MICROPROPAGACIÓN

 

La micropropagación es un un método de multiplicación asexual de plantas que se realiza a partir de tejidos o células vegetales que son inducidos a crecer y/o multiplicarse en condiciones totalmente asépticas, en medios de cultivo artificiales y controlando las condiciones ambientales como luz, temperatura, humedad relativa y pH, (Hartman y Kester, 1975). Este método es una de tantas técnicas de "Cultivo de células y tejidos vegetales in vitro"
 

 

 








 

Existen tres conceptos básicos que fundamentan el cultivo in vitro de células y tejidos vegetales.

 

1. Totipotencialidad celular, esta teoría fue enunciada por Haberlandt, a principios del siglo XX y 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 de cultivo, fotoperiodo, temperatura, humedad, etc.
2. La diferenciación, consiste en la transformación y pérdida de las características de la especialización de un tipo celular, para dar paso a células de tipo meristemático. El siguiente paso implicado en la regeneración de una planta es la rediferenciación celular.
3. Todo proceso de diferenciación está regulado por el balance entre diferentes tipos de reguladores de crecimiento, fundamentalmente de auxina y citocininas.

 

Importancia de la micropropagación. 

1. Permite la obtención de plantas de alto registro fitosanitario, ya que al someter al tejido vegetal a este sistema de cultivo se eliminan totalmente las enfermedades de tipo bacteriano y fungoso y en algunas ocasiones las del tipo viral.
2. Las plantas obtenidas por este sistema son réplicas exactas entre si y fieles copias de la planta progenitora.
3. El número de individuos obtenidos por este método es muy superior al obtenido por cualquier otro método de propagación por unidad de propágulo.
4. En algunas ocasiones es posible acortar los tiempos de producción de plantas.
5. Permite tener en espacios relativamente pequeños un gran número de plantas.
6. Facilita el almacenaje y transporte de plantas reales o potenciales. (Estos dos últimos aspectos son de suma importancia tanto en el establecimiento de bancos de germoplasma, como en la reducción de costos por concepto de manejo, almacenaje y transporte de plantas).
7. Elimina los problemas ocasionados por las largas cuarentenas a que son sometidas las plantas en las fronteras cuando se intenta introducirlas de una nación a otra.
8. Es un método de propagación que hace posible a corto plazo establecer la uniformidad genética dentro de una población.

En el siguiente video se muestra como a través de esta técnica de propagación permitió rescatar de la extinción al "agave comiteco"

 

 Existencia de algunas desventajas intrínsecas a la microprogación

 

Requiere de una capacitación previa a su ejecución que debe abarcar tanto aspectos teóricos como prácticos.

Requiere un mínimo indispensable de instalaciones, equipo, reactivos y materiales cuyo costo de adquisición es relativamente elevado.

Como resultado de los puntos anteriores, en algunos casos el costo de producción por planta obtenida directamente de la micropropagación es muy elevado en comparación con el costo de producción de la misma planta producida por otro sistema, lo cual obliga a tomar rutas alternativas de empleo para las plantas obtenidas en el laboratorio.

 

Etapas o fases de la micropropagación

 

1.- Etapa 0 o Manejo de la planta original

1.1.- Colecta del material vegetal.- Consiste en obtener a la planta original o también llamada planta campeona. Por lo regular  es seleccionada por el cliente (productor) en sus áreas de producción considerando las características deseables para su mercado.

En el momento que se recibe el material vegetativo se le realiza una desinfección en cada una de las partes de la planta tales como: sustrato, raíz y follaje.

