libro biotecnología.pdf

7/23/2019 Libro Biotecnologa.pdf

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FUNDACINREDBIO INTERNACIONALJUANIZQUIERDOYALICIADIAMANTE

CONJUNTODEESTUDIOSDECASOSOBREBIOTECNOLOGASSIMPLES, SOSTENIBLESYDEBAJOCOSTOPARALAAGRICULTURAFAMILIAR

EDITORASANDRASHARRY

DISEOYDIAGRAMACINEVAC. GODOYCONTRERAS

IMPRESINXXXX

ISBN: XXXX


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ndice

La Fundacin REDBIO Internacional

Presentacin

Prlogo

Autores

La pequea agricultura: un escenario para la intensicacin sostenible

de la produccin incluyendo la aplicacin de las biotecnologas simples.Juan Izquierdo Fernndez , Sandra Sharry y Marcos Rodrguez Fazzone

Cultivo de Tejidos VegetalesMara de los Angeles Basiglio

Infraestructura para aplicar biotcnicas simples. Ideas para el diseode un laboratorio econmico de cultivo in vitrode tejidos vegetalesAlejandro Escandn

Cultivo de Tejidos vegetales. Medios de cultivo para plantasAlicia Rangel Cano

MicropropagacinRosa Mara Oviedo de Cristaldo

Cultivo de meristemasTeresa Avila Alba

Biorreactores de bajo costo para micropropagacion. Elaboracion de biorreactoresde bajo costo para micropropagacion de especies de interesIselen Trujillo

Marcadores molecularesMara de Lourdes Torres y Lorena Meja

Captulo I

Captulo II

Captulo III

Captulo IV

Captulo V

Captulo VI

Captulo VII

Captulo VIII

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Captulo IX

Captulo X

Captulo XI

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Biofertilizantes. Microorganismos bencos en agriculturaElizabeth Hodson de Jaramillo, Ph.D. y Lucia Ana Daz-Ariza, M.Sc.

Conservacin in vitrode los recursos genticos vegetalesAna Abdelnour Esquivel

Agroinfeccion: una tecnica sencilla para el mejoramiento de plantas

Rosa Mara Rangel Cano

Glosario

Bibliografa


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La Fundacin REDBIO Internacional

Conocimiento Biotecnolgico Integrado

Fundacin Redbio Internacional es una organizacin No Gubernamental sin nes de

lucro que promueve el desarrollo y la utilizacin responsable de la biotecnologa comoelemento clave para el crecimiento competitivo y sustentable de la produccin agropecuariay forestal de la Regin.

Lanzada como idea en 1998 y creada en el ao 2002 como una Organizacin noGubernamental sin nes de lucro, la Fundacin REDBIO Internacional (FRI) acta comobrazo ejecutor de la REDBIO, con el objetivo principal de facilitar y promover la cooperacin,la investigacin en conjunto, y la transferencia de biotecnologa agropecuaria como parte delas actividades designadas como prioritar ias de la red REDBIO/FAO.

La Fundacin es el brazo ejecutivo de la REDBIO (Red de laboratorios de biotecnologaagropecuaria de Amrica Latina y el Caribe). Esta RED promovida por la Organizacin delas Naciones Unidas para la Agricultura y la alimentacin (FAO), congrega a investigadoresy universidades, as como pequeas y grandes empresas de Amrica Latina y el Caribe,para facilitar el intercambio del conocimiento que se generan dentro y fuera de la Regin ypotenciar esfuerzos reduciendo costos I+D.

El n ltimo y ms preciado de Fundacin Redbio Internacional es dar a conocer los

benecios que conllevan el desarrollo y la aplicacin de las biotecnologas y concientizar a lasociedad del aporte que la misma supone a la modernizacin e integracin de la regin enel contexto global, a la mejora de la calidad de vida en general y al alcance de la soberanatecnolgica y alimentaria en particular.

Son objetivos de Fundacin Redbio Internacional el promover la concrecin de los nesde la Redbio/FAO:1- Impulsandoel intercambio de conocimientos, tecnologa y materiales biolgicos entre lasinstituciones y organizaciones pblicas y privadas de los pases de Amrica Latina y el Caribe.


