Abstract Junglerice (Echinochloa colona) is one of the most problematic weed species in rice fields in Colombia. Herbicides inhibitors of the enzyme acetolactate synthase (ALS) have been widely used to control junglerice and other grass species. ALS inhibitors have the highest reports of resistance worldwide, and Colombia has recent reports of ALS resistance in E. colona. The timely and accurate detection of resistance sources is imperative for mitigating and managing herbicide resistance. However, for E. colona there are no published sequences of the ALS gene. In this research, primer design, RNA extraction, cloning, miniprep, and PCR were used to obtain the first partial sequence of the ALS gene on susceptible and resistant accessions of E. colona. The sequences did not present nucleotide differences that could be associated with target-site resistance to ALS inhibitors. Echinochloa (ALS worldwide E However research design extraction cloning miniprep targetsite target site

ABSTRACT Physiological processes of plants infected by vascular pathogens are mainly affected by vascular bundle obstruction, decreasing the absorption of water and nutrients and gas exchange by stomatal closure, and inducing oxidative cascades and PSII alterations. Chitosan, a derivative of chitin present in the cell wall of some organisms including fungi, induces plant defense responses, activating systemic resistance. In this study, three chitosan molecules (low, medium and high molecular weight) at different concentrations (0.5, 1, 1.5, 2, 2.5 and 3 mg mL-1) were assessed by in vitro tests against Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (Fol). Concentrations higher than 1 mg mL-1 were found to inhibit significantly the mycelial growth of Fol, with 95.8% of inhibition using chitosan with high molecular weight (3 mg mL-1). For in planta assays, chitosan treatment (low molecular weight 2.5 mg mL-1) showed significantly lower incidence and severity of wilting disease symptoms, 70 and 91%, respectively, compared to healthy plants used as a negative control. The effect of chitosan on the physiological and molecular responses of tomato plants infected with Fol was studied, evaluating the maximum potential quantum efficiency of PSII photochemistry (Fv/Fm), photochemical efficiency of PSII (Y(II)), stomatal conductance (gs), relative water content (RWC), proline content, photosynthetic pigments, dry mass, and differential gene expression (PAL, LOXA, ERF1, and PR1) of defense markers. A reduction of 70% in the incidence and 91% in the severity of the disease was achieved in plants treated with chitosan, mitigating the damage caused by Fol on Fv/Fm, Y(II), and chlorophyll contents by 23, 36, and 47%, respectively. Less impact was observed on gs, RWC, and dry mass (55, 11, and 26%, respectively). Chitosan-treated and Fol-infected plants over-expressed PR1a gene suggesting a priming-associated response. These results demonstrate the high potential of chitosan to protect tomato plants against Fol by regulating physiological and molecular responses in tomato plants.

RESUMEN Los procesos fisiológicos de plantas infectadas por patógenos vasculares, se afectan principalmente por el taponamiento de los haces vasculares, disminuyendo la absorción de agua y nutrientes, el intercambio de gases por cierre estomático e induciendo cascadas oxidativas y alteraciones en el PSII. El quitosán induce la señalización y defensa de la planta, activando la resistencia sistémica. Se determinó la capacidad de inhibición de crecimiento in vitro de Fol de tres moléculas de quitosán (bajo, medio y alto peso molecular) a diferentes concentraciones (0.5, 1; 1,5; 2; 2,5 y 3 mg mL-1). Las concentraciones mayores a 1 mg mL-1 inhibieron el crecimiento de Fol, alcanzando 95,8% de inhibición con quitosán de alto peso molecular (3 mg mL-1). En plantas, el quitosán (bajo peso molecular 2,5 mg mL-1) redujo en 70% la incidencia y en 91% la severidad de la enfermedad. Se evaluó el efecto del quitosán sobre la respuesta fisiológica de plantas de tomate infectadas por Fol, observando la Fv/Fm, Y(II), conductancia estomática (gs), CRA, contenido de prolina, pigmentos fotosintéticos, masa seca y expresión diferencial de genes (PAL, LOXA, ERF1 y PR1) relacionados con la defensa. Se obtuvo una reducción de 70% en la incidencia y 91% en la severidad de la enfermedad en plantas tratadas con quitosán, mitigando el daño del patógeno sobre la Fv/Fm, Y(II) y contenidos de clorofila a respectivamente en 23, 36 y 47%. Se observó menor impacto (55, 11 y 26% respectivamente) sobre la gs, CRA y masa seca. Las plantas tratadas con quitosán e infectadas con Fol, expresaron una respuesta de defensa inducida por la sobreexpresión de los genes de defensa, principalmente el PR1a, en una respuesta asociada a priming. Esto comprueba la capacidad inductora de resistencia del quitosán en plantas de tomate, a través del efecto protector sobre procesos fisiológicos.