1.2.- Manejo en el invernadero de la planta original.- En este invernadero es donde se tienen a todas las plantas originales de los proyectos de validación y de producción. De hecho su fin es mantener a las plantas con buen vigor de tal manera  se puedan colectar  secciones de tejido y realizar las  siembras in vitro, como se aprecia la función de este  invernadero es de ser una vitrina o catalogo en vivo y que contribuye al buen inicio de los proyectos de la unidad de biotecnología.

a).- Nutrición.- Para la nutrición del material vegetativo se ocupa la formula 20-20-20, utilizando como fuente a los fertilizantes peters utilizando una dosis  de 1.0 gr/l. Normalmente se aplica en el riego de dos a tres veces a la semana.

b).- Fitosanidad.- Uno de los factores que se debe controlar en la planta original es  la sanidad ya que nos va permitir tener resultados positivos en la asepsia de las siembras.

Los patógenos que se  pueden presentar en el tejido de las plantas pueden ser sistémicos o  de contacto, destacando  a las bacterias, hongos y virus.

Para mantener la sanidad es necesario contar con un programa de aplicación de antibióticos agrícolas de tipo preventivo. A continuación se describe un cuadro donde se mencionan productos agrícolas así como su ingrediente activo y que controla.

 

PRODUCTO	INGREDIENTE ACTIVO	PATÓGENOS QUE CONTROLA	ÓRGANOS DE LA PLANTA QUE SE PROTEGE
CUPRAVIT	OXICLORURO DE COBRE	HONGOS: ALTERNARIA SP, COLLETOTRICHUM, BOTRYTIS ETC.	FOLLAJE , CUELLO Y RAÍZ
BACTROL	SULFATO DE GENTAMICINA	BACTERIAS: ERWINIA SP., PSEUDOMONAS SOLANACEARUM	FOLLAJE, CUELLO Y RAÍZ
CERCOBIN	TIOFANATO METILICO. DIMETIL 4, 4-0-FENILENBIS (3-TIOLOFANATO	HONGOS: FUSARIUM OXISPORUM, SCLEROTINIA SP, VERTICILIUM SP, RHIZOCTOCNIA SP.	CUELLO Y RAIZ
TERRAZOLE 35% WP	ETRIDIAZOL: 5 – ETOXI –3 – (TRICLOROMETIL) – 1,2,4 – TIADIAZOLE	PYTHIUM SP, PHYTOPHTHORA SP	CUELLO Y RAIZ
KARATE	LAMBDA CYHALOTRINA	PLAGAS ETAPAS ADULTAS: BEMISIA TABACI, PARATRIOZA, TRIPS, DIABROTICA SP, SIARIDA	FOLLAJE Y CUELLO
CONFIDOR	IMIDACLOPRID	PLAGAS ETAPAS  ADULTOS: FUNGUS GNAT, BEMISIA TABACI, PARATRIOZA, TRIPS, DIABROTICA SP, SIARIDA	CUELLO Y RAIZ

 

 

2.- Etapa I o Establecimiento del cultivo asético 

2.1.- Coleta del explante: Esta actividad se recomienda que se lleve a cabo por la mañana y consiste en extraer una sección de tejido a partir de la planta original. Dicha sección o también llamado “explante” pueden ser pequeños trozos de raíz, tallo u hoja y en algunas veces esquejes de los cuales se extrae en forma microscópica el ápice o el meristemo.

 

Una vez colectado al explante se procede a su desinfección. Dicho proceso consiste en:

• Lavar al explante con agua jabonosa: esta actividad se realiza en el área de lavado y preparación de medios de cultivo.

 

·   Desinfectar al explante: La actividad se realiza  en el interior de la cámara de siembra y consiste en sumergir a los explantes en diferentes concentraciones de soluciones y diferentes periodos de tiempo. Utilizando como desinfectante al hipoclorito de sodio.

 

2.2.- Siembra del explante: La actividad se lleva a cabo en el interior de la campana de flujo laminar y consiste en obtener la sección del explante ideal para su siembra: pueden ser pequeños cuadros de hoja, pequeños discos de raíz o tallo, yemas axilares, ápices y meristemo.

Es importante comentar que para establecer una serie de siembras se debe tener estructurado diferentes formulas de medios de cultivo analizando la composición en sales minerales, reguladores de crecimiento, vitaminas o extractos naturales.

