Cultivo in vitro en tejidos vegetales y de la celula

El cultivo in vitro radica en tomar una parte de una planta (ej. el ápice, una hoja o segmento de ella, segmento de tallo, meristemo, embrión, nudo, semilla, antera, etc.) y colocarla en un medio nutritivo estéril (usualmente gelificado, semisólido) donde se regenerará una o muchas plantas. A lo largo de el último período, la técnica del cultivo “in vitro” ganó particular interés para el lugar de distintas plantas para la producción de compuestos o la obtención de cultivos más sanos y con propiedades genéticas particulares.

El cultivo in vitro de vegetales se apoya en el aislamiento de órganos, tejidos o células vegetales y en el ajuste de las condiciones primordiales para la obtención de respuestas fisiológicas o morfogénicas desde es­tos explantes (Höxtermann, 1997). El cultivo de células y tejidos in vitro (CCTV) implica diferentes técnicas desde diferente material vegetal así como cloroplastos, células, tejidos, órganos y también plantas terminadas. La totipotencia es la aptitud de una célula de crear un sujeto totalmente igual a la célula madre, la cual tiene la misma información genética y la misma funcionalidad (Kieran & Col, 1997), oséa, sugiere que algún célula vegetal tiene dentro una copia íntegra del material genético de la planta a la que forma parte sin importar su funcionalidad o posición en ella, y entonces tiene el potencial para regenerar una exclusiva planta completa (Ferl y Paul, 2000).

El CCTV es una manera de reproducción asexual, la cual se puede hacer debido al mecanismo de división mitótico de las células vegetales. La división celular mitótica supone una replicación de los cromosomas de las células hijas, por lo cual tienen un genotipo igual al de la célula madre. La potencialidad de una célula diferenciada para crear tejidos nuevos y ocasionalmente un organismo terminado, decrece con el nivel de diferenciación alcanzado por esa célula, pero puede revertirse parcial o totalmente según las condiciones de cultivo a las que se la someta. De esta forma y desde la óptica de la conservación de especies vegetales la aparición de la alteración espontánea no dominada y a la suerte a lo largo de el pro­ceso del cultivo in vitro se transforma en un fenómeno impensado y no de­seado en la mayor parte de las situaciones. Opuestamente a estos efectos, su herramienta en la optimización de los cultivos por medio de la construcción de novedosas variedades tam­bién fué bien documentada (Bouharmont, 1994; Mehta y Agra, 2000; Predieri, 2001). Figura 1. Propagación in vitro. Fuente: http://sian.inia.gob.ve/. El cultivo se incuba bajo condiciones de luz, temperatura y humedad controladas, que adjuntado con las fisicoquímicas y alimenticias conducen el avance del explante hacia la formación de una masa celular amorfa llamada callo, o hacia la diferenciación en un tejido ordenado que va a producir órganos o embriones. Los callos obtenidos por medio de este trámite tienen la posibilidad de subcultivarse para su cuidado y propagación o inducir su diferenciación para conformar órganos (organogénesis), embriones (embriogénesis) o pasarse a un medio de cultivo líquido para conseguir células y chicos agregados en suspensión. Los causantes que se tienen que tener presentes para conseguir una respuesta correcta del explante incluyen: Posición de la planta donadora Edad ontogenética (juvenilidad/madurez) de la planta Estado fisiológico de la misma. Aunado, se tendrá que tener en cuenta la clase con la que se está haciendo un trabajo y los objetivos que se buscan. La reproducción asexual de plantas por cultivo de tejidos es viable debido a que, generalmente, las células de un sujeto vegetal tienen la aptitud que se requiere para aceptar el desarrollo y el avance de un nuevo sujeto, sin que medie ningún tipo de fusión de células sexuales o gametos. De esta forma, las células vegetales crecidas en condiciones asépticas sobre medios de cultivo adicionados con hormonas vegetales, tienen la posibilidad de dividirse dando dos tipos de respuesta: Figura 2. Etapas de cultivo in vitro. Cultivo de células y órganos vegetales. Fuente: http://slideplayer.es/slide/2273495/ Organogénesis / embriogénesis indirecta. Una desdiferenciación celular acompañada de desarrollo tumoral, que proporciona lugar a una masa de células indiferenciadas llamada callo, la cual bajo las condiciones correctas es con la capacidad de crear órganos o embriones somáticos (llamados de esta forma porque son construcciones semejantes a un embrión pero que no se originaron por unión de gametos). Organogénesis / embriogénesis directa. Una respuesta morfogenética por la cual se forman de manera directa órganos (organogénesis) o embriones (embriones somáticos).

La formulación del medio cambia según se desee conseguir un tejido desdiferenciado (callo), yemas y raíces, u conseguir embriones somáticos para producir semillas artificiales. El triunfo en la propagación de una planta va a depender de poder la expresión de la potencialidad celular total, oséa, que algunas células recuperen su condición meristemática. Para conseguirlo, debe inducirse primero la desdiferenciación y después la rediferenciación celular. Un desarrollo de este carácter pasa a lo largo de la formación de las raíces adventicias en el enraizamiento de estacas, la formación de yemas adventicias. Entre los causantes más destacables a tomar en cuenta para poder la respuesta morfogenética deseada, es la estructura del medio de cultivo. En todo intento de propagación vegetal, asi sea in vitro o in vivo, el carácter del desarrollo de diferenciación es dependiente del genoma de la clase, y está regulado por el balance hormonal propio y por el estado fisiológico del órgano, tejido o célula puesta en cultivo. No obstante, además se conoce que ese balance puede ser modificado por el añadido de compuestos que imiten la acción de las hormonas vegetales. Esos compuestos, catalogados reguladores del desarrollo, son los que se emplean en los medios de cultivo para hallar la micropropagación de una planta. Figura 3. Imagen 3. Técnicas in vitro en el cultivo de tejidos. Fuente: Lindsey & Jones, 1989. Plant Biotechnology in Agriculture p 59. Las primordiales apps de la técnica de cultivo de células, tejidos y órganos vegetales son en los campos de micropropagación, obtención de plantas libres de patógenos, preservación de germoplasma, mejoramiento genético, biosíntesis de metabolitos e exploración elemental en superficies como la genética, fisiología y bioquímica (Fowler 1987, Carpita y McCann, 2000). La clonación debe usarse para evadir el empobracimiento genético de las especies, teniendo el precaución de ingresar nuevos clones, variedades e híbridos de forma persistente.

Virtudes de la técnica de CCTV

Producción de enorme conjunto de plantas. Obtención de plantas en algún temporada del año Alojamiento de plantas en poco espacio Producción de plantas libres de contaminación, patologías y plagas Utilidad para el fitomejoramiento: plantas mejoradas Propagación de especies de complicado propagación por otros procedimientos, o en fuentes de extinción Clonación de individuos «élite», son desarrollo agronómico relevante Obtención de plantas libres de virus Producción de semillas sintéticas Conservación de germoplasma: material de un grupo de individuos que representa la variabilidad genética de una población vegetal Obtención de metabolitos secundarios Producción de nuevos híbridos Optimización genética de plantas Germinación de semillas Producción de haploides y dobles haploides Estudios fisiológicos distintos

Desventajas de la técnica in vitro

Sólo algunas de las especies son ejecutables de propagar in vitro; algunas son recalcitrantes Cada clase necesita de procedimientos particulares La estandarización de protocolos resulta costosa