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TEMA 5
MICROPROPAGACIN
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Aplicaciones
Propagacin industrial de plantas
Micropropagacin-Cultivo de meristemos
Planta sana
-Embriognesis somtica Semilla sinttica
-Conservacin de germoplasma
Mejora de plantasGeneracin de Variabilidad
-Variacin somaclonal-Mutagnesis
Rescate de embrionesCultivo de anteras y microsporas
-Obtencin de haploidesCultivo de protoplastos
-Hbridos somticos
Produccin industrial de compuestos de inters
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Propagacin
Sexual Semilla
Asexual Soma
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4Propagacin a partir de semillas
Producidas en gran nmero Susceptibles de almacenamiento Saneadas respecto a los parentales Genotpicamente heterogneas, excepto:
Lneas homozigotas autgamas F1 del cruce de dos lneas homozigticas Apomixis
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5Propagacin vegetativa
Mejoras de las tcnicas tradicionales: Evitar la desecacin de la estaquilla Composts que favorecen el enraizamiento Control de la temperatura en la zona de
enraizamento
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Micropropagacin
Definicin
Mtodo de propagar plantas usando partes muy pequeas de sta, que se desarrollan en cultivos estriles.
Aplicaciones
-Propagacin clonal comercial
-Produccin de planta sana: cultivo de meristemos
-Almacenamiento de germoplasma: crioconservacin
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7Macropropagacin o micropropagacin?
Ejemplo con patata Semilla para obtener nuevas variedades Micropropagacin
Produccin de planta Obtener planta sanas
Macropropagacin a partir de tubrculos Suministro de material para cultivo
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Ventajas y desventajas de la micropropagacin
Ventajas
-Pequea necesidad de espacio-Cultivos aspticos-Certificacin de ausencia de virus-Condiciones controladas y reproducibles-Produccin continua-Menor espacio de invernadero-Plantas en stock (ortets)-Amplio espectro de especies-Caractersticas deseables -Mecanizacin-Menor laboreo
Desventajas
-Instalaciones muy especializadas-Personal especializado-Contaminacin-Protocolos no estandarizados-Menor tamao de las plntulas-Transicin heterotrofa/autotrofa-Inestabilidad gentica???-Costes: produccin a gran escala y con valor aadido
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9Etapas en la micropropagacin
Estado II. Multiplicacin-Multiplicacin de estructuras capaces de dar lugar a plantas intactas con los procedimientos adecuados-Los cultivos podrn reciclarse varias veces para obtener las tasas de crecimiento necesarias
Estado IV. Transferencia al medio natural-Lavado del agar de las races, transferencia a un medio estril de enraizamiento-Aclimatacin
Estado III. Preparacin para la transferencia-Formacin de races por parte de los tallos (a veces se transfieren directamente)
Estado O. Seleccin y preparacin de la planta madre-Eleccin de plantas vigorosas y sanas-Puede ser necesaria la deteccin/eliminacin de virus
Estado I. Establecimiento de cultivos aspticos-Esterilizacin en superficie y transferencia de los explantes al cultivo
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Principales mtodos de micropropagacin
1. -Formacin de tallos a partir de yemas axilares2. -Organognesis directa3. -Organognesis indirecta4. -Formacin de propgulos vegetativos5. -Microinjerto
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EXPLANTES
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1. Formacin de tallos a partir de yemas axilares
Shoot culture (Meristemos caulinares) Cultivo de segmentos nodales
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Shoot culture
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Crecimiento y proliferacin de tallos axilares
Citoquininas y dominancia apical Posicin horizontal
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Atencin al origen de los tallos!!!
Meristemtico Adventicio Callo
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Cultivo de segmentos nodales
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ESTABILIDAD GENTICALas clulas de la yema son uniformemente diploides y son menos susceptibles de sufrir cambios genotpicos durante el cultivo
Mtodo true-to-type
***Las plantas quimricas se perpetan mejor con este mtodo
ELEVADAS TASAS DE MULTIPLICACIONEn fresa se han descrito tasas de multiplicacin de 156-256 plantas por ao a partir de una planta madre
Algunas caractersticas
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Otros mtodos
Tallos a partir de semillas Tallos a partir de meristemos florales
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2. Organognesis directa
Caulognesis adventicia Embriognesis directa
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Tallos adventicios
-Es la formacin de tallos a partir de estructuras que no contienen meristemos axilares o apicales.
-Entre ellos se incluyen: tallo, bulbos, tubrculos, rizomas, hojas, races, etc.
-Los niveles de fidelidad del material propagado no son tan altos como en los casos anteriores
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Embriognesis directa
-Es la formacin de estructuras bipolares o embrioides a partir de:
-tejidos embrionarios (vulos, nucela, embriones zigticos, embriones somticos)-plntulas muy juveniles (hipocotilo y cotiledones)-otros materiales
-Ocurre de forma natural en ctricos: APOMIXIS
-No se obtienen tasas altas de propagacin
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3. Organognesis indirecta
Multiplicacin a travs del cultivo de callo= INDIRECTA
-Se considera de menor valor la micropropagacin obtenida de este modo, debido a la alta incidencia de anormalidades cromosmicas producidas como aneuploidas o poliploidas.
