INFORME ZEQUANOX ™ con Pseudomonas fluorescens cepa CL145A Ventajas del tratamiento del mejillón cebra respetuoso con el medio ambiente Instalaciones de generación de energía e irrigación, requieren programas preventivos y de mantenimiento anual para mantener bajo control las infecciones de incrustaciones y colmatación de instalaciones por mejillones cebra en sus sistemas de toma de agua de refrigeración. Actualmente es necesario en muchas de estas y otras infraestructuras dependientes administrar dosificaciones controladas de cloro u otros tipos de biocidas para este propósito Grupos de interés de los recursos naturales y las agencias reguladoras están reexaminando el uso negativo a largo plazo de los biocidas para este fin. Ambos grupos han dejado claro que existen alternativas seguras, no químicas para el control de las incrustaciones de mejillón y que sería beneficioso para el medio ambiente. La cloración, por ejemplo, es un método de control común. Cuando el cloro se combina con compuestos orgánicos en el agua, se forman sustancias potencialmente cancerígenas, tales como trihalometanos y dioxinas (Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos de 1999; Thornton 2000). Futuras acciones reguladoras darán como resultado la prohibición del uso de biocidas químicos, sin opción de control alternativo. Empresas de generación eléctrica y muchas otras industrias que dependen de la retirada de las aguas superficiales, por razones operativas, están seguros de experimentar daños económicos. Estas pérdidas serían el resultado de la disminución en la producción provocada por el aumento de mantenimiento de las instalaciones y el tiempo de inactividad. La disponibilidad de una alternativa al cloro e igualmente eficaces, pero más benignas para el medio ambiente, como método de control del mejillón para reemplazar este y otros biocidas, se necesita con urgencia por las centrales eléctricas y otras instalaciones infectadas Paradigma de Investigación. ¿Por qué microorganismos? Es ampliamente aceptado que la proyección de diversos microorganismos que producen especies de plantas y productos naturales es una actividad que vale la pena debido al descubrimiento de fármacos que pueden
TECHNOYMAR SOLUCIONES, S.L. Real,41 2º Of. 9 11300- La Línea de la Concepción-CADIZ Tlf.: +34856910236 +34 634601540 Email: technoymar@technoymarsoluciones.com Web: www.technoymarsoluciones.com
prevenir o curar enfermedades de los animales, en particular el cáncer. Más de 50% de los medicamentos de hoy en día se deriva de fuentes naturales. Del mismo modo, el 11% de los pesticidas utilizados en la actualidad son derivados de plantas y microorganismos. Por lo tanto, tiene sentido utilizar los microorganismos de los productos naturales que tienen potencial como biopesticidas altamente selectivos. De hecho, el uso de compuestos de productos naturales microbianos ya tiene un registro claro de éxito comercial y la seguridad ambiental en el control de plagas de invertebrados en América del Norte, así como a nivel mundial (Rodgers 1993). El laboratorio del Museo del Estado de Nueva York (NYSM) ha estado involucrado en este tipo de investigación durante más de dos décadas. Marrone Bio Innovaciones, el desarrollador comercial de este producto para el control del mejillón, cuenta con un equipo de científicos y un equipo de gestión que se han involucrado en la industria de bioplaguicidas desde su creación y son reconocidos líderes en la "química verde" de investigación, desarrollo y comercialización. El equipo MBI ha introducido con éxito varios productos biopesticidas a los mercados nacionales e internacionales en los últimos treinta años. Bacterias que matan el mejillón cebra. Inicio del proyecto NYSM. Bacterias Pantalla que matan mejillones cebra y quagga Ante la amenaza de los mejillones cebra instalados en centrales de energía eléctrica en el estado de Nueva York, la Empire State Electric Energy Research Corporation (ESEERCO) llegó a un acuerdo con el NYSM para la creación de un laboratorio de Investigación de campo en 1991 para la detección de bacterias como potenciales agentes de control biológico. Extensos ensayos de cribado de laboratorio de más de 700 cepas bacterianas identificadas consiguieron aislar la cepa CL145A de Pseudomonas fluorescens, como letal para estos mejillones. De todas las cepas de P. fluorescens que han sido probados en laboratorio