Una vez que se realice la siembra se mantienen en incubación durante 4 a 6 semanas  observando los resultados que se puedan tener tales como: contaminación del explante, oxidación de tejido o respuesta fisiológica que puede ser callo o brotes.

2.3.- Subcultivo de explantes.- Consiste en pasar a medio de cultivo nuevo a aquellos explantes que pudieron tener respuesta en la diferenciación de  brotes. El objetivo de esta etapa es de vigorizar y engordar al brote (propágulo) de tal manera que se pueda manipular a nivel comercial. El periodo de incubación va ser de 6 a 8 semanas.

 

2.- Etapa II o Multiplicación de propágulos 

En esta etapa es donde se mantienen a los lotes de propagulos en multiplicación. La rutina técnica es realizar varios periodos de multiplicación que  por lo regular se pueden manejar hasta 2 años que equivalen a 12 multiplicaciones.  En cada una de ellas se obtiene la planta que se va producir y el  nuevo lote para establecer la siguiente multiplicación.

La tasa de multiplicación es uno de los parámetros que debe establecerse en el desarrollo de los propagulos. De hecho es el parámetro que nos permite conocer el comportamiento de su propagación. Y de cierta manera  nos ayuda para establecer los programas de producción, la tasa de multiplicación  que debe tener un propagulo oscila  entre  2.5  y 4.

La formulación del medio de cultivo es otro  factor que se  deben considerar para tener buena respuesta tanto en la tasa de multiplicación como en crecimiento y desarrollo 

3.- Etapa III o Enraizamiento de brotes 

Puede  existir alguna especie que se dificulte su enraizamiento, para ello se establecen  las pruebas necesarias para estructurar el medio de cultivo específico. Esta actividad se puede llevar a cabo en el interior del laboratorio o inclusive en condiciones de invernadero donde  también se  prueban con diferentes sustratos y enraizadores agrícolas.

4.- Etapa IV o Aclimatación de plantas

 

Consiste en adaptar a la microplantula a condiciones naturales. Este proceso se lleva a cabo en un invernadero el cual esta equipado con sistemas de enfriamiento y riego.

La microplantula que sale del laboratorio tiene ciertas características fisiológicas que las hacen vulnerables a las condiciones naturales las cuales se mencionan a continuación:

 a).- carecen de cutícula en sus diferentes órganos, b).- sus estomas no son funcionales debido a que el estrés no se presenta en condiciones de in vitro, c).-  la actividad fotosintética también disminuye debido a que su metabolismo  se lleva a cabo con luz artificial y la disposición de energía va estar en la composición del medio de cultivo como azucares.

El  proceso de aclimatación consta de 2 etapas las cuales se describen a continuación:

 

• Adaptación.- consiste en sacar a las microplántulas de recipiente in vitro y plantarlas en charolas con sustrato orgánico. Estas se mantienen durante un mes  en el área más húmeda y más sombreada del invernadero.
• Endurecimiento.- una vez que las plántulas ya hayan pasado por el periodo de adaptación y se les empiece a observar  la formación de hojas y raíces nuevas, es el momento que a las charolas con plántulas se cambien de área en el  invernadero donde la humedad relativa sea más baja y la intensidad lumínica  más alta.

El periodo es de 2 a 3 meses va depender de la especie o la variedad y es momento de empezar a manejar la nutrición y el control fitosanitario.

 

 

 

CONCEPTOS BÁSICOS

EXPLANTE: FRAGMENTO  O TEJIDO EXCISADO DE MATERIAL PARENTAL (TEJIDO O ÓRGANO) PARA INICIAR UN CULTIVO IN VITRO.

INOCULO: MASA DE GÉRMENES QUE ES TRANSFERIDA A UN MEDIO PARA INICIAR SU CULTIVO.

EMBRIÓN: PLÁNTULA QUE SE HA FORMADO A PARTIR DE LA OVOCÉLULA FECUNDADA DENTRO DE LA SEMILLA.

