Propósito: Identificar los conceptos fundamentales del área de biotecnología vegetal.

Cultivo  de  tejidos  vegetales

Actividad  1

Propósito: Identificar los conceptos fundamentales del área de biotecnología vegetal.

1.  Revisa y lee detenidamente el tema 1.1 “Introducción”

Introducción:

1.1 Introducción

Figura 1. Reina Nefertiti ofreciendo vino (SciPh, 2013).  Buscar.

La biotecnología es una ciencia amplia, y, aunque muchos creen que es reciente, es tan antigua como la fabricación del vino por egipcios desde hace más de 4,000 años.

Su concepto ya ha sido discutido al inicio de tu formación, esto es, la aplicación de organismos, sistemas y procesos biológicos para obtener un bien o servicio desde una perspectiva multidisciplinaria.

En esta ocasión se estudiará una de sus disciplinas derivadas: el cultivo de células y tejidos vegetales.

En esta unidad se discutirá la definición y desarrollo histórico del cultivo de tejidos vegetales, sin embargo, provisionalmente puede ser conceptualizado como el conjunto de técnicas en las que un explante (semilla, órgano, tejido o célula viva) se inocula asépticamente en un medio artificial de composición química definida y se incuba en condiciones controladas (Rosas-Romero G.,2007).

Un cultivo in vitro se establece cuando se toman en cuenta y aplican algunos aspectos generales relacionados con el explante, la asepsia, el medio de cultivo y las condiciones de incubación en forma exitosa.

El cultivo de células y tejidos vegetales ha otorgado líneas celulares libres de virus, nuevos germoplasmas, sistemas de propagación clonal y la introducción de especies de plantas difíciles de propagar.

Por otra parte, sin la capacidad de regenerar plantas, no pudieron ser posibles los avances en la biotecnología de plantas y la ingeniería genética (Murch S.J. y Saxena P.K.,2004). En este breve espacio, se han introducido diferentes conceptos, tal vez desconocidos, por lo que se tratará de elucidar cada uno de ellos.

Figura 2. Cultivo de tejidos vegetales (FreeDP, 2013).  Buscar.

El término in vitro, ampliamente usado en biotecnología de plantas indica que las plantas o partes de ella fueron cultivadas en un contenedor de vidrio, esto es, producido en el laboratorio por métodos experimentales (del latín in: dentro/en, vitro: vidrio) (RAE, 2013).

Al respecto, Ovando (2013) ahonda en lo siguiente:

 “En la actualidad se emplean materiales como el plástico, polipropileno etc. que son igual de eficientes para el cultivo artificial o in vitro.

Los contenedores son cerrados que solo permiten el paso del aire.

El término contrario es in situ (en el sitio), en el que se indica que las plantas se estudiaron en la naturaleza o en el campo.

Es importante tener en cuenta en la nomenclatura que se ha de aplicar a las plantas micropropagadas, es que una vez que las plantas han salido de la fase in vitro (aclimatación y crecimiento inicial en invernadero y vivero) se dice que han entrado a la etapa ex vitro, extra vitrium o post vitro, y se les llama vitro-plantas; no obstante, cuando salen finalmente al campo están nuevamente en condiciones in situ”. (Ovando, 2013).

Figura 3.  Protoplastos obtenidos de hojas de tabaco (SciPh, 2013).  Buscar.

Figura 4. Explante de teca (Tectona grandis) en Malasia (SciPh, 2013).  Buscar.

Un explante, como ya se mencionó, se refiere a cualquier parte vegetal que ha sido separada de la planta, que puede ser un tejido (partes de hojas, tallos, raíces, pétalos, entre otros), un órgano (semillas, anteras, ovarios, botones forales, hojas y raíces completas, etc.), estructuras como las anteras y los ovarios, o bien células individuales (como en el caso de los protoplastos).

Con excepción de los óvulos y el polen, los explantes están constituidos por tejidos y/o células somáticas.

