Cultivo De Tejido Vegetal

Introducción

Desde que el ser humano se volvió cultivador empezó indirectamente a “Domesticar las plantas”, seleccionando las de mejor producción, aclimatación, etc. Desde el siglo XVIII, se empezó a mejorar el rendimiento de las plantas utilizando la “Genética mendeliana”, hasta la aparición de las técnicas del ADN recombinante en la década de los70’s.

Desde entonces se han desarrollado múltiples técnicas mediante el cultivo de células, o sus tejidos, para su utilización en aplicaciones diversas que veremos mas adelante.

Objetivos Generales:

1. Comprender el uso de la biotecnología en la agricultura actual.

2. Conocer las distintas técnicas utilizadas para el cultivo de células y tejido vegetal.

3. Entender los conceptos más importantes relacionados con el cultivo de tejidos vegetales.

4. Establecer la diferencia entre las fases del proceso de cultivo de tejidos.

CULTIVO DE TEJIDOS VEGETALES

El cultivo de tejidos puede ser definido como un conjunto muy heterogéneo de técnicas que presentan en común el hecho de que un explante (una parte separada del vegetal que pueden ser protoplastos – células desprovistas de pared celular– células, tejidos u órganos) se cultiva asépticamente en un medio artificial de composición química definida y se incuba en condiciones ambientales controladas.

Iniciaremos conceptualizando acerca de los tipos de cultivos en medios artificiales y sintéticos existentes uno de ellos el Cultivo in vitro.

In vitro quiere decir "dentro de vidrio", es decir, el cultivo de plantas o de alguna de sus partes (pero también de células y tejidos animales) dentro de recipientes de vidrio en condiciones de ambiente controlado.

El material vegetal con el que se inicia un cultivo in vitro puede ser cualquier célula, tejido u órgano de la planta (explanto).

• Tejidos somáticos: de tallo, raíz, hoja, meristemos.

• Tejidos reproductores: anteras, polen, microesporas, óvulos, semillas.

Generalmente es común dividir las técnicas del cultivo de tejidos en dos grandes grupos:

1. Cultivos en medios semisólidos

2. Cultivos en medios líquidos, los que a su vez pueden ser agitados (mediante el empleo

de agitadores de uso continuo) o estacionarios.

También es frecuente dividir al cultivo de tejidos atendiendo a los niveles de complejidad en cultivo de órganos, cultivos celulares y cultivo de protoplastos. Para el establecimiento de los cultivos utilizando cualquiera de los sistemas es necesario tener en cuenta algunos aspectos generales comunes relacionados con el explante, la asepsia, el medio de cultivo y las condiciones de incubación.

FUNDAMENTOS TEORICOS Y PRACTICOS DEL CULTIVO DE TEJIDOS VEGETALES

La teoría de la totipotencialidad celular, enunciada por Haberlandt a principios del siglo veinte, postula que toda célula vegetal individual es capaz de regenerar una planta entera a partir de un cultivo in vitro sin importar el grado de diferenciación alcanzado. Para ello se requieren condiciones específicas referidas al medio del cultivo, relaciones hormonales, temperatura, fotoperíodo, etc.

La desdiferenciación consiste en la transformación y pérdida de las características de especialización de un tipo celular para dar lugar a células de tipo meristemático. El siguiente paso involucrado en la regeneración de una planta es la redifereciación de las células previamente desdiferenciadas.

Todo proceso de diferenciación está regulado por el balance entre diferentes tipos de reguladores del crecimiento, fundamentalmente de auxinas y citocininas.

Tipos de Morfogenesis

En condiciones de cultivo in vitro, las células somáticas pueden regenerar embriones o bien, brotes, raíces y/o flores.

La embriogénesis somática y la organogénesis son dos procesos morfogénicos muy frecuentes en el cultivo in vitro de especies vegetales.

La embriogénesis somática

Es el proceso por el cual se obtiene una estructura similar a un embrión cigótico sin que medie la fertilización de los gametos, mientras que por organogénesis pueden obtenerse tallos, raíces o flores. Estos órganos se obtienen a partir de una célula o de un grupo de células a través de un complejo proceso denominado regeneración.

La regeneración

Comprende diferentes fases que se suceden de manera similar tanto para la organogénesis como para la embriogénesis somática. Estas fases se denominan adquisición de la competencia; fase de inducción y fase de realización.

En la primera fase las células no responden al estímulo organogénico pero adquieren esa competencia durante una fase de desdiferenciación.

Fase de inducción:

Las células son receptivas al estímulo morfogénico y hay una relación directa con el tipo, concentración y combinación de reguladores del crecimiento agregados al medio de cultivo y el órgano a desarrollar.

Fase de realización:

La célula sufre las sucesivas divisiones para formar el órgano determinado. A partir de la siembra in vitro de diferentes explantos relativamente grandes y en condiciones de cultivo adecuadas, puede inducirse la formación de nuevos órganos de manera directa, sin la formación de callo. Si la formación es de brotes, raíces o flores se denomina organogénesis directa. Si en cambio se induce la formación de embriones somáticos, este proceso se denominará embriogénesis directa.

Si por el contrario, a partir de la siembra de un explante in vitro se observa la proliferación de células en forma desordenada y sin ninguna función predeterminada, se iniciará la producción de callos o suspensiones celulares.

La diferenciación de órganos a partir de callos, denominada morfogénesis indirecta, estará condicionada a la previa formación de los meristemoides.

Técnicas del cultivo de células y tejidos vegetales

• Micropropagación vegetal

• Regeneración de plantas (embriogénesis y organogénesis)

• Cultivo de meristemas

• Cultivo de suspensiones de células vegetales

• Cultivo de protoplastos

• Cultivo de anteras

• Cultivo de óvulos y embriones

Medios de cultivo: composición general

Compuestos inorgánicos

Macronutrientes: NO4- , PO43- , K+, Ca2+, Mg2+, SO42-

Micronutrientes: Fe2+, Cu2+, Zn+, Mn2+, Mo2+, Co2+, I-

Carbohidratos

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