RESUMEN Los hongos formadores de micorrizas arbusculares (HFMA) son simbiontes obligados presentes en la rizósfera de plantas de cacao y la diversidad de sus comunidades se modifica, dependiendo de diversos factores como la presencia de cadmio (Cd) en el suelo. La persistencia de HFMA en suelos enriquecidos naturalmente con Cd podría ser un indicador de su capacidad para tolerar esta condición. Esta investigación caracterizó la estructura de la comunidad de HFMA locales presentes en la rizósfera de plantas de cacao en dos suelos con baja (B-Cd: 0,1 mg kg-1) y alta (A-Cd: 20,9 mg kg-1) concentración de Cd. Esporas de HFMA se identificaron mediante claves taxonómicas y su abundancia, riqueza y diversidad se determinó en muestras de suelo originales y después de su multiplicación mediante cultivos trampa. Las comunidades de HFMA se compararon usando análisis de componentes principales (ACP) e índices de diversidad alfa y beta. Los resultados indican que A-Cd presentó valores significativamente menores de abundancia (21 %), riqueza (20 %) y diversidad (11 %) de morfoespecies de HFMA con respecto a B-Cd. Las dos comunidades de HFMA presentaron cinco de siete géneros en común, pero solo cuatro de las 23 morfoespecies descritas se encontraron en ambas comunidades. El análisis de diversidad beta y el ACP determinaron baja similaridad y tasa de recambio entre las comunidades de HFMA. La dominancia de Diversispora spurca, Rhizoglomus sp. y Claroideoglomus etunicatum en A-Cd sugiere que estas morfoespecies son estrés-tolerantes y candidatos potenciales para el desarrollo de estrategias de mitigación en suelos con Cd.

ABSTRACT Arbuscular mycorrhizae fungi (AMF) are obligate symbionts present in rhizosphere of cocoa plants and their community diversity is modified depending on several factors, such as cadmium (Cd) presence in soil. AMF persistence on Cd natural enriched soils might be an indicator of their tolerance and their potential in biotechnological applications. In this research we characterized local AMF community structure present in cocoa rhizosphere soils with low (B-Cd: 0.1 mg kg-1) and high (A-Cd: 20.9 mg kg-1) natural Cd concentrations. AMF spore identification was carried out using taxonomic keys and their abundance, richness and diversity were determined in original samples and after multiplication process using onion trap cultures. AMF communities were compared using alpha and beta diversity indexes and principal component analysis (PCA). The results indicated that A-Cd presented significative lower values of abundance (21 %), richness (20 %) and diversity (11 %) of AMF morphospecies in comparison with B-Cd. Both AMF communities presented five of seven genera in common, but only four of 23 morphospecies described were found in two communities. Low similarity and turnover were found among AMF communities throughout beta diversity analysis and PCA. Dominance of Diversispora spurca, Rhizoglomus sp. and Claroideoglomus etunicatum in A-Cd suggests that these morphospecies are stress-tolerant and they are potential candidates for the development of mitigation strategies in cocoa plants under Cd stress.