EMBRIÓN SOMÁTICO: ESTRUCTURA SIMILAR A LA DE UN EMBRIÓN SEXUAL, PERO FORMADO A PARTIR DE CÉLULAS SOMÁTICAS (FRECUENTEMENTE ADULTAS); TIENE EL POTENCIAL DE DESARROLLARSE Y FORMAR UNA PLÁNTULA.

ÓRGANO: GRUPO DE TEJIDOS QUE CONSTITUYE MORFOLÓGICAMENTE UNA PARTE DISTINTA O UNIDAD CON FUNCIÓN PROPIA DE LA PLANTA.

EMBRIOGÉNESIS: PROCESO DE INICIACIÓN Y DESARROLLO DE UN EMBRIÓN; PUEDE SER SEXUAL POR FUSIÓN DE DOS GAMETOS (EMBRIÓN ZIGOTICO) O ASEXUAL (EMBRIÓN SOMÁTICO).

ORGANOGÉNESIS: INICIACIÓN EN UN TEJIDO NO DIFERENCIADO DE LA ESTRUCTURA Y/O FUNCIÓN DE UN ÓRGANO.

YEMA ADVENTICIA: YEMA QUE SE FORMA, EN UN TEJIDO ADULTO EN UN LUGAR QUE NO ES LA AXILA.

PROPAGULO: TODO TIPO DE ESTRUCTURA O CUERPO QUE SIRVE PARA LA PROPAGACIÓN VEGETATIVA.

PROPAGACIÓN CLONAL: REPRODUCCIÓN ASEXUAL DE MATERIAL A PARTIR DE UN INDIVIDUO.

REGULADOR DE CRECIMIENTO: SUSTANCIA QUE EJERCE EN MUY PEQUEÑA CANTIDAD UN EFECTO DETERMINADO SOBRE EL CRECIMIENTO Y DESARROLLO DE LOS VEGETALES.

IN VITRO: EN UN AMBIENTE ARTIFICIAL ESTÉRIL; TÍPICAMENTE EN UN RECIPIENTE DE VIDRIO CON MEDIO DE CULTIVO.

MEDIO DE CULTIVO: MEZCLA DE DETERMINADAS SUSTANCIAS CON O SIN GELIFICACION, SOBRE EL CUAL O DENTRO DE EL.

 ASÉPTICO: UNA CONDICIÓN ESTÉRIL, SIN CONTAMINACIÓN POR ORGANISMO.

ACLIMATACIÓN: EXPOSICIÓN A UN CAMBIO GRADUAL DE LAS CONDICIONES AMBIENTALES, TRANSFERENCIA DE LAS PLÁNTULAS DE UN AMBIENTE ASÉPTICO CERRADO A UN INVERNADERO.

MICROPROPAGACION: PROPAGACIÓN VEGETATIVA MEDIANTE CULTIVO ASÉPTICO DE PARTES DE PLANTAS.

TOTIPOTENCIA: ES LA CARACTERÍSTICA DE LAS CÉLULAS QUE SE MANTIENEN EN FORMAR UN ORGANISMO ADULTO.

CALLO: TEJIDO CELULAR PARENQUIMATOSO, SIN ORGANIZACIÓN INTERNA APARENTE; QUE SE ORIGINA MEDIANTE PROLIFERACIÓN DE UN EXPLANTE PARENTAL.

 

MERISTEMO: CONJUNTO DE CÉLULAS EMBRIONALES EN DETERMINADO SITIO, QUE SE DIVIDEN CONTINUAMENTE EN SU FASE ACTIVA, PRODUCIENDO CÉLULAS HIJAS NO DIFERENCIADAS QUE DAN ORIGEN A TEJIDOS PERMANENTES

 

YEMA AXILAR: PUNTA DE CRECIMIENTO QUE SE ENCUENTRA EN EL ENTRENUDO Y QUE DA ORIGEN A  LAS RAMAS

 

http://www.educaplay.com/es/recursoseducativos/1301519/micropropagacion_conceptos.htm

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