INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE MISANTLA

ING. IRMA CASTILLO CARMONA

PRESENTA: CLISERIA RENDON DORANTES

UNIDAD 3

FECHA: 25 DE ABRIL DEL 2013

Micropropagación vegetal

• Micropropagación vegetal

• Regeneración de plantas

(embriogénesis y organogénesis)

• Cultivo de meristemos

• Cultivo de suspensiones de células vegetales

• Cultivo de protoplastos

• Cultivo de anteras

• Cultivo de óvulos y embriones

• La micropropagación vegetal, o propagación clonal

masiva de plantas superiores, posibilita la obtención

y cultivo de plantas a gran escala.

• Se realiza bajo estrictas condiciones de esterilidad en

un medio sintético nutritivo y con control de temperatura,

luz y fotoperíodo.

La

micropropagación

constituye la

principal aplicación

comercial del

cultivo de tejidos

vegetales

Sistemas de micropropagación vegetal

• Propagación vegetativa rápida y a gran escala

• Uniformidad seleccionada del material clonado

• Multiplicación de plantas recalcitrantes

a las técnicas convencionales

• Reducción en el tiempo de multiplicación

y en el espacio requerido para tal fin

• Mayor control sobre la sanidad del material

propagado

• Introducción rápida de nuevos cultivares

• Conservación de germoplasma

• Facilidades para el intercambio internacional

de material vegetal

Alcances de la

micropropagación

vegetal

• Iniciación

- Elección y fitoacondicionamiento de la planta madre

- Elección del explante inicial y de la formulación

del medio de cultivo

- Desinfección superficial de los explantes

- Establecimiento del cultivo in vitro

• Multiplicación

- Multiplicación del material stock

• Enraizamiento

- Enraizamiento de los brotes obtenidos in vitro

• Rusticación

- Pasaje de las plantas crecidas in vitro a las condiciones

de maceta o a campo

Etapas de la

micropropagación

vegetal

• Posibles vías morfogenéticas:

- Organogénesis

- Embriogénesis

• Diferencias entre las dos posibles vías:

- La organogénesis es de origen pluricelular. Un grupo o

cluster de células del explante inicial se desdiferencía

inicialmente para luego rediferenciarse dando lugar a un

órgano vegetal. No se obtienen por esta vía plantas completas

directamente.

- La embriogénesis se presupone de origen unicelular.

Una célula del explante se aísla y constituye el punto

de partida para la obtención de un embrión somático.

Se diferencian embriones o estructuras bipolares

que completan cada una de las etapas implicadas

en la ontogenia de un embrión cigótico. El resultado es

una planta completa.

Existen dos posibles

vías morfogenéticas

implicadas en la

diferenciación de novo

de brotes y/o plantas

completas

Elección de una planta

madre selecta

Explantes

Desinfección superficial

Establecimiento en medio

de cultivo apropiado

Transferencia a un

medio de multiplicación

Formación de

brotes o embrioides

Transferencia a un medio

para el enraizamiento de

los brotes

Pasaje a maceta en

un invernadero

ETAPA 1

ETAPA 2

ETAPA 3

ETAPA 4

Etapas implicadas

en el protocolo de

micropropagación

de una especie

vegetal

Propagación vegetativa por embriogénesis somática

Semillas sintéticas de

orquídea obtenidas por

encapsulación en alginato

Embriogénesis: Obtención de semillas artificiales

SUSPENSION CELULAR

Crecimiento de las células animales en cultivo

Cultivos celulares in vitro han permitido a los científicos estudiar el crecimiento, la diferenciación celular y desarrollar manipulaciones genéticas necesarias para entender la estructura y funciones de los genes.

Importancia

Etapas

•Dispersión de parte de tejido en una suspensión de sus componentes celulares. •Añadir a una placa de cultivo con medio nutritivo. •Las células en el cultivo primario se adhieren a la placa y crecen hasta cubrir la superficie de la placa. •Las células pueden ser retiradas y reponerse a baja densidad para formar cultivos secundarios .

Tomado de: La célula de Coopers.

Los primeros estudios de cultivo utilizaban medios que consistían en: suero, plasma, extractos embrionarios. En 1955 Harry Eagle describió el primer medio definido que sustentaba el crecimiento de células animales.

Componentes de medio definido •Sales •Glucosa •Aminoácidos •Vitaminas •Suero-como fuente de factores de crecimientos polipeptídicos necesarios para estimular la división celular. Actúan como reguladores críticos del crecimiento y diferenciación celular en organismos multicelulares. El tiempo de división en condiciones óptimas es del orden de 20 horas- 10 veces más largo que las levaduras.

Cultivo de células vegetales

Los reguladores del crecimiento de células vegetales son pequeñas moléculas capaces de atravesar la pared celular vegetal.

Al suministras mezclas apropiadas con estas moléculas reguladoras del crecimiento muchos tipos de células proliferan en cultivo, produciendo una masa de células no diferenciadas llamada callo.

