Técnicas de cultivo en la producción de antioxidantes. María Antonieta Reyes C INIA, CRI La Platina

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José Miguel Sandoval Henríquez
hace 7 años
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1 Técnicas de cultivo en la producción de antioxidantes María Antonieta Reyes C INIA, CRI La Platina

2 Totipotencialidad Vegetal

4 0 Auxina (mg/l) 0,5 1,0 1,5 2,0 0,5 Citocinina (mg/l) Citocinina (mg/l) 1,0 1,5 2,0

5 Usos potenciales del Cultivo de Tejidos Multiplicación masiva y rápida de clones Independencia del suministro de plantas debido a fluctuaciones climáticas y de estaciones Eliminación de virus a partir de plantas infectadas Propagación de especies recalcitrantes Conservación de la flora nativa Transformación genética Herramienta para el estudio de la biosíntesis de productos secundarios

6 Callo Suspensión celular Fase de escalamiento Selección de células estables de alto rendimiento Procesamiento de los metabolitos secundarios

7 Aplicaciones del Cultivo de Tejidos

8 Pasos, estrategias y procedimientos para la producción de metabolitos en cultivos celulares 1. Selección de plantas con alto rendimiento 2. Adecuada obtención de suspensiones celulares 3. Mejorar las condiciones de medio de cultivo: Incrementar la biomasa y la sobreproducción del metabolito 4. Screening de las líneas celulares más eficientes 5. Control estable del crecimiento celular y estabilidad de la producción

9 Consideraciones para la producción industrial in vitro de metabolitos secundarios Biomasa: peso fresco o seco / día Rendimiento : producto gr. / peso gr. o medio L Productividad : producto gr. / medio L / día Scragg, 1995 Factores a considerar: Nicho Demanda del mercado Costos de Producción Posibilidades de escalamiento (superar problemas de rendimiento, asepsia, concentración de metabolitos, aireación, agitación)

10 Células indiferenciadas Crecen medio sólido, sales minerales, compuestos orgánicos, reguladores del crecimiento (2,4D; ANA) Luz o oscuridad Cultivo de callos Fuente para el establecimiento de suspensiones celulares

11 Suspensiones celulares La tasa de crecimiento de las suspensiones celulares son superiores a los cultivos sólidos Callo Medio líquido Temperatura 25ºC Escalamiento: aumentar el volumen Intensidad lumínica Agitación 100 rpm ph

12 Plant cell suspension cultures Operation and development of a continuously operated, shaken bioreactor system for the cultivation of plant cell suspension cultures

13 Various Fermentors for Plant Cell Cultures Bioreactor regulación de temperatura, aireación, agitación Source: Martin, S.M., In "Plant Tissue Culture as a Source of Biochemicals" Ed. Staba, E.J. P (1980). CRC Press, Florida, USA

15 Producción de Trans-Resveratrol a partir de suspensiones celulares de vid trans-resveratrol (3,4',5- trihydroxystilbene) Resveratrol: fitoalexina, síntesis ocurre en las vides. Resveratrol es beneficioso para la salud porque presenta propiedades antioxidantes y anticancerígenas.

16 Dietas bajas en resveratrol el mercado ofrece suplementos en pastillas extractos de raíces de Polygonum cuspidatum (10 99% pureza) Resveratrol baja cantidad en vides al comparar a P. cuspidatum La Universidad de Alicante ha desarrollado un proceso biológico para producir altos niveles de transresveratrol puro a partir de suspensiones celulares de vid. Aumentar el contenido de resveratrol en repuesta de elicitores

17 Elicitores incrementan los metabolitos en las plantas patógenos Stress abiótico UV, salino fitoalexinas Reacción de defensa Metabolitos secundarios

18 Iniciación de cultivos embriogénicos a partir de tejido floral y foliar Colecta de material de campo Cultivo de yema floral Formación de callos embriogénicos Selección de hojas apicales y axilares de plántulas mantenidas in vitro

19 MS + 2,4D 8 semanas 8 semanas s/2,4d 14 semanas Medio sólido

20 Ácido rosmarinico antioxidante Mayor acumulación en suspensiones celulares

21 Scale-up micropropagation of sweet basil (Ocimum basilicum L.) in an airlift bioreactor and accumulation of rosmarinic acid Biotechnol. Lett (2004) 26: Brotes Callos MS + BAP + IBA (1mg/l) MS + Kn + ANA (1mg/l) Medio líquido de suspensión Bioreactores Fotoperíodo, Luz, temperatura

25 Caffeoylquinic acids generated in vitro in a highanthocyanin accumulating sweetpotato cell line. Callos iniciados a partir de raíces Suspensiones celulares 1g peso fresco/25 ml MS + 2,4D (1mg/l) Aplicación comercial de colorantes naturales en alimentos, ricos en antocianinas con actividad antioxidante El Camote en Chile se cultivan aprox. 60 ha. por año, en la Región Metropolitana. 100rpm + oscuridad + 25ºC Línea celular acumuló tres veces más pigmentos que las raíces crecidas en el campo 80 mg/ 100 g peso fresco

26 Selección de callos

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