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2- Fomentando, el estudio, uso racional y conservacin de la biodiversidad de la regin.3- Favorecimiento la gestin de proyectos de investigacin y desarrollo entre institutos, laboratorios yempresas de la regin, con similares a nivel mundial.4- Auspiciandola capacitacin tcnica y generacin de recursos humanos calicados a todo nivel en temasde biotecnologa.5- Asesorandoa los gobiernos, organizaciones regionales e internacionales para la consolidacin de estrategiasde desarrollo en biotecnologa.6- Promoviendopolticas nacionales y regionales de desarrollo de biotecnologa para los sectores productivos

y agroindustriales.7- Obteniendocontribuciones nacionales e internacionales para cumplir con sus nes.

Desde el ao 2002 La Fundacin Redbio Internacional coordina en la regin acciones para desarrollarcapacidades, formar recursos humanos y brindar asistencia tcnica a los gobiernos e instituciones en temasrelacionados con las biotecnologas.

A tal efecto la FRI cuenta con puntos focales en diferentes pases que recopilan informacin correspondiente asu mbito especco a n de lograr la mejor calidad, mayor seriedad y profesionalismo en los productos y servicios

brindados. Todos los esfuerzos se congregan en el sistema de informacin en biotecnologa agrcola para AmricaLatina y el Caribe: infoREDBIO, el cual permite acceder a la base de datos que congrega ms de 643 laboratoriosde 32 pases y alrededor de 4000 investigadores.(www.redbio.org)

La FRI basa su accin en 4 mbitos, dentro de los cuales ha coordinado y gestionado varios proyectos.

Conctese a nuestra pgina web www.fundacionredbio.org e infrmese sobre todo lo que hay que saber

sobre las biotecnologas en la regin o al portal de Redbio/FAO www.redbio.org

Alicia Diamante Vice PresidenteFundacin REDBIO Internacional

1. mbito innovacin e investigacin2. Ambito marco regulatorio y bioseguridad

3. Ambito educacion y comunicacin4. mbito biotica y aspectos legales.


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Presentacin

El presente manual ha sido preparado a sugerencia de la Fundacin REDBIO Internacional y como partede un acuerdo de colaboracin con la Ocina Regional de la FAO. El manual compila contribuciones deautores investigadores latinoamericanos del sector acadmico y cientco quienes han volcado su experienciaen biotecnologas de bajo costo y han aportado los resultados de sus investigaciones.

El objetivo de este trabajo es difundir el uso de las biotecnologas con el propsito de orientar a lossistemas de pequeos agricultores en el uso de tcnicas novedosas pero simples, sostenibles y de bajo costo.

Se ha basado en la transferencia de conocimientos desde el sector acadmico al productivo mediantecasos ajustados y validados que han permitido su uso por agricultores familiares.

Este aporte busca apoyar el camino de una agricultura sostenible y ecolgicamente segura, obtenerproductos inocuos y de mayor calidad, contribuir a la seguridad alimentaria a travs de la generacin deingresos por acceso a mercados y mejorar las condiciones laborales de los productores y de sus familias.

El manual est dirigido a facilitadores de procesos de desarrollo rural, tcnicos y extensionistas agrcolas,organizaciones de productores, maestros de escuelas rurales, pobladores urbanos y peri-urbanos y a losgrupos de Agricultura Familiar y pequeos agricultores en general.

Su edicin ha respondido a las siguientes preguntas:

Cmo facilitar el acceso de los pequeos productores a nuevos conocimientos para que puedanayudarles a resolver sus problemas?

Cmo promover el uso de experiencias exitosas en laboratorio entre los pequeos agricultores?

Esperamos que sea til y que cumpla con el propsito pautado.

Sandra Sharry, Dr.Secretaria Ejecutiva

Alicia Diamante, MSc.VicePresidente

Juan IzquierdoPresidente


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Prlogo

En los ltimos cincuenta aos la agricultura latinoamericana ha vivido un profundo proceso de transformacin:se ha integrado fuertemente al mercado; se ha industrializado; ha complejizado su proceso productivomodernizndolo a travs de la aplicacin de adelantos tecnolgicos en la produccin y utilizando insumos

modernos comprados a la industria, ha modicado sustantivamente sus sistemas de gestin y administracin,Sin embargo, esta modernizacin ha tenido un carcter desigual e incompleto en todo el continente lo que fuecreando y desarrollando una agricultura fuertemente heterognea. Es por ello que hasta hoy se visualiza en elcontinente, un espectro amplio de unidades productivas de diferente dimensin, pero tambin con diferentesracionalidades.