-Existen referencias de cultivos regenerativos de callos estables, seleccionados a partir de sectores organognicos o embriognicos de callos.
Sin embargo, a pesar de ello, en la propagacin de especies importantes econmicamente, como cereales, legumbres forrajeras, rboles y palmas tropicales, no se puede evitar la embriognesis y organognesis indirecta.
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Callo con diferentes capacidades morfognicas
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Embriognesis somtica indirecta
-Produccin de un alto n de plantas en un volumen muy pequeo (105/g. tejido).-Posibilidad de sincronizar la induccin. -Criba del medio para obtener embriones de tamao y desarrollo uniforme.-Posibilidad de manipulacin de las suspensiones para ser transferidas de un cultivo a otro y as aplicar tratamientos selectivos para el desarrollo de los embrioides y la germinacin de plntulas.-Imposicin de la dormicin en los embrioides y as crear semillas artificiales que podrn ser finalmente sembradas.
-Importancia de la auxina para la induccin y su ausencia en la maduracin-Aporte de nitrgeno, como coadyuvante de la embriognesis y el azcar.-Adicin de ABA para evitar la germinacin precoz y la embriognesis secundaria, contribuyendo a normalizar el desarrollo del embrin.
Se observaron por vez primera en zanahoria y se piensa que se puede inducir en cualquier especie.
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Embriognesis somtica indirecta a partir de suspensiones celulares -Protocolo-
Explantes(raz, pecolo, pednculo, hoja, tallo,embrin zigtico)
Medio de cultivo (semislido) + 2,4 D-Callo-
Suspensin celular embriognica
Maduracin de embrioides
Eliminar 2,4,D
Criba para obtener embrioides uniformesen tamao y desarrollo
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Semillas artificiales
-Para el tratamiento en masa en especies de inters agrcola, se persiguen poblaciones de embrioides sincronizadas, uniformes y altamente viables.
Produccin de semillas artificialesLos embrioides para ser encapsulados en una matriz de alginatos, son sumergidos, cubiertos en alginato sdico y solucin nutritiva, en una disolucin de CaCl2 50 mM. El calcio induce la formacin de bolas de alginato que contienen los embrioides.
Se pueden deshidratar los embrioides encapsulados y almacenarlos.
Aplicado en alfalfa, apio, coliflor
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4. Formacin de propgulos vegetativos
Los tubrculos de patata se forman in vivo subterrneamente, a partir de estolones.In vitro, se forman en medios ricos en citoquininas, en oscuridad, a partir de yemas axilares de los tallos.
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5. Microinjerto
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5. Microinjerto
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Factores que afectan a la morfognesis y a la tasa de proliferacin
Ambiente: -medio de cultivo -factores externos: luz, temperatura,
Problemas tcnicos-contaminacin-exudacin de compuestos inhibidores- prdida de competencia
Estado fisiolgico de la planta donadora de explantos-estado de crecimiento activo-mecanismos naturales de propagacin vegetativa
Genotipo
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EMPRESAS DE CULTIVO IN VITRO
Produccin comercial plantas
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Produccin de planta sana-Cultivo de Meristemos-Variedad deseadaClon seleccionado
Planta sobresaliente(sana o enferma)
Escisin de meristemo apical(domo meristemtico
ms
1 o 2 primordios de hojas)
Medio de cultivo adecuado
Establecimiento en el suelo
Plantas libre de virus
Aplicacin de termoterapia a la planta
madre
Identificacin de los virus, si es que estn presentes
Termoterapia o quimioterapia
Pruebas de indexacin de virus
a) Plantas indicadorasb) Microscopa electrnicac) Injertod) Serologa
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Almacenamiento de germoplasma
-In situ
-Ex situ
Jardn Botnico
Banco de semillas
In vitro Crecimiento ralentizado
Crioconservacin
Precultivo
Crioproteccin
Congelacin
Almacenamiento
Descongelacin
Recuperacin-196
TEMA 5AplicacionesPropagacinPropagacin a partir de semillasPropagacin vegetativaMicropropagacinMacropropagacin o micropropagacin?Ventajas y desventajas de la micropropagacinEtapas en la micropropagacinPrincipales mtodos de micropropagacinNmero de diapositiva 111. Formacin de tallos a partir de yemas axilaresShoot culture Crecimiento y proliferacin de tallos axilaresAtencin al origen de los tallos!!!Cultivo de segmentos nodalesAlgunas caractersticasOtros mtodos2. Organognesis directaTallos adventiciosEmbriognesis directa3. Organognesis indirectaCallo con diferentes capacidades morfognicasEmbriognesis somtica indirectaEmbriognesis somtica indirecta a partir de suspensiones celulares-Protocolo-Semillas artificiales4. Formacin de propgulos vegetativos5. Microinjerto5. MicroinjertoFactores que afectan a la morfognesis y a la tasa de proliferacinProduccin comercial plantasProduccin de planta sana-Cultivo de Meristemos-Almacenamiento de germoplasma