Tomado de: La célula de Coopers.

Una de las características de las células vegetales es fenómeno de totipotencia o pluripotencia. Son capaces de formar cualquiera de los tipos de células diferentes y tejidos necesarios para generar una planta entera.

La habilidad de producir una nueva planta desde una sola célula manipulada en cultivo hace posible la introducción de alteraciones genéticas en plantas, abriendo importantes posibilidades para la ingeniería agrícola.

Protoplastos vegetales

Protoplasto: es una célula

vegetal, bacteriana o fúngica

que ha perdido su pared

celular para lo cual se usan

métodos mecánicos o

enzimáticos

Mantenimiento de Protoplastos

Los protoplastos son mantenidos en medio de cultivo celular que permitan nutrir adecuadamente la célula, esto contempla el suministro de macronutrientes y micronutrientes, incluyendo moléculas orgánicas que sean necesarias, como vitaminas.

Estas células, al carecer del refuerzo mecánico que otorga la pared celular, quedan más proclives a destruirse por diferencias de presión osmótica con respecto al medio. En el caso de un medio hipertónico respecto al medio intracelular, se puede producir una crenación del protoplasto. A su vez, un medio hipotónico puede producir citólisis del protoplasto. Es por esto que el medio de mantención debe estar ajustado de manera que no hayan diferencias osmóticas significativas con las células mismas.

Consideraciones técnicas de la

propagación

clonal masiva de plantas

• Laboratorio

- Area de preparación de medios.

- Area de lavado y esterilización.

- Cuarto estéril.

- Cámara de cultivo.

- Area de rusticación.

• Material vegetal

- Plantas madres seleccionadas

(pre-acondicionamiento).

- Explantes (elección, disección,

esterilización, etc.).

• Condiciones de cultivo

- Asepsia.

- Recipientes.

- Temperatura.

- Luz y fotoperíodo.

La

micropropagación

vegetal requiere

disponer de una

infraestructura

mínima

especializada

y de condiciones

controladas

de cultivo

Compuestos inorgánicos

Macronutrientes: NO3- , PO4

3- , K+, Ca2+,

Mg2+, SO42-

Micronutrientes: Fe2+, Cu2+, Zn+, Mn2+,

Mo2+, Co2+, I-

Carbohidratos

Sacarosa, glucosa, mio-inositol

Vitaminas

Tiamina (B1)

Piridoxina

Acido nicotínico (C)

Biotina

Aminoácidos

Glicina

Reguladores del crecimiento

Auxinas

Citocininas

Giberelinas

Soporte inerte (medios semisólidos)

Agar (0,7 a 1%)

Gelrite®

pH

5,6 – 5,8

Esterilización

1 atmósfera, 15 a 20 minutos en autoclave

Medios de cultivo: composición general

• Soluciones concentradas de macroelementos (100x)

• Soluciones concentradas de microelementos (100x)

• Vitaminas grupo B (500 ó 1000x)

• Mio-inositol (100 mg/L)

• Azúcares: Generalmente sacarosa o glucosa

en concentraciones de aproximadamente 30 g/L.

• Agar-agar: hidrato de carbono de alto peso

molecular extraído a partir de algas. Se usa entre

5 y 10 g/L

Formulación

básica

de un medio

de cultivo

para tejidos vegetales

• El metabolismo de los tejidos puede modificarse

dependiendo de las características del medio de cultivo

(líquido o semi-sólido).

• En el caso de un medio sólido, la concentración y calidad

del agar pueden tener importantes efectos en el desarrollo

del cultivo (hiperhidricidad, crecimiento lento, etc.).

• El cultivo en medio líquido resulta imprescindible cuando

la propagación in vitro es desarrollada a través

de las siguientes vías:

- Inducción de embriogénesis*.

- Cultivo de protoplastos.

- Cultivo de suspensiones celulares.

*también en medio semisólido

Consistencia

del medio

Semisólido

Líquido

Propiedades físicas

de los medios

de cultivo

• Intercambio gaseoso:

Los recipientes de cultivo se tapan con una película de

polietieleno (Resinite) para posibilitar el intercambio

de gases. La organogénesis puede verse modificada

si el intercambio de gases se ve dificultado.

- La inducción de yemas a partir de callos

de tabaco se reduce si no hay suficiente oxígeno.

- La acumulación de etileno puede inhibir

la regeneración de brotes.

• pH:

- Constituye un factor crítico.

- Se ajusta en el rango 5,5 – 5,8.

- Se modifica durante el crecimiento de los cultivos.

Propiedades físicas

de los medios

de cultivo

Composición de medios de cultivo comúnmente usados

Composición de medios de cultivo comúnmente usados

Reguladores del crecimiento comúnmente usados

en los medios de cultivos vegetales

BIBLIOGRAFIA

http://es.wikipedia.org/wiki/Protoplasto

www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r34233

www.unioviedo.es/bos/.../Fvca/.../BIOTECNOLOGIA%20VEGETAL