Vale la pena citar la denicin de agricultura familiar correspondiente a la Plataforma Tecnolgica Regionalsobre Agricultura Familiar del PROCISUR2, en tanto se trata de una denicin consensuada entre equipostcnicos ociales de los pases del MERCOSUR y asociados :

La Agricultura Familiar es un tipo de produccin donde la Unidad Domstica y la Unidad Productiva estn

fsicamente integradas, la agricultura es la principal ocupacin yfuente de ingreso del ncleo familiar, la familia aporta

la fraccin predominante de la fuerza de trabajo utilizada en la explotacin, y la produccin se dirige al autoconsumo

y al mercado conjuntamente.

Segn lo manifestado por los participantes del Foro nacional de Agricultura Familiar (2006), reunido enMendoza, Argentina, la agricultura familiares una forma de vida y una cuestin cultural, que tiene comoprincipal objetivo la reproduccin social de la familia en condiciones dignas, donde la gestin de la unidad

productiva y las inversiones en ella realizadas es hecha por individuos que mantienen entre s lazos de familia, lamayor parte del trabajo es aportada por los miembros de la familia, la propiedad de los medios de produccin(aunque no siempre de la tierra) pertenece a la familia, y es en su interior que se realiza la transmisin de valores,prcticas y experiencias.

Se incluye en esta denicin genrica y heterognea distintos conceptos que se han usado o se usan endiferentes momentos, como son: Pequeo Productor, Minifundista, Campesino, Chacarero, Colono, Productorfamiliar, y en nuestro caso tambin los campesinos sin tierra, los trabajadores rurales y las comunidades depueblos originarios, lo cual es compartido por el enfoque de este manual.


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Tanto a nivel nacional como regional es fundamental considerar el carcter multifuncional de la AgriculturaFamiliar, sobre todo en lo que se reere a la produccin de alimentos de alta calidad y seguridad, al mantenimientodel equilibrio de los ecosistemas, al desarrollo de actividades econmicas no agropecuarias que fortalecen eldesarrollo terr itorial y local, a la generacin y mantenimiento de puestos de trabajo, a la ocupacin territorial, y laposibilidad de evitar la expulsin masiva de agricultores y poblacin rural a las zonas urbanas.

Segn el investigador brasileo Elibio Rech, la introduccin de la tecnologa en la agricultura familiar puedeser un derecho fundamental y crucial para la participacin efectiva y ms continua en este importante sector de los

agronegocios en el desarrollo econmico y social de los pases de latinoamerica. Sin embargo, la tecnologa debe ser

congurado como parte de una estrategia de desarrollo que requiere un anlisis ex ante en relacin con la naturaleza y

la fuerza, combinado con un conjunto de intervenciones complementarias que permitan maximizar los efectos positivos

y mitigar los costos sociales. El uso de la biotecnologa podra ayudar a resolver diferentes problemas y ampliar los

resultados obtenidos por la agricultura familiar, con profundas consecuencias en la calidad de vida de las familias de

agricultores y la agroindustria moderna.

Las biotecnologas comprenden el uso de organismos (tambin partes de organismoso sus procesos) para obtener bienes, productos y servicios.

Las biotcnicas abarcan desde las simples herramientas del cultivo de tejidos hasta la complejidad de latecnologa del ADN recombinante y la genmica.

Por ejemplo, dentro de las biotcnicas mas difundidas, la micropropagacin permite obtener plantas sanasy libres de enfermedades (captulos 5 y 6), las nuevas tcnicas de reproduccin animal permiten aumentar laproductividad, los kits de diagnstico se utilizan para la identicacin de las enfermedades (capitulo 8), el usode de cultivos tolerantes a la salinidad, la sequa, el fro y aumentando el valor nutritivo de diferentes alimentospermite la expansin de la produccin en reas que no podan ser utilizadas en el pasado (capitulo 11), el usode tecnologas de ADN recombinante permite aumentar el tiempo de maduracin de la fruta, lo que facilitasu comercializacin y reducir de las prdidas postcosecha, la biorremediacin minimiza el impacto ambiental, elcultivo de tejidos in vitropermite aumentar la variabilidad gentica (capitulo 2), la biofertilizacin facilita practicasmas amigables con el ambiente (capitulo 9) y varias biotcnicas facilitan la conservacin de los recursos genticos,como semillas y brotes (capitulo 10), entre otros.