RESUMEN Las enfermedades causadas por hongos en las plantas son una gran preocupación en la producción agrícola. Los macromicetos son una fuente potencial de compuestos antifúngicos que podrían usarse para controlar estas enfermedades. El objetivo de este estudio fue evaluar la actividad biocontroladora in vitro de cuatro macromicetos de los géneros Xylaria, Agrocybe, Psilocybe y Stereum sobre diferentes hongos fitopatógenos. Para ello, se determinó la curva de crecimiento de los macrohongos en dos medios: papa dextrosa (PDA) y salvado de trigo (ST) y se caracterizaron las interacciones y la inhibición in vitro de hongos fitopatógenos. Se realizó la extracción y caracterización de metabolitos secundarios de la biomasa, el medio extracelular y del homogeneizado del micelio y caldo en los hongos con mayor porcentaje de inhibición. Finalmente, se evaluó la actividad antifúngica in vitro de estos extractos. Las curvas de crecimiento cambiaron con la fuente de carbono, tres de cuatro macrohongos mostraron una mayor acumulación de biomasa en PDA que en ST. Las interacciones de Xylaria se clasificaron principalmente como reemplazo, obteniendo el mayor nivel de antagonismo en PDA. Dos de los tres extractos evaluados mostraron actividad antifúngica contra los tres patógenos aislados en concentraciones de 18 µg/ml para extractos metanólicos de biomasa y 2,5 % para el filtrado del homogeneizado del micelio, con inhibiciones de 10 a 80 %. La caracterización de los metabolitos de Xylaria mostró a los ácidos grasos como posibles compuestos responsables de la actividad antifúgica. Este trabajo resalta el potencial de estos hongos para el control de enfermedades fúngicas.

ABSTRACT Fungal diseases in plants are a significant concern in agricultural production. Macrofungi are a potential source of antifungal compounds that could be used to control these diseases. This study aimed to evaluate the in vitro biocontrol activity of four macrofungi of the genus Xylaria, Agrocybe, Psilocybe and Stereum on different plant pathogenic fungi. For this purpose, the growth curve of macrofungi was determined on two carbon sources: potato dextrose and wheat bran. Interactions and the in vitro inhibition on phytopathogenic fungi were also characterized. Subsequently, extraction and characterization of secondary metabolites of the intracellular, extracellular and filtrate of homogenized of mycelia and broth culture were performed only on the fungi that showed higher inhibition percentage. Finally, the in vitro antifungal activity of these extracts was evaluated. Growth curves changes with the carbon source and three of four isolates show more considerable accumulation of biomass in potato dextrose than wheat bran, reaching the stationary growth phase in a long time. Xylaria interactions were classified mostly as a replacement, obtaining the highest level of antagonism on potato dextrose. Two of the three extracts assessed showed antifungal activity in all three pathogens isolated at concentrations of 18 µg/ml for biomass methanol extracts and 2.5 % for filtrate of homogenized of mycelia with inhibitions from 10 to 80 %. Characterization of the metabolites of Xylaria showed fatty acids as possible compounds responsible for the antifungal activity. This work showed the potential of these fungi for the control of fungal diseases.

RESUMEN El ácaro bimaculado Tetranychus urticae es una plaga polífaga importante a nivel mundial. Es capaz de adaptarse a una amplia variedad de entornos y tiene una alta tasa de reproducción. En la práctica, los agricultores intentan reducir las pérdidas utilizando acaricidas sintéticos. Sin embargo, las aplicaciones frecuentes e inadecuadas de acaricidas han hecho que este ácaro sea resistente a muchos ingredientes activos, lo que genera la necesidad de buscar estrategias de control alternativas. El objetivo de esta investigación fue identificar y evaluar una cepa nativa de un hongo, que erradicó una colonia de T. urticae en el invernadero. Se identificó el hongo aislado mediante caracterización morfológica y molecular como Cladosporium cladosporioides. Posteriormente, los ácaros se trataron con cinco concentraciones de conidias de C. cladosporioides (2x104, 2x105, 2x106, 2x107 y 2x108 conidias ml-1) y un control positivo (cepa comercial de Beauveria bassiana, 1x106 conidias ml-1). Después de 10 d, todos los tratamientos lograron un control de al menos el 50%; las concentraciones de 2x107 y 2x108 esporas ml-1 controlaron 73,3% y 81,7%, respectivamente, superando levemente la cepa comercial (72,3%). El TL50 varió entre 5 (2x108 esporas ml-1) y 8 (2x104 esporas ml-1) d y la LC50 fue de 1,95x106. Se discute el posible efecto acaricida de esta cepa para controlar ácaros.

