poro. Esta pérdida en la integridad de la
membrana genera un desequilibrio osmótico que desemboca en la rotura celular. Tras la
lisis de las células intestinales se produce una septicemia, causada principalmente por el
paso a la hemolinfa no sólo de las propias esporas o formas vegetativas de Bt, sino
también de todas aquellas bacterias oportunistas y otros patógenos presentes en el bolo
alimentario y el insecto acaba muriendo. Tras la muerte del insecto, Bt puede aprovechar
este nicho para continuar creciendo y esporular, favoreciendo su posterior dispersión en
el medio. (Hernández-Martínez, 2019)

Conclusiones
Se concluye que las toxinas Bt son respetuosas con el entorno y pueden ser una alternativa
en potencia para insecticidas de amplio espectro. La toxicidad de cada tipo de Bt se limita
a una o dos órdenes de insectos, y es inocua para los vertebrados y para muchos
artrópodos beneficiosos. Esto se debe a que las toxinas Bt actúan uniéndose a los
receptores apropiados en la superficie de las células epiteliales del intestino medio, por lo
que no afectarán a ningún organismo que no las posea.
Y demostró tener más eficacia hacia su objetivo que otros plaguicidas, por ejemplo: No
producen residuos peligrosos. Reduce significativamente el impacto sobre las especies
que nos son objeto de los tratamientos. Cuando son producidos localmente pueden ser
más económicos que los insecticidas químicos. A largo plazo también pueden ser más
efectivos que los pesticidas sintéticos.

Bibliografía
DIEGO H. SAUKA*, G. B. (2008). Bacillus thuringiensis: generalidades. Un acercamiento a su
empleo en el biocontrol de insectos Un acercamiento a su empleo en el biocontrol de
insectos. Argentina. Recuperado el 16 de 06 de 2021, de
https://www.redalyc.org/pdf/2130/213016787013.pdf
F., C. (1995). Control de Plagas Agrícolas Segunda Edición. Lima: Impresión Full Print SRL.
Obtenido de
http://repositorio.uaaan.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/123456789/6385/T17353%
20%20SALAS%20PARTIDA,%20ABEL%20%20MONOG..pdf?sequence=1
Hernández-Martínez, D. P. (2019). Modo de acción de las proteínas insecticidas de Bacillus
thuringiensis. Boletin SEEA n4. Recuperado el 16 de 06 de 2021 , de
https://higieneambiental.com/productos-biocidas-y-equipos/modo-de-accion-del-
insecticida-biologico-bacillus-thuringiensis
Javier Hernandez, F. .. (2012). Metodos estandarizados para la caracterizacion de cepas nativas
de Bacillus para el control de insectos plaga: modelo Tuta absoluta. Colombia.
Recuperado el 16 de 06 de 2021, de
https://www.utadeo.edu.co/sites/tadeo/files/node/publication/field_attached_file/pd
f-_metodos_estandarizados-pag-web.pdf
Partida, A. S. (junio del 2009). Uso de productos Botanicos para el control de plagas agricolas.
Coahuila - Mexico. Recuperado el 16 de 06 de 2021 , de
http://repositorio.uaaan.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/123456789/6385/T17353%
20%20SALAS%20PARTIDA,%20ABEL%20%20MONOG..pdf?sequence=1
Portilla, I. A. (s.f.). LA LUCHA CONTRA LAS PLAGAS Y ENFERMEDADES EN LOS CULTIVOS Y LA
CONSERVACIÓN DEL AMBIENTE. Decano de la Facultad de Ciencias Pecuarias y
Agroindustriales de la UPS Sede Matriz. Recuperado el 2021 de 06 de 16 , de
https://dialnet.unirioja.es/descarga/articulo/5968419.pdf

Elaboración de la maqueta de Biopesticidas
Metodología
1. Recolección de materiales para la elaboración de la maqueta
Caja de cartón de leche gloria que será
útil para la base de la maqueta
Diferentes tipos de papel de colores
(papeles usados o periódicos)
Uso de reglas para hacer las mediciones
y la cola sintética.
Una pequeña brocha y pequeños botes
de pintura de color rojo y verde
Colores, plumones, marcadores
acrílicos, etc.
Pequeños accesorios: uso de pilas,
chapas de botellas y papel reciclado.

2. Procedimientos realizados.
1. Primero se una recolección de todos los materiales que se necesitarían para la
construcción de la maqueta.
2. Segundo, se construyó una pequeña base de 40x40 cm, esta se realizo a base de la caja
de cartón, se fue cortando hasta darle forma.
3. Tercero se corto papel lustre para hacer una capa para cubrir los desperfectos que
contenía la base, y con esta se forro toda la base de color café para la parte superior, color
verde agua para los costados y color rojo para los bordes de la superficie.
4. Cuarto, elaboración de la simulación sobre como la bacteria dentro al organismo del
ser vivo. Para esto se tuvo que crear la bacteria y se utilizo como base una pequeña de
botella de gaseosa de 40 cm de alto.
5. Quinto, se trazo con marcador la botella con marcador acrílico y se procedió a cortarla
por la mitad y luego se dio forma de una balsa. Luego del cortado se utilizo papel reciclado
para el relleno, cartón para darle firmeza a la botella y por último se envolvió con cinta
de embalaje para que las piezas no se deformen.
6.sexto, se hizo el pintando con la tempera de color verde, se hicieron dos capas para que
el color fuese mas intenso.
7. Séptimo, un ves pintado se colocaron los accesorios que se tenían como unas pequeñas
piezas de cartón con forma de diamante, se pintó de color naranja y se hicieron un borde
con papel de color verde en forma de pequeños cilindros de diámetro de 1 cm para darle
más forma a la bacteria Bacillus y por ultimo se pinto la parte superior de los bodes de
color rojo.
8. Octavo Paso, se empezó a construir el sistema de acción de Bt, para poder hacerlo se
imprimió una imagen de una oruga. Se recorto la parte del abdomen para ver como la
bacteria ingresa a su sistema.
9. Noveno Paso, se empezó a hacer una base de cartón con forma de rectángulo con
medidas de 6.5 x 25 cm, luego se forraron con papel blanco, para los bordes con papel
verde y para la superficie con papel verde claro

10. Decimo Paso, se colocaron todas las piezas en la base se pegaron con cola sintética,
además se le colocaron ciertos accesorios para hacerlo más estético a la vista.
Anexos

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