Con esta disponibilidad de opciones de uso y aplicacin de nuevas tcnicas, este Manual Conjunto deestudios de caso sobre biotecnologas simples, sostenibles y de bajo costo para la agricultura familiar ha sidodiseado como una herramienta de apoyo al quehacer diario del pequeo productor agrcola.


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L a

distribucin de los captulos del manual por BIOTECNICAS, permite que cada tema sea tratado en formaindependiente. Por lo tanto, su lectura no necesariamente debe seguir el orden clsico de cualquier libro, sino quese acomodar a la necesidad del lector.

De esta manera, se recomienda acercarse al manual desde la perspectiva de la duda o la necesidad de

informacin. En cada captulo se encontrar una visin general inicial a modo de introduccin, un cuerpo delcaptulo, conceptos centrales, guras e imgenes explicativas, en algunos casos una cha o protocolos para seguir.Es importante destacar que el usuario del manual puede contar con apoyo par ampliar la informacin, a travs dela Fundacin REDBIO Internacional y su sitio web. www.fundacionredbio.org.

Pasar de una actividad de autoconsumo a una de proyeccin comercial, necesita un soporte tecnolgicoque es necesario adecuar a las condiciones de produccin para asegurar su sostenibilidad y la eciencia enel uso de los recursos en agricultura familiar. Por ello, la idea general del manual es transferir biotecnologassimples ajustadas en el sector acadmico a agricultores familiares que puedan utilizarlas. Estos protocolos, y

experiencias han sido validadas por los autores y colaboradores.


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Una tecnologa validada es aquella tecnologa que ha sido puesta en prctica con xito con agricultores,especialmente en un entorno rural y que puede ser fcilmente replicable.

La informacin aqu compilada queda disponible como un bien pblico y ha sido desarrollada mediante unenfoque participativo, contribuyendo a la seguridad alimentaria y al aumento de rendimiento de la tierra y de laproductividad.

Las biotecnicas aqu explicadas, pueden ser adaptadas en varios lugares y son fciles de adoptar por diversos

grupos de usuarios. En general, requieren un aporte bajo de insumos y son acordes con el uso sostenible de losrecursos naturales

Conamos que la aplicacin de un novedoso y prctico equipo de tcnicas permitavislumbrar horizontes de mayores benecios para los pequeos productores.

Nuestra misin es promover el desarrollo e implementar participativamentebiotecnologas de punta, simples, ecientes y de bajo costo en los procesos productivos,como una herramienta tecnolgica que permita incrementar rendimientos, reducir

costos de produccin y mejorar la calidad de los procesos productivos de los pequeosagricultores.

Sandra Sharry, Editora.


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Autores

Juan Izquierdo Fernndez

Presidente, Fundacin REDBIO InternacionalDirector del Magister de Gestion Tecnolgica-Biotecnologa, Universidad de Talca, [email protected] / [email protected]

Mara de los Angeles Basiglio

Licenciada en EcologaCEPROVE, Centro Experimental de Propagacin VegativaFacultad de Ciencias Agrarias y Forestales, Universidad nacional de La Plata

[email protected]

Alejandro Escandn

Instituto de Gentica Ewald Favret (INTA-Castelar)REDBIO de Argentina Asociacin [email protected]

Rosa Mara Oviedo de Cristaldo

Ingeniero Agrnomo, Doctor en Fitotecnia. Docente-InvestigadorCentro Multidisciplinario de Investigaciones Tecnolgicas (CEMIT) Universidad Nacional deAsuncin (UNA). Campus Universitar io, San Lorenzo, [email protected]

Teresa Avila Alba

Ing. Agronoma, Master en Biotecnologa.