hasta la fecha, solamente Pf-CL145A ha demostrado ser altamente letal, es decir, en dosis que producen > 90% de muertes de mejillón cebra adultos y quagga y 100% de las larvas con Pf-CL145A El Pseudomonas fluorescensis está presente en cualquier parte del mundo y en todos los cuerpos de agua de América del Norte. En la naturaleza, se trata de una especie bacteriana inofensiva que se encuentra protegiendo de enfermedades las raíces de las plantas. Las investigaciones del NYSM demostraron fortuitamente que la PfCL145 de esta especie se puede utilizar para otro propósito de control, el de Dreissena pp. (Molloy 2002). Una patente para este fin se publicó tanto en los Estados Unidos (Molloy 2001) como en Canadá (Molloy 2004)
TECHNOYMAR SOLUCIONES, S.L. Real,41 2º Of. 9 11300- La Línea de la Concepción-CADIZ Tlf.: +34856910236 +34 634601540 Email: technoymar@technoymarsoluciones.com Web: www.technoymarsoluciones.com
El mejillón cebra muere de un producto natural. Las bacterias muertas matan igual de bien A pesar de que el fitoplancton es su comida preferida, los mejillones Dreissena pueden filtrar y consumir bacterias como fuente de alimento (Mikheev y Sorokin 1966. Frischer et al 2000). Cuando el mejillón cebra o quagga ingiere artificialmente altas densidades de la cepa CL145A, los compuestos dentro de estas células bacterianas destruyen el sistema digestivo del mejillón. Las células muertas son igualmente tan letales como células vivas, proporcionando evidencia clara de que los mejillones mueren de compuestos naturales no por infección. Métodos económicos comercialmente fueron desarrollados por MBI para matar las bacterias sin ninguna reducción de su letalidad a los mejillones. Los resultados de los ensayos y pruebas realizadas indicaron que MBI aumentó significativamente la eficacia contra mejillones cebra y quagga. Los productos comerciales desarrollados por MBI sobre la base de este microorganismo, que se comercializan como Zequanox®, contienen células muertas, lo que reduce aún más las preocupaciones ambientales
En mejillones sanos, las células epiteliales (flechas) aparecen como una capa gruesa que recubre los túbulos de la glándula digestiva.
Después del tratamiento bacteriano, se destruyen las células epiteliales. Las células sanguíneas son abundantes como las hemorragias de la glándula digestiva..
Alimentación del Mejillón: Las bacterias son ingeridas fácilmente Aunque la ingestión de células CL145A es claramente un comportamiento suicida para el Dreissena, que parecen no tener ninguna reacción adversa a alimentarse de las células y filtrar normalmente durante un periodo de 6 horas En contraste, biocidas, como el cloro, que en la actualidad están siendo utilizados para el control del mejillón hace que sus válvulas se cierren rápidamente ya que los mejillones al parecer, sienten un efecto adverso. Esto requiere períodos de cloración más prolongadas, tales como tratamientos continuos de tres semanas o más. A diferencia del cloro y otros molusquicidas, la aceptación de las células CL145A como alimento bacteriano "normal" de estos mejillones facilita el uso de este microorganismo como agente de Bio Control.
TECHNOYMAR SOLUCIONES, S.L. Real,41 2º Of. 9 11300- La Línea de la Concepción-CADIZ Tlf.: +34856910236 +34 634601540 Email: technoymar@technoymarsoluciones.com Web: www.technoymarsoluciones.com
Tamaño del Mejillón: Todos los tamaños y niveles de mejillones son eliminados Todos los tamaños del mejillón cebra (longitud, aproximadamente 1-25 mm) fueron igualmente susceptibles de ser eliminados por CL145A. Por lo tanto, las bacterias son capaces de matar, independientemente del tamaño de mejillón. La susceptibilidad de la fase planctónica mejillón fue el foco de la investigación NYSM financiada por la Oficina de Reclamación de EE.UU. Los trabajos laboratorio primero y en instalaciones industriales, posteriormente, contra el veliger de cebra y quagga mostraron que en esta etapa larval planctónica son más susceptibles al tratamiento bacteriano. Esto indica que los tratamientos de bacterias en aguas abiertas reducen significativamente las densidades velígera, evitando así la acumulación de alta densidad de mejillones y ralentizar la propagación de poblaciones. También sugiere que dosis muy bajas del biopesticidas podrán utilizarse para evitar asentamientos veliger dentro de las tuberías y otros medios de transporte de agua.
