Tipos de cultivos vegetales

Transcripción

1 Tipos de cultivos vegetales Cultivo de meristemas Esta técnica consiste en el aislamiento del domo apical, más uno o dos primordios foliares. El cultivo de meristemas fue utilizado en un inicio, para la eliminación de hongos y bacterias en plantas, y poco después, para la producción de plantas libres de virus. En la actualidad se obtienen los mejores resultados al combinar la termoterapia, la quimioterapia y la electroterapia con el aislamiento y el cultivo de meristemas y la subsecuente regeneración de plantas completas. Se han observado grandes diferencias en el porcentaje de plantas libres de virus en relación al tamaño del meristema aislado. En general, entre menos primordios foliares tenga el ápice meristemático, mayor es el porcentaje de plantas libres de virus producidas, sin embargo, existen evidencias de que el domo aislado sin primordios difícilmente se desarrolla hasta planta completa. Explante: domo meristemático de cualquier especie disponible, según la época del año 1- Desinfección del tejido: - Remover de la planta, secciones juveniles de tallo de aproximadamente 5 cm de largo. - Retirar las hojas - Colocar en solución de etanol 70% durante 2 minutos. - Colocar en solución de hipoclorito de sodio 30% durante 30 minutos - Enjuagar tres veces con agua estéril, bajo campana de flujo laminar. 2- Disección de ápices meristemáticos: este trabajo debe realizarse en forma aséptica (bajo campana de flujo laminar). - Limpiar la lupa y el área de disección con una solución de etanol 70%. - Sostener el tallo desinfectado con una pinza estéril y observarlo bajo la lupa. - Remover las hojas externas con un bisturí hasta llegar al domo meristemático (se observa como un punto brillante).

2 - Hacer cuatro cortes en ángulos iguales, remover el domo con dos primordios y depositarlo suavemente en el medio de cultivo. - Incubar los meristemas en la cámara de cultivo, bajo condiciones controladas de luz y obtención de plantas libres de patógenos mantenimiento de plantas libres de enfermedades clonación conservación de germoplasma Cultivo de semillas, cotiledones y embriones (rescate de embriones) Existen situaciones de cruzamientos inter-específicos que aunque se produce la fertilización, poco después ocurre el aborto del embrión híbrido. Esto puede deberse a distintas causas, siendo la más común la incompatibilidad del embrión con el endosperma. También puede ser debido a la carencia de formación del endosperma, por falla de la provisión de nutrientes. En estos casos es posible rescatar al embrión inmaduro y cultivarlo in vitro hasta obtener una planta completa. El cultivo de cotiledones y embriones permite, también obtener respuestas que con otro tipo de explante no se obtendrían o se demoraría mucho más tiempo. Explante: semillas, cotiledones y embriones de Phaseolus vulgaris (poroto) 1- Desinfección del tejido: - Tratar las semillas con etanol (70%) 2 minutos - Colocar en solución de hipoclorito de sodio 30% durante 20 minutos - Enjuagar tres veces con agua estéril, bajo campana de flujo laminar. 3- Disección de cotiledones y embriones: este trabajo debe realizarse en forma aséptica (bajo campana de flujo laminar). - Sostener la semilla desinfectada con una pinza estéril y retirar el tegumento

3 - Separar los cotiledones y el embrión y depositarlos suavemente en el medio de cultivo. acortar el ciclo de reproducción prevenir el aborto embrionario material de partida para la obtención de callos y embriones somáticos superar la latencia de algunas semillas rescate de embriones híbridos derivados de cruzamientos interespecíficos e intergenéricos estudios de requerimientos nutricionales de embriones en desarrollo Cultivo de anteras y granos de polen El sueño de todo fitomejorador es la obtención de un nuevo cultivar mejorado en el menor número posible de generaciones. Con esta técnica, es posible la obtención de plantas haploides, cuyo número n de cromosomas puede ser duplicado mediante tratamientos con colchicina, mediante el cultivo de células sexuales, ya sean las microsporas o los óvulos (aunque es más común el cultivo de anteras y granos de polen), y la subsiguiente regeneración de plantas. El número de especies en la que se produjeron plantas haploides es importante e incluye a plantas hortícolas (ají, tomate, berenjena, papa, nabo), frutícolas (manzano, vid, cerezo), cereales (trigo, centeno, cebada, maíz), forrajeras (ray grass, festuca), forestales (álamo). Explante: pimpollos de cualquier especie disponible, según la época del año 1- Desinfección del tejido: - Tratar los pimpollos con etanol (70%) 1 minuto - Colocar en solución de hipoclorito de sodio 20% durante 5 minutos - Enjuagar tres veces con agua estéril, bajo campana de flujo laminar. 2- Disección de las anteras: este trabajo debe realizarse en forma aséptica (bajo campana de flujo laminar).