Responsable del Area de Recursos genticos y BiotecnologaCentro de Investigaciones Fitoecogenticas de PairumaniCasilla de correo 128, Cochabamba, [email protected]

Iselen Trujillo

Dra en Ciencias. Mencion Botanica. Area Biotecnologia Agricola. Profesor Asociado. Investigadora.Universidad Nacional Experimental Simon RodriguezInstituto de Estudios Cienticos y Tecnologicos-IDECYT. Altos de la Mariposa. Sector El Cuji.ViaSan Antonio de los Altos. Edo. Miranda. [email protected]


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Elizabeth Hodson de Jaramillo

Profesora Emrita Facultad de Ciencias - Ponticia Universidad Javeriana, Bogot, ColombiaCarrera 7 N 40-62 Tel 571 3208320 Ext [email protected]

Ana Abdelnour Esquivel

Centro de Investigacin en Biotecnologa,Instituto Tecnolgico de Costa Rica. Car tago, Costa [email protected]

Rosa Mara Rangel Cano

Irapuato Km. 9.6 lib NTe Carretera Irapuato - Leon. Irapuato, Gto. Mexicomail de contacto: [email protected] de InvestigacinDepartamento de Inegniera Gentica

Marcos Rodrguez Fazzone

Consultor FAO en Buenas Prcticas Agrcolas y Agricultura [email protected]

Alicia Rangel Cano

Irapuato Km. 9.6 lib NTe Carretera Irapuato - Leon. Irapuato, Gto. Mexicomail de contacto: [email protected] de Investigacin

Departamento de Inegniera Gentica

Sandra Sharry

Secretaria Ejecutiva, Fundacin REDBIO Internacional y ProfesoraFacultad de Ciencias Agrarias y Forestales, Universidad Nacional de La [email protected]


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Mara de Lourdes Torres

Maria de Lourdes TorresVicedecana, Coordinadora BiotecnologaColegio de Ciencias Biolgicas y Ambientales

Universidad San Francisco de [email protected]

Lorena Meja

Licenciada en Biotecnologia Universidad San Francisco de Quito.Asistente de Laboratorio de Biotecnologia Vegetal USFQ.Maestrante de Maestria en Microbiologia [email protected]

Lucia Ana Daz-Ariza

Profesora Asociada, Coordinadora Laboratorio Asociaciones Suelo-Planta-MicroorganismoLAMIC. Unidad de Biotecnologa Vegetal, Departamento de Biologa - Facultad de Ciencias,Ponticia Universidad Javeriana, Bogot, ColombiaCarrera 7 N 40-62 Tel 571 3208320 Ext [email protected]


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LA PEQUEA AGRICULTURAUNESCENARIOPARALAINTENSIFICACINSOSTENIBLEDELAPRODUCCININCLUYENDOLAAPLICACINDELASBIOTECNOLOGASSIMPLES

CAPTULOI

Juan Izquierdo FernndezSandra SharryMarcos Rodrguez Fazzone


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En el contexto global, los sistemas actuales de produccin y distribucin de alimentos no estnconsiguiendo alimentar correctamente al mundo1. El nmero total de personas subnutridas en 2010se estim en 925 millones, cifra mayor que la existente hace 40 aos, y en los pases en desarrollo laprevalencia de la subnutricin asciende al 16%2. Cerca del 75% de las personas ms gravemente afec-tadas viven en zonas rurales y sus medios de subsistencia dependen directa o indirectamente de la

agricultura.Adicionalmente, se estima que la poblacin de la Tierra pasar de aproximadamente 6 900 millones

de personas en 2010 a unos 9 200 millones en el 2050 3, por lo que la seguridad alimentaria mundial sever amenazada por diversos acontecimientos.

El empleo de productos agrcolas en la produccin de biocombustibles tambin continuar aumen-tando. En 2020, en los pases industrializados se podran consumir 150 kg per cpita anuales de maz enforma de etanol, cifra similar a los ndices de consumo de cereales en los pases en desarrollo 4.

Tales cambios en la demanda motivarn la necesidad de aumentar notablemente (70%) la produc-cin mundial de todos los principales cultivos para la alimentacin de las personas y los animales y enespecial en la pequea agricultura. Dicha cifra equivale a una produccin anual de 1 000 millones detoneladas adicionales de cereales y 200 millones de toneladas adicionales de carne para 2050 en com-paracin con la produccin registrada entre 2005 y 20075.

Este escenario ha llevado a revalorizar la vigencia de la Agricultura Familiar (AF) como un sectorfundamental en el abastecimiento de alimentos para la sociedad y ms an, como actor protagnico en

ANTECEDENTESYCONTEXTO

El presente artculo se ha preparado como captulo introductorio al presente

manual de biotecnologas simples para la agricultura familiar que ha sido

compilado y editado bajo al coordinacin de la Fundacin REDBIO internacional

y la Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales , Universidad Nacional de La Plata,

Argentina. El documento recoge la accin anterior de la secretaria tcnica de la

red REDBIO realizada por el autor principal en apoyo al desarrollo y aplicacin

de biotecnologas simples y apropiadas a las condiciones de la pequea

agricultura familiar.