Todos los tamaños de mejillones muestran la misma susceptibilidad
Especies de mejillón: Ambas especies pueden ser eliminadas La bacteria puede matar el mejillón cebra (Dreissena Polymorpha) y los mejillones quagga (Dreissena rostriformes bugensis) las dos especies que invadieron América del Norte en la década de 1980. Las pruebas de laboratorio en NYSM lograron mayor efectividad contra el mejillón cebra, pero hay un excelente control de ambas especies.
Photo: NYSM
Nuevas fórmulas desarrolladas por MBI demostraron la eliminación a nivel comercial en la Presa de Davis (US Bureau of Reclamation) de mejillones quagga en múltiples ensayos a dosis incluso inferiores a las originalmente utilizadas en NYSM.
TECHNOYMAR SOLUCIONES, S.L. Real,41 2º Of. 9 11300- La Línea de la Concepción-CADIZ Tlf.: +34856910236 +34 634601540 Email: technoymar@technoymarsoluciones.com Web: www.technoymarsoluciones.com
Dureza del Agua: La muerte del mejillón es mayor en agua dura. El Hábitat preferido del mejillón cebra. Los tratamientos bacterianos podrían reducir la eficacia en aguas blandas, con valores de pH inferiores a 7.4. Sin embargo, el Dreissena rara vez alcanza altas densidades de población en este tipo de aguas (casi neutras o ácidas). En el caso de instalaciones de centrales eléctricas y otros sistemas de tuberías tendrán típicamente aguas más alcalinas en las que no se verá perjudicada la eficacia bacteriana. Oxígeno disuelto: Las bacterias funcionan bien en entornos en los que prosperan los mejillones. Niveles muy bajos de oxígeno (<2 ppm) a veces puede resultar en una disminución del 20% (por ejemplo, 75% vs. 95%) en la eliminación de mejillón. Esto es debido a la baja alimentación de los mejillones de bacterias en suspensión en condiciones de poco oxígeno. Por lo tanto, siempre que sea posible, los tratamientos bacterianos deben ocurrir en aguas del entorno preferido del mejillón - alto nivel de oxígeno disuelto. Temperatura del agua: Alto nivel de eliminación a temperaturas más altas, pero sigue siendo bueno de Control en Agua Fría La susceptibilidad de mejillón aumenta con la temperatura del agua, con una mortalidad > 90% logrado consistentemente a 23ºC. La alta mortalidad es todavía alcanzable incluso en aguas muy frías, por ejemplo, cerca de 80% de muertes en 7 ° C, lo que indica que las bacterias son en realidad más eficaces a temperaturas más bajas que molusquicidas químicos actualmente comercializados utilizados para el control Dreissena. Biocidas comerciales, por ejemplo, cloro, no pueden eliminar el mejillón por debajo de aproximadamente 10ºC, lo que limita su aplicación a períodos en que la temperatura del agua sube. En la Presa Davis (enero de 2009), MBI mostró la eficiencia a nivel comercial del control de los mejillones a temperaturas de 10-14°C con nuevas formulaciones de productos y técnicas de aplicación.