4 - Sostener el pimpollo desinfectado con una pinza estéril y remover el cáliz y la corola - Con un bisturí fino separar las anteras del los filamentos y depositarlas suavemente en el medio de cultivo. Producción de haploides Obtención de plantas homocigotas en todos sus caracteres Acortar los ciclos de mejoramiento Cultivo de embriones somáticos Los embriones somáticos tiene, al igual que los cigóticos, la capacidad de formar una nueva planta después de un proceso de germinación, con la diferencia de que la embriogénesis somática es un proceso asexual por lo que la nueva planta será exactamente igual a la donadora de la célula inicial. Este no es un proceso que sucede únicamente en cultivos in vitro, de hecho es relativamente común en algunas familias de plantas y se conoce como apomixis. Como embriones somáticos, asexuales o adventicios se han definido los iniciados a partir de células que no son el producto de la fusión de gametos. Son estructuras bipolares con un eje radical-apical, y no poseen conexión vascular con el tejido materno; las estructuras bipolares deben ser capaces de crecer y formar plantas normales. Explante: callos embriogénicos de Acacia caven (espinillo) 1- Mantenimiento de callo embriogénico por largo tiempo: - Reconocer las zonas embriogénicas de los no embriogénicas - Transferir a medio de cultivo fresco solamente los sectores embriogénicos 2- Disección de los embriones: este trabajo debe realizarse en forma aséptica (bajo campana de flujo laminar). - Limpiar la lupa y el área de disección con una solución de etanol 70%.

5 - Separar con una pinza estéril los sectores friables del callo de los que no los son - Identificar y separar con un bisturí fino las masas de embriones somáticos, subdividirlas en pequeños grupos y depositarlas suavemente en el medio de cultivo. altísima tasa de multiplicación selección de super genotipos obtención de semillas de especies que no las forman desarrollo de semillas artificiales Cultivo de callo en medio líquido Se inicia por transferencia de callos friables a medio líquido, que se disgregan para formar agregados celulares y células libres. Las células en suspensión tienen mayor diponibilidad de nutrientes, se dividen y crecen rápidamente, tienen mayor inestabilidad genética y bioquímica y requieren de una reselección continua de líneas celulares. Explante: callos embriogénicos de Acacia caven (espinillo). 1- Mantenimiento de callo organogénico por largo tiempo: - Transferir a medio de cultivo fresco periódicamente 2- Disección de las porciones de callo: este trabajo debe realizarse en forma aséptica (bajo campana de flujo laminar). - Separar y descartar con una pinza y bisturí estériles los sectores del callo necrosados - Identificar y separar con un bisturí fino las porciones organogénicas, subdividirlas en pequeños grupos y sembrarlas en el medio de cultivo líquido. - Colocar los medios de cultivo en un agitador orbital o shaker, incubar en la cámara de cultivo, bajo condiciones controladas de luz y

6 obtención de protoplastos obtención de material de partida para crioconservación producción de metabolitos secundarios biotransformación estudios fisiológicos Enraizamiento en puente de papel La inducción del enraizamiento y alargamiento de las raíces es fundamental para lograr, luego, la transferencia de las vitroplantas a condiciones de invernadero. Aunque es muy común realizar el enraizamiento en medios semisólidos, muchas veces se presentan problemas que afectan luego la etapa de aclimatización (raíces anormales, ausencia de pelos radicales, defectuosa conexión vascular). El enraizamiento en puente de papel resulta muy eficiente en muchas especies para evitar estos problemas. Explante: brotes de 4 a 5 cm de largo, obtenidos in vitro, de Pelargonium graveolens (malva rosa) 1- siembra de los brotes en el medio de cultivo: este trabajo debe realizarse en forma aséptica (bajo campana de flujo laminar). - Subcultivar los brotes de malva rosa en tubos de ensayo, con medio de cultivo líquido con puente de papel - Asegurarse que los brotes permanezcan erguidos sobre el puente de papel y éste pesque el medio de cultivo Obtención de plantas con buen sistema radicular Acortar la etapa de enraizamiento Garantizar el éxito de la etapa de aclimatización

7 Cultivo de raíces El principal problema en este tipo de cultivo es obtener el inóculo adecuado, pues siempre se encuentra gran contaminación en las raíces. En la práctica, el explante se obtiene de semillas germinadas asépticamente. El cultivo en medio líquido ha tenido más éxito para raíces que el uso de agar Explante: raíces, obtenidas de plántulas cultivadas in vitro, de Pelargonium graveolens (malva rosa) 2- siembra de las raíces en el medio de cultivo: este trabajo debe realizarse en forma aséptica (bajo campana de flujo laminar). - Disectar las raíces de las plántulas cultivadas in vitro - Subcultivar las raíces de malva rosa en frascos, con medio de cultivo líquido formación de suspensiones celulares produccióm de metabolitos secundarios importantes para el hombre (alcaloides, glucósidos, esteroles, enzimas, compuestos aromáticos colorantes)