MICRIOPROPAGACION DE PLANTAS

MICRIOPROPAGACION DE PLANTAS

La técnica del cultivo de tejidos vegetales se utiliza para cultivar células, tejidos y órganos vegetales aislados en condiciones axénicas (in vitro) para regenerar y propagar plantas enteras. 'Cultivo de tejidos' se usa comúnmente como un término general para describir todos los tipos de cultivos de plantas, a saber, cultivos de callos, células, protoplastos, anteras, meristemas, embriones y órganos [1]. Se basa en el fenómeno de la totipotencia celular, siendo esta última la capacidad de las células individuales para dividirse, producir todas las células diferenciadas características de los órganos y regenerarse en una planta completa. Las diferentes técnicas de cultivo de tejidos vegetales pueden ofrecer ciertas ventajas frente a los métodos tradicionales de propagación. El cultivo de plantas in vitro en un ambiente controlado, con un conocimiento profundo de las condiciones de cultivo y la naturaleza del material vegetal, asegura la propagación clonal efectiva de genotipos genéticamente superiores de plantas económicamente importantes. Los cultivos de tejidos representan los principales sistemas experimentales utilizados para la ingeniería genética de plantas, así como para estudiar la regulación del crecimiento y el desarrollo organizado mediante el examen de las bases estructurales, fisiológicas, bioquímicas y moleculares que subyacen a los procesos de desarrollo. La micropropagación se ha convertido en una parte importante de la propagación comercial de muchas plantas [2–6] debido a sus ventajas como sistema de multiplicación [7–9]. Se han ideado varias técnicas para la propagación de plantas in vitro , incluida la inducción de brotes axilares y adventicios, el cultivo de meristemas aislados y la regeneración de plantas por organogénesis y/o embriogénesis somática [10–12]. Brotes y brotes adventicios se forman de novo; los meristemas se inician a partir de explantes, como los de hojas, pecíolos, hipocotilos, órganos florales y raíces. Las plantas fértiles pueden regenerarse ya sea por el crecimiento y proliferación de los meristemos axilares y apicales existentes, o por la regeneración de brotes adventicios. Este capítulo resume la aplicación de las técnicas de propagación in vitro más utilizadas para árboles, arbustos y especies herbáceas que pueden implementarse de manera continua durante todo el año.

1.2 Métodos y enfoques

1.2.1 Explantes y su desinfección superficial

Se utilizan pequeños trozos de plantas (explantes) como material de origen para establecer células y tejidos in vitro. Todas las operaciones que involucren el manejo de explantes y su cultivo. se llevan a cabo en un ambiente axénico (aséptico; estéril) bajo condiciones definidas, incluyendo un medio de cultivo basal de composición conocida con tipos específicos y concentraciones de reguladores del crecimiento vegetal, luz, temperatura y relativa humedad, en cuarto(s) de cultivo o gabinete(s) de crecimiento. La desinfección de explantes antes de que el cultivo sea esencial para eliminar los contaminantes de la superficie, como bacterias y esporas de hongos. La desinfección de superficies debe ser eficiente para eliminar los contaminantes, con daño mínimo a las células vegetales. Este capítulo se centra en los procedimientos generales para desarrollar cultivos in vitro, ilustrados por protocolos para plantas y explantes específicos.

1.2.2 Medios de cultivo y su preparación

Los medios de cultivo contienen macroelementos, microelementos, vitaminas, otros componentes orgánicos (p. ej., aminoácidos), reguladores del crecimiento vegetal, agentes gelificantes (si son semisólidos) y sacarosa. Los agentes gelificantes se omiten para medios líquidos. La composición de la medio de cultivo depende de la especie de planta, los explantes y el objetivo de la experimentos En general, se utilizan ciertos medios estándar para la mayoría de las plantas, pero algunos es posible que se requieran modificaciones para lograr cambios específicos del genotipo y dependientes de la etapa. optimizaciones, mediante la manipulación de las concentraciones de los reguladores de crecimiento, o por la adición de componentes específicos al medio de cultivo. Comercialmente disponible Para la preparación se pueden utilizar medios en polvo listos para usar o soluciones madre. de medios de cultivo. Una gama de medios de cultivo de diferentes formulaciones y plantas los reguladores de crecimiento son suministrados por empresas como Duchefa y Sigma-Aldrich. El medio de Murashige y Skoog (MS) es el más utilizado [13]. Un procedimiento para la preparación de medio MS suplementado con reguladores de crecimiento vegetal para la micropropagación de frambuesa [14] se da en el Protocolo 1.2.

1.2.3 Etapas de la micropropagación

Las siguientes etapas distintas son reconocidas para la micropropagación de la mayoría de plantas:

Etapa I: Establecimiento de cultivos axénicos – introducción de la superficie desinfectada explantes en cultivo, seguido de la iniciación del crecimiento de los brotes. El objetivo de esta etapa es poner en cultivo los explantes seleccionados, evitando la contaminación y proporcionando un entorno que promueva la producción de brotes [15]. Dependiendo de tipo de explante, la formación de brotes puede iniciarse a partir de yemas apicales y axilares (meristemas preexistentes), a partir de meristemas adventicios que se originan en extirpaciones brotes, hojas, escamas de bulbos, tallos de flores o cotiledones (organogénesis directa), o del callo que se desarrolla en las superficies cortadas de los explantes (organogénesis indirecta). Por lo general, se requieren de 4 a 6 semanas para completar esta etapa y generar explantes. que están listos para pasar a la Etapa II [16]. Algunas plantas leñosas pueden tomar hasta 12 meses para completar la Etapa I [15], denominada "estabilización". Una cultura se estabiliza cuando los explantes producen un número constante de brotes normales después del subcultivo [16].

Etapa II: Multiplicación: proliferación de brotes y producción de múltiples brotes. En este etapa, cada explante se ha expandido en un grupo de pequeños brotes. Múltiples brotes se separan y trasplantan a un nuevo medio de cultivo [16]. Los brotes son subcultivados cada 2 a 8 semanas. El material se puede subcultivar varias veces en un nuevo medio para maximizar la cantidad de brotes producidos.

Etapa III: Formación de raíces: elongación de brotes y enraizamiento. La etapa de enraizamiento prepara las plantas regeneradas para el trasplante de condiciones in vitro a ex vitro en salas de ambiente controlado, en el invernadero y, posteriormente, hasta su ubicación definitiva. Esta etapa puede implicar no sólo el enraizamiento de los brotes, sino también el acondicionamiento de las plantas para aumentar su potencial de aclimatación y supervivencia durante el trasplante. La inducción de raíces adventicias puede lograrse ya sea in vitro o ex vitro en presencia de auxinas [17-19]. La principal ventaja de ex vitro en comparación al enraizamiento in vitro es que es menos probable que ocurran daños a las raíces durante la transferencia al suelo. Las tasas de producción de raíces suelen ser mayores y la calidad de las raíces se optimiza cuando el enraizamiento ocurre ex vitro [20-23].

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