La selección del explante es un aspecto clave para tener éxito en el cultivo de tejidos, ya que, dependiendo de su ubicación en la planta, del tipo de tejido que contiene, de su edad cronológica y fisiológica, de su contenido endógeno de hormonas, entre otros, se comportará de una manera u otra (Ovando 2013).

Un explante se usa para iniciar un cultivo.

El término totipotencia de su raíz totipotente, es un concepto en el que se basa el cultivo in vitro, se define según el Real diccionario de la lengua española como: “célula embrionaria con capacidad de generar un organismo completo”, mientras que el diccionario de biología Oxford (6ta. edición en línea), define totipotente como:

“1. Palabra que describe células vegetales diferenciadas que, aisladas, tienen la habilidad de desarrollar a una nueva planta si se provee de un medio de cultivo adecuado.

2. Palabra que describe células embrionarias en la etapa antes de su destino irreversible, cuando tienen la capacidad de convertirse en cualquier célula diferenciada dada una estimulación apropiada”.

Esto nos indica, por lo tanto, que toda célula nucleada es potencialmente totipotente.

Figura  5.  Germinación de una semilla (SciPh, 2013).  Buscar.

Hoy en día los biólogos saben que, bajo condiciones apropiadas, ya sea natural o artificial, no solo las células de plantas pueden dar origen a una nueva planta, sino que una célula somática aislada in vitro incluso puede producir un embrión, los cuales son generalmente referidos como embriones somáticos, embriones adventicios, embriones asexuales o embriones vegetativos.

Los embriones somáticos o embrioides son morfológicamente similares, si no idénticos, a los embriones cigóticos y tienen todo el potencial para el crecimiento inherente en un embrión derivado de una unión sexual (Krikorian A.D., 2004).

Figura 6.  Polen de campanilla (Campánula spp.) (SciPh, 2013).  Buscar.

Uno de los más importantes eventos biológicos en el ciclo de vida de un organismo es la fertilización, la cual involucra la fusión de dos gametos de sexo opuesto o cepas resultantes en la formación de un cigoto.

A partir de esta célula-cigoto simple se origina un cuerpo multi-celular y multi-órganos de un organismo ya sea una planta floral o un cuerpo humano (Bhojwani y Razdan, 1992).

Un diploide, se refiere a una célula u organismo que posee el doble del número de cromosomas característicos de una especie. El tejido somático normalmente es diploide, en contraste con las células gaméticas (óvulos y polen), que son haploides (Hurtado y Merino, 1991).

Un haploide contiene la mitad del número de cromosomas presentes en las células somáticas de las plantas.

El tejido somático se refiere a la parte o proceso vegetativo no sexual.

Figura 7.  Propagación vegetativa de camelia (SciPh, 2013).  Buscar.

La propagación vegetativa se refiere entonces a la propagación asexual de plantas al cortar una parte de ellas, por ejemplo, un esqueje, el cual subsecuentemente desarrollará una planta completa.

Un clon es una población de células derivadas a partir de una sola célula por división mitótica.

Este término también es usado para denotar a una población derivada de un solo individuo a través de la propagación vegetativa (Bhojwani y Razdan,1992).

El término adventicios, se emplea como adjetivo y es usado para describir raíces, brotes u otros órganos desarrollados a partir de posiciones anormales, por ejemplo, brotes a partir de raíces, hojas o callos; raíces producidas en los nudos de los tallos de pastos, etc.

Figura 8. Raíces adventicias. (SciPh, 2013).  Buscar.

Figura 9. Raíces adventicias en maíz (SciPh, 2013).  Buscar.

Finalmente, el germoplasma consiste en los recursos genéticos de un organismo.

Si es el caso del trabajo con tejidos de plantas, el germoplasma puede ser protegido mediante una colección de semillas (también conocida como banco de germoplasma), o algún otro material en el que las plantas puedan ser propagadas.

Con todo lo anterior se han revisado los conceptos generales necesarios para adentrarnos al cultivo de tejidos

vegetales, a continuación, se presentará todo lo necesario sobre la organización de las plantas.

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