ABSTRACT The two spotted spider mite Tetranychus urticae is an important polyphagous pest worldwide. It is able to adapt to a wide variety of environments and has a high reproduction rate. In practice, farmers try to reduce losses by using synthetic acaricides. However, frequent and inadequate applications of acaricides have made this mite resistant to many active ingredients, creating the need to search for alternative control strategies. The aim of this research was to identify and to evaluate an indigenous strain of a fungus, which eliminated a T. urticae colony in a greenhouse. The isolated fungus was identified through a morphological and molecular characterization as Cladosporium cladosporioi-des. Thereafter, the mites were treated with five concentrations of C. cladosporioides conidia (2x104, 2x105, 2x106, 2x107, and 2x108 conidia ml-1) and a positive control (commercial Beau-veria bassiana strain, 1x106 conidia ml-1). After 10 d, all treatments achieved at least 50% control; the concentrations 2x107 and 2x108 spores ml-1 controlled 73.3% and 81.7%, respectively, surpassing the commercial strain slightly (72.3%). TL50 ranged between 5 (2x108 spores ml-1) and 8 (2x104 spores ml-1) d, and LC50 was 1.95x106. The possible acaricidal effect of this strain on these mites is discussed.

RESUMEN La extracción de ARN de calidad constituye el primer paso para el análisis de la expresión génica. Sin embargo, su obtención no es sencilla debido a la susceptibilidad de esta molécula a la presencia de contaminantes como ARNasas, proteínas y polisacáridos. Adicionalmente, debido a la diversa composición de la pared celular de los hongos se requiere optimizar los procesos de extracción de ARN para organismos específicos. Este estudio evalúo el uso de diferentes metodologías de homogeneización de tejido (nitrógeno líquido y liofilización) y extracción de ARN (Trizol, CTAB y RNeasy mini kit) a partir del hongo nativo ascomiceto Xylaria sp. Se determinó la pureza, concentración e integridad del ARN obtenido por medio de espectrofotometría y electroforesis. Adicionalmente, se diseñaron cebadores de referencia para el gen β-Tubulina a partir del alineamiento de secuencias de este gen obtenidas de diferentes ascomicetes. Estos cebadores fueron utilizados para evaluar si el ARN extraído es amplificable mediante RT-PCR. Se determinó que la homogeneización de tejido por medio de liofilización generó mayores rendimientos de extracción independientemente del protocolo de extracción utilizado; sin embargo, éstos alteraron la integridad del ARN. Se obtuvo un ARN con mayor pureza con el protocolo CTAB y un mayor rendimiento con el RNeasy mini kit. Los resultados indican que el ARN extraído, independientemente de la metodología de homogeneización y extracción utilizada, es amplificable mediante RT-PCR. No obstante, se recomienda homogeneizar el tejido con nitrógeno líquido y extraer con RNeasy mini kit por la brevedad del protocolo de extracción y calidad obtenida.

ABSTRACT Obtaining high quality RNA is the first step for gene expression analysis. However, the low stability of this molecule and high presence of contaminants such as RNases, proteins and polysaccharides may trouble extractions. Fungi cell wall composition is highly diverse; therefore optimizing RNA extraction procedures is necessary when studying specific organisms. In this study, different methods of tissue homogenization (liquid nitrogen and lyophilization) and RNA extraction (Trizol, CTAB and RNeasy mini kit) were assessed with a native ascomycete, Xylaria sp. RNA purity, concentration and integrity were determined by spectrophotometry and electrophoresis. In addition, a set of housekeeping gene primers was designed targeting the β-tubulin gene. The primers were used to determine if the RNA extracted allowed RT-PCR amplification. It was demonstrated that homogenization of tissue by lyophilization allowed higher yields of RNA regardless of the extraction protocol used, however, the RNA integrity was affected. The higher RNA purity was obtained using CTAB and the higher yields using the RNeasy mini kit. The extracted RNA is amplifiable by RT-PCR regardless of the homogenization and extraction methodology used. However, it is recommended to homogenize the tissue with liquid nitrogen and to extract RNA with the RNeasy mini kit due the shortness and efficiency of these protocols.

Colombia is a country biologically and culturally megadiverse. Presented inside the largest expanse of páramos of the world, which are considered the planet's water plants and habitats of high biological diversity. However, human occupation of the Colombian Páramos has generated conflict between environmental regulations and productive land uses. This article analyzes the alternative proposed solutions to the conflict between environmental authorities of protected areas and inhabitants of the Páramos in Colombia. Previously there were two types of alternatives: The first suggested granting ecotourism services in parks and land purchases by mixed companies. The second proposed the abandonment of the production activities of farmers, mediated by educational processes and in compliance with environmental standards on pain of facing punitive action by the state. We propose a third alternative, that involves community management plans with time and institutional funding, and implementation of agroecological models, biocultural rescue memory and changes in agrarian structure.