TECHNOYMAR SOLUCIONES, S.L. Real,41 2º Of. 9 11300- La Línea de la Concepción-CADIZ Tlf.: +34856910236 +34 634601540 Email: technoymar@technoymarsoluciones.com Web: www.technoymarsoluciones.com
Alimentación del Mejillón. Sifón: No molestar la alimentación normal del mejillón. En la naturaleza, un mejillón normalmente separa sus dos conchas y extiende un tubo sifón inhalante para tomar las partículas de comida en su cavidad del manto. Después de pasar por el sistema digestivo, el material fecal se expulsa a través del sifón exhalante. Cuanto más activo esté el sifón, mayor es la mortalidad mediante tratamiento bacteriano. Por lo tanto, cualquier factor de estrés (por ejemplo, vibraciones, sombras) hace que los mejillones cierren sus valvas durante el tratamiento. En este caso es probable que se reduzca la mortalidad. Tratamiento Concentración y Duración: Tratar de no más de 6 horas. Máximo nivel de muertes. Los tratamientos de 6 horas de ca. 25-100 ppm (masa bacteriana seca por unidad de volumen) obtiene consistentemente la mortalidad más alta de mejillón. La exposición de mejillones para duraciones de tratamiento más largos o más altas concentraciones de bacterias es (en particular >12 h) logra un beneficio adicional muy limitado. Nuevas formulaciones han sido desarrolladas que indican que los tratamientos de 2 horas o menos pueden ser eficaces en el logro de la mortalidad de mejillones comercialmente viable. Ensayos en plantas de energía: Alto índice de eliminación El nivel alto de obtenida mortalidad del mejillón (aproximadamente 70-97%) en las tuberías se han realizado en la Autoridad de Energía de Nueva York (NYPA) estación de energía eléctrica en el río Mohawk (Nueva York). En el Rochester Gas & Electric Russell estación de alimentación en el lago Ontario (Rochester, Nueva York) han sido principalmente contra los mejillones quagga obteniéndose índices rutinarios del 50-70%.
TECHNOYMAR SOLUCIONES, S.L. Real,41 2º Of. 9 11300- La Línea de la Concepción-CADIZ Tlf.: +34856910236 +34 634601540 Email: technoymar@technoymarsoluciones.com Web: www.technoymarsoluciones.com
MBI US Bureau of Reclamation Presa Davis MBI realizó en la presa Davis (Oficina de Reclamación de Estados Unidos) en el otoño de 2008 y 2009. los resultados del ensayo fueron a nivel comercial de control de los mejillones quagga adultos. Los ensayos se realizaron en agua fría (10-14 ° C). La mortalidad del quagga fue más alto que el alcanzado por NYSM y esto fue probablemente debido a una mejor formulación y el método de aplicación que se desarrolló por MBI. El gráfico muestra la eliminación de mejillón quagga en diferentes dosis con una nueva formulación desarrollada por MBI
Durante más de 8 años MBI ha estado aplicando el producto en numerosos ámbitos acuáticos y sistemas industriales, obteniendo con ello un vasto conocimiento sobre la efectividad del ZEQUANOX, en situaciones y hábitats complejos. Durante este periodo se han producido mejoras notables en las formulaciones que han conducido a una mortalidad superior al 90% dentro de las primeras horas de tratamiento. Organismos no objetivo. - Especificidad excepcional Los logros alcanzados en materia de seguridad con otros organismos no objetivos son de una selectividad excepcional. En dosificaciones que producen la mortalidad alta del mejillón (76-100%), no se registró la mortalidad inducida por bacterias entre cualquiera de los no-objetivos, incluidos peces, ciliados, Dáfnidos y bivalvos. Peces: No hubo mortalidad inducida por Pf-asociado en las especies de peces hasta ahora probados: (Pimephales promelas), alevin de la trucha marrón (Salmo trutta), y pequeños del pez sol (Lepomis macrochirus). Las pruebas realizadas en las diversas instalaciones han indicado que los peces no pueden tolerar la exposición a altos niveles de bacterias vivas. Ensayos con peces realizados con bacterias muertas, sin embargo, han indicado que las aplicaciones de las células muertas eran inofensivas para los peces, pero eran altamente letal para los mejillones Dreissena. El ZEQUANOX contiene exclusivamente células muertas.