1 FAO. 2011. Ahorrar para cre-

cer. http://www.fao.org/ag/save-and-grow/es/index.html

2 FAO. 2010. El estado de la in-seguridad alimentaria en el mun-do: La inseguridad alimentaria encrisis prolongadas. Roma.

3 Naciones Unidas. World urba-nization prospects, the 2009 revi-

sion population database (http://esa.un.org/wup2009/ unup/).

4 Rosegrant, M.W., Ringler, C.y Msangi, S. 2008. Internationalmodel for policy analysis of agri-cultural commodities and trade(IMPACT): Model description.Washington, DC, IFPRI.

5 Bruinsma, J. 2009. The resourceoutlook to 2050: By how muchdo land, water and crop yieldsneed to increase by 2050? Do-cumento presentado en el Forode Expertos de Alto Nivel de laFAO sobre como alimentar almundo en 2050, 2426 de junio

de 2009. Roma, FAO


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la lucha contra la inseguridad alimentaria. Es que su importancia enAmrica Latina es indudable: en promedio las unidades productivasen manos de este grupo representan el 80%; absorben ms del60% del empleo sectorial y aportan entre e 30 y el 40 % del valorbruto de la produccin agropecuar ia. (FAO BID, 2007).

En Argentina, el 66% de las unidades agropecuarias son ma-nejadas por agricultores familiares; absorben ms del 53% del em-pleo permanente rural, el 29% del empleo transitorio, y aportan el20% del valor bruto de la produccin agropecuaria. En la cadenahortcola, especialmente en zonas peri urbanas de la Provincia deBuenos Aires, concentran entre 70 y 80% de las unidades, lo querepresenta el 47% del total de la supercie dedicada a esta activi-dad (IICA/PROINDER, 2007).

A pesar de que an no existe un concepto claro y consensua-do sobre este grupo, los valores mencionados son un indicativo de

que la Agricultura Familiar excede ampliamente a los productoresvinculados con la pobreza rural y por el contrario, se evidencia unclaro potencial productivo. FAO identica una tipologa que permiteconcluir que, si bien un 52% del total de las unidades de la AF en Ar-gentina est relacionada con estados de subsistencia, el 48% restantese encuentra en una situacin de transicin y consolidacin de su ac-tividad econmica, siendo la agricultura comercial su principal fuentede ingresos. En este segmento es posible encontrar una estructuraheterognea de produccin que, en funcin de sus activos, puede

ir desde explotaciones minifundistas hasta niveles ms elevados detierra y capital, pero con similares problemas de gestin, manejo tc-nico y comercializacin que no les permite prosperar.

Lo anterior deja de maniesto la necesidad de priorizar el dise-o de programas especcos para cada subgrupo tipolgico, perocon un mismo objetivo de inclusin, sostenibilidad y produccincon inocuidad. en su posicin como productores y abastecedoresde alimentos para la sociedad.

AGRICULTURAFAMILIAR: ESTRATEGIASDEDESARROLLORURALBASADASENLASEGURIDADALIMENTARIAYLASBUENASPRCTICAS

En este contexto, surgen la Buenas Prcticas Agrcolas (BPA)6como un desafo adicional para la pequea agricultura, en especialpara aquellas explotaciones que no han logrado una consolidacinde su actividad agrcola. Pero desde otra perspectiva, las BPA tam-bin pueden transformarse en una oportunidad para desarrollarel potencial productivo de este grupo e impulsarlo hacia procesosms competitivos y sostenibles.

Las BPA consisten, en una visin amplia, en la aplicacin delconocimiento disponible a la utilizacin sostenible de los recursos na-

turales bsicos para la produccin, en forma benvola, de productos

agrcolas alimentarios y no alimentarios inocuos y saludables, a la vez

que se procuran la viabilidad econmica y la estabilidad social7.

De esta denicin se desprende que las BPA no deben ser con-cebidas solamente como una norma o un requisito estrictamentecomercial para acceder a mercados externos exigentes. En el pla-no operativo, la aplicacin y cumplimiento de las