Colombia es uno de los países denominados megadiversos biológica y culturalmente. Presenta a su interior la mayor extensión de páramos del mundo, los cuales son considerados fábricas de agua del planeta y hábitats de rica diversidad biológica. Por otro lado, la ocupación humana de los páramos colombianos ha generado conflictos entre las normativas ambientales vigentes y los usos productivos del suelo. El presente artículo analiza las alternativas aplicadas ante el conflicto entre autoridades ambientales de áreas protegidas y habitantes de los páramos en Colombia. Se encontraron dos tipos de alternativas: la primera plantea la concesión de servicios ecoturísticos en los parques naturales y la compra de tierras por parte de sociedades de economía mixta. La segunda plantea el abandono de las actividades productivas de los agricultores, mediado por procesos educativos o de cumplimiento de las normas ambientales vigentes, so pena de enfrentar acciones punitivas por parte del Estado. Este trabajo presenta una tercera alternativa, que parte de la crítica a las dos anteriores e incluye diferentes estrategias: planes de manejo comunitario con tiempo y financiación institucional pertinente, aplicación de modelos agroecológicos y rescate de la memoria biocultural y cambios en la estructura agraria.

En la vereda El Bosque del Parque Nacional Natural de Los Nevados (PNNN), Colombia, se estimó la densidad poblacional de microorganismos asociados con el metabolismo de nitrógeno (N) en suelos bajo tres sistemas de uso: cultivo de papa, ganadería y zonas poco intervenidas (páramo). Indirectamente se cuantificaron microorganismos amonificantes (AMO), proteolíticos (PRO), oxidantes del amonio (BOA), oxidantes del nitrito (BON) y denitrificantes (DEN) en suelos de tres fincas ubicadas a diferente altitud y en épocas seca y lluviosa. Se realizó la prueba no-paramétrica de Kruskal-Wallis por pares, con un nivel de significancia P < 0.05, para detectar diferencias estadísticamente significativas entre las diferentes abundancias de grupos funcionales de microorganismos. Luego, se realizó análisis de componentes principales (ACP) para evaluar las relaciones entre las diferentes variables estudiadas. Los resultados mostraron diferencias para los grupos evaluados, siendo menor la densidad de microorganismos en suelos de páramo. Los PRO fueron más abundantes en todos los tipos de suelos, seguido de los DEN con mayor densidad en el ecosistema páramo. La densidad poblacional microbiana no fue afectada por la altitud, sin embargo se presentaron algunas diferencias que no mostraron un patrón único de comportamiento. Se observaron diferencias como resultado de la época climática, siendo mayor en la época seca para los grupos PRO, AMO, BOA y BON, y en época de lluvias para los DEN. Este estudio contribuye al conocimiento de las relaciones que existen entre el uso del suelo y la presencia de los microorganismos asociados con el ciclo de nitrógeno.

This study estimated the population density of microorganisms associated with the metabolism of nitrogen (N) in soils with three uses: potato crop, livestock and low intervention zones (high plains or páramo) in the El Bosque district of Los Nevados National Natural Park in Colombia. The following microorganisms were indirectly quantified: amonifiers (AMO), proteolytic (PRO), ammonium oxidizing (BOA), nitrite oxidizing (BON) and denitrifiers (DEN) in soils of three farms located at different altitudes and under two climatic seasons. The non-parametric Kruskal-Wallis test paired with a significance level of P < 0.05 was used to detect statistically significant differences among abundances of functional groups of microorganisms. Then a principal component analysis (PCA) was performed to evaluate the relationships among different variables. The results showed differences among all the groups, with páramo soils having the lowest density of microorganisms in the soil. The PRO microorganisms were the most abundant in all soils, followed by DEN, with a higher density in the páramo ecosystem. The microbial population density was not significantly affected by altitude but showed some differences that did not have a unique behavior pattern. Additionally, differences were seen in the seasons, being higher in the dry season for the PRO, AMO, BOA and BON groups; and in the rainy season for DEN. This study provided knowledge of the relationships between land use and the presence of microorganisms associated with the nitrogen cycle.