TECHNOYMAR SOLUCIONES, S.L. Real,41 2º Of. 9 11300- La Línea de la Concepción-CADIZ Tlf.: +34856910236 +34 634601540 Email: technoymar@technoymarsoluciones.com Web: www.technoymarsoluciones.com
Ciliados: Los ensayos con el ciliado de agua dulce común Colpidium colpoda indicaron que las bacterias no eran solamente no letales, sino que sirven como fuente de alimento que permite mayores tasas de reproducción de ciliados, celebrada en agua de los arroyos no tratada. Dáfnidos: El micro crustáceo Daphne magna es un filtrador acuático que ingiere pequeñas partículas en suspensión que incluyen bacterias, por lo que es un organismo apropiado para pruebas no objetivo. Las pruebas realizadas indicaron que las bacterias no son letales para esta especie Bivalvos: Los tratamientos bacterianos no causaron mortalidad de otros mejillones (Mytilus edulis azules) o cualquiera de las seis especies de almejas nativas de América del Norte (Pyganodon grandis, Lasmigona Compressa, Strophirus undalatus, Lampsilis radiata, Pyganodon Cataracta, y Elliptio complanata) Estudios con camarones de agua dulce, Hyalella azteca Experimentos en la fase II con el NYSM financiados por MBI a través de una subvención dela Fundación Nacional de Ciencia STTR no encontraron mortalidad asociada a Pf y han indicado bajo riesgo a los camarones por las bacterias muertas.
Estudios con pato. El pato silvestre MBI contrajo un estudio del efecto del producto comparado con el pato silvestre. El bioplaguicida a base de Pf es no tóxico para los patos objeto del estudio. El bioplaguicida a base de Pf es no tóxico para el pato real. Estudios de toxicología aguda para evaluar los posibles riesgos de la salud humana MBI contrató pruebas de toxicidad aguda (mamíferos) impuesto por la EPA y PMRA para registrar el producto. Los ensayos se realizaron con células vivas = la TGAI (calidad técnica de ingrediente activo). A pesar de que el producto final contiene exclusivamente células muertas, se requirieron pruebas contra las ratas con la TGAI para evaluar los riesgos de exposición de los trabajadores en la fabricación y manipulación. En la piel y en la alimentación de pruebas (oral), y la inhalación, no hubo efecto en las ratas. La DL50 oral es> 5000 mg / kg, que es la categoría de riesgo más bajo para los productos plaguicidas. Estudios también demuestran que las bacterias no son patógenas para las ratas. Pasos adicionales realizados en la identidad de proceso de comercialización del producto Se han realizado esfuerzos en MBI para purificar, caracterizar e identificar los compuestos de productos naturales producidos por la cepa Pseudomonas. MBI ha identificado y solicitado una patente para varios compuestos únicos producidos por las bacterias. Hay más de 18 compuestos en dos clases químicas diferentes que trabajan juntos para causar la actividad. Es menos probable que los mejillones puedan desarrollar resistencia a la química de este producto Esto hace de su complejidad.
TECHNOYMAR SOLUCIONES, S.L. Real,41 2º Of. 9 11300- La Línea de la Concepción-CADIZ Tlf.: +34856910236 +34 634601540 Email: technoymar@technoymarsoluciones.com Web: www.technoymarsoluciones.com
El cultivo de Optimización y Fermentación a escala-UPP. Las células P. fluorescens-CL145A se cosechan a finales lineal de la fase estacionaria de crecimiento en condiciones de cultivo definidos. MBI ha redujo con éxito el producto de la fermentación 1000 L, L y 10.000 pruebas de fermentación fueron realizadas en el verano de 2009. Los parámetros medios de comunicación componentes y fermentaciones han sido optimizados por NYSM para dar lugar a un medio propio y protocolo que producen consistentemente células de mejillón-activo. MBI ha optimizado aún más el medio de fermentación, proceso y procesamiento proporcionando un producto más económico y activo. Formulación En virtud de un subsidio de la NSF STTR fase II, MBI desarrolló una formulación comercial mejorada (líquido y polvo seco por aspersión) y otras formulaciones para diferentes segmentos del mercado - Aguas abiertas, Servicios Públicos y plantas de tratamiento de agua adicional. Actividades del Proyecto La falta de no impacto diana en el tratamiento con células muertas permite que esta nueva tecnología también se utilice para el control del mejillón Dreissena en aguas abiertas, tales como lagos y ríos. Inicialmente el enfoque de la investigación del proyecto se centró en el control de mejillones cebra y quagga dentro de tuberías de centrales eléctricas. Actualmente las formulaciones desarrolladas por MBI alcanza otros mercados de destino como criaderos de peces, plantas de agua potable, otras plantas industriales y aguas abiertas.
