Cultivos de Células Vegetales

Los cultivos vegetales es un tema que ha tomado un mayor auge junto con el avance que ha tenido la ciencia en la época moderna. El cultivo de células y de tejidos vegetales comprende una amplia gama de técnicas de cultivo que permiten regenerar plantas funcionales a partir de tejidos embrionarios, fragmentos de tejidos, callos, células aisladas o protoplastos. La regeneración de plántulas por medio de técnicas de cultivo de tejidos es un requisito fundamental para utilizar la tecnología de la genética molecular en una especie cultivada particular. Desafortunadamente, las especies cultivadas suelen responder de manera distinta a las técnicas de cultivo de células. Esto ha obstaculizado el desarrollo de métodos de cultivo que puedan aplicarse uniformemente en los programas de fitomejoramiento. Para utilizar la tecnología de la genética molecular de modo ordinario en un programa de mejoramiento genético, es necesario crear métodos específicos aplicables al material genético y al ambiente...

¿ Qué es un Cultivo y Tejido Vegetal? La célula vegetal es totipotente, El cultivo de células y tejidos vegetales se refiere al conjunto de técnicas usadas para crecer células, tejidos u órganos vegetales in vitro, bajo condiciones asépticas, controladas y libres de microorganismos (Street 1977, Calva y Ríos 1999). Se basa en el principio de totipotencia, que indica que cualquier célula vegetal contiene una copia íntegra del material genético de la planta a la que pertenece sin importar su función o posición en ella, y por lo tanto tiene el potencial para regenerar una nueva planta completa (Ferl y Paul 2000). El proceso involucrado en la transformación de una célula a una planta u órgano, en ese entonces lo llamaron diferenciación celular, pero actualmente se denomina organogénesis (Calva, Perez, 2005). 

¿ Cómo Ocurre los Cultivos Vegetales?     Los principales sucesos ocurridos durante la evolución de las técnicas de cultivo de células vegetales. En un principio los investigadores sugerían que las células en las plantas se diferenciaban al retener sólo aquella parte del genoma necesario para el tipo celular del órgano al que estaban destinadas. Se pensaba que debía haber factores externos que provocaban que las células cambiaran tomando gran diversidad de formas y funciones. Al inicio no se sabía si los cambios sufridos por la diferenciación eran permanentes e irreversibles o si sólo eran características temporales para que las células se adaptasen a necesidades funcionales del organismo en general y del órgano en particular. Sin embargo, en experimentos realizados por Vochting en 1878 sobre la polaridad celular, se observó que células de tallos eran capaces de rediferenciarse y formar raíces y brotes, lo que demostró que la diferenciación no era permanente sino que esta...

Componentes de Cultivos Vegetales

 Producción  Consiste en inocular un medio de cultivo gelificado (generalmente con agar, Gelrite o Phytagel®) con un fragmento de tejido u órgano vegetal, llamado explante, previamente tratado para eliminar todo organismo que se encuentre en su superficie (desinfestación). El cultivo se incuba bajo condiciones ambientales de luz, temperatura y humedad controladas, que junto con las fisicoquímicas y nutricionales conducen el desarrollo del explante hacia la formación de una masa celular amorfa denominada callo, o hacia la diferenciación en un tejido organizado que producirá órganos o embriones. Los callos obtenidos mediante este procedimiento pueden subcultivarse para su mantenimiento y propagación o inducir su diferenciación para formar órganos (organogénesis), embriones (embriogénesis) o pasarse a un medio de cultivo líquido para obtener células y pequeños agregados en suspensión. Los cultivos se mantienen bajo las mismas condiciones físicas y fisicoquímicas usadas para l...

  Exito de la Producción En las plantas silvestres, el tejido calloso se forma en respuesta a daños mecánicos sufridos por influencia del medio ambiente o por invasión de tejidos por ciertos microorganismos (Figura 2). Sin embargo, en cultivos in vitro, el tejido calloso se induce mediante la influencia de substancias reguladoras del crecimiento vegetal o fitohormonas adicionadas al medio de cultivo (Yeoman 1970, Tempé y Schell 1985, Crozier et al. 2000). El éxito en la inducción y establecimiento de cultivos de callos, y en consecuencia la subsiguiente regeneración a tejidos y plantas, son función de la calidad del explante usado, que a su vez depende de la planta madre o del tejido del que se inició el cultivo. De cualquier forma, para el inicio de los cultivos se prefieren utilizar tejidos que contengan células meristemáticas. Estas se diferencian rápidamente en respuesta a estímulos organogenéticos como variación en el tipo y concentración de substancias reguladoras del cre...

Expresión genética: función del medio de cultivo  De lo anterior, queda claro que es importante encontrar condiciones de cultivo no sólo para que las células crezcan y se dividan rápidamente sino también para que la mayor parte de ellas expresen su capacidad de rediferenciación y biosíntesis para una o varias substancias de interés. En varios de los estudios sobre cultivos de células y tejidos vegetales esto se ha tratado de resolver variando los componentes de los medios de cultivo (Martin 1980, Yasuda et al 1972, Calva y Ríos 1999) y las condiciones físicas y fisicoquímicas de los procesos (Fowler 1982, Rhodes et al 1987), aprovechando las ventajas que ofrece la rápida respuesta de las células in vitro ante pequeños cambios en su medio ambiente con respecto a las plantas crecidas por métodos tradicionales. Los primeros medios utilizados en cultivo de células y tejidos vegetales fueron semisintéticos. Frecuentemente contenían extractos o complejos orgánicos como agua de coco,...

  Aplicaciones  Organogénesis y micropropagación  Las principales aplicaciones 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 investigación básica en áreas como la genética, fisiología y bioquímica (Fowler 1987, Carpita y McCann 2000). En micropropagación, la embriogénesis y la organogénesis (Figura 2) pueden usarse para obtener clones somáticos y regenerar plantas completas con características uniformes y así establecer cultivares de plantas valiosas, libres de microorganismos y difíciles de obtener por métodos de cultivo tradicionales. Los cultivos in vitro también pueden almacenarse por largos períodos de tiempo mediante alguno de los métodos de conservación utilizados para microorganismos como es la refrigeración y criopreservación. Esta es una forma de eliminar los problemas de espaci...

¡Cuidado! Plantas Transgénicas

   Plantas Transgénicas    Las plantas transgénicas o genéticamente modificadas se generan a partir de células vegetales a las que previamente se les introduce genes modificados o extraídos de otras especies como microorganismos, animales, u otras especies vegetales completamente diferentes y genéticamente incompatibles (Casey 1992, Hammond-Kosack y Jones 2000). La introducción de estos genes, denominados transgenes, no sería posible usando los métodos de hibridación o cruzas usada durante la revolución verde (Vasil 1998, Khush 2001). Estos genes foráneos pueden proporcionar a la planta características y capacidades nuevas, por ejemplo mayor y más rápido crecimiento, rendimiento, productividad, mejores frutos y semillas, resistencia a pestes y enfermedades, tolerancia a calor, frío, sequía y salinidad (Niggeweb et al 2004, Davulury et al 2005). Los métodos más comunes para la transformación de plantas son el uso de bacterias del suelo y la biobalística o bombarde...