TECHNOYMAR SOLUCIONES, S.L. Real,41 2º Of. 9 11300- La Línea de la Concepción-CADIZ Tlf.: +34856910236 +34 634601540 Email: technoymar@technoymarsoluciones.com Web: www.technoymarsoluciones.com
IMÁGENES DEL TRATAMIENTO EN AGUAS ABIERTAS.
TECHNOYMAR SOLUCIONES, S.L. Real,41 2º Of. 9 11300- La Línea de la Concepción-CADIZ Tlf.: +34856910236 +34 634601540 Email: technoymar@technoymarsoluciones.com Web: www.technoymarsoluciones.com
Asociación comercialización Después de una búsqueda a nivel nacional, el NYSM eligió asociarse con Marrone Bio Innovations una empresa de biopesticidas debido a que su personal tenía experiencia sin igual en el descubrimiento, desarrollo y comercialización de productos naturales para el control de plagas. La transferencia de tecnología se completó en gran medida y MBI comercializa el producto después de la construcción en la base de conocimientos NYSM. EPA Presentación y Disponibilidad Comercial MBI presentó el registro completo de la Sección 3 de la División Biopesticidas en la EPA en diciembre de 2008, con un registro anticipado durante la primavera / verano de 2010. La Oficina de Reclamación de Estados Unidos aprobó solicitud de uso de emergencia para 18 diecisiete estados del oeste, donde los mejillones se extendieron rápidamente y causando un daño económico y medioambiental. MBI y Ontario Power Generation (OPG) obtuvieron autorización de Investigación y certificado de aprobación de los reguladores canadienses para llevar a cabo las pruebas a escala comercial en la estación de generación de OPG Decew II. El expediente para registrar Zequanox, también fue aprobado por la Agencia Reguladora del Manejo de Plagas de Canadá. Con la presentación técnica en Madrid el pasado 1 de junio, se inicia el proceso de implantación de ZEQUANOX en Europa. Se han iniciado los trámites para el registro y la aprobación de uso para España a través de TSGE Iberia. TECHNOYMAR SOLUCIONES, S.L. representa los intereses de MBI para Europa. ENLACES: http://www.mlive.com/business/west-michigan/index.ssf/2015/07/zequanox_zebra_quagga_mussel_p.html https://howardmeyerson.com/2014/10/27/microbe-to-control-invasive-mussels-in-open-water-approved-by-us-epa/ https://howardmeyerson.com/2014/10/27/microbe-to-control-invasive-mussels-in-open-water-approved-by-us-epa/ http://cida.usgs.gov/glri/projects/invasive_species/zm_control.html http://investors.marronebio.com/releasedetail.cfm?releaseid=969934 https://www.nrdc.org/onearth/flexing-their-mussel
TECHNOYMAR SOLUCIONES, S.L. Real,41 2º Of. 9 11300- La Línea de la Concepción-CADIZ Tlf.: +34856910236 +34 634601540 Email: technoymar@technoymarsoluciones.com Web: www.technoymarsoluciones.com
Agradecimientos:
ESEERCO Empresas de generación de energía del Estado de Nueva York Sea Grant Departamento de Conservación Ambiental, Investigación de Energía del Estado de Nueva York Autoridad Federal de Desarrollo del Estado de Nueva York, Fundación Nacional de Ciencias Cuerpo de Ingenieros del Ejército Departamento de Energía de Estados Unidos National Energy Technology LaboraItory US Fish and Wildlife Service IEO. Instituto Español de Oceanografía ICCAT. The International Commission for the Conservation of Atlantic Tunas FUNDACION BIODIVERSIDAD
TECHNOYMAR SOLUCIONES, S.L. Junio, 2016
TECHNOYMAR SOLUCIONES, S.L. Real,41 2º Of. 9 11300- La Línea de la Concepción-CADIZ Tlf.: +34856910236 +34 634601540 Email: technoymar@technoymarsoluciones.com Web: www.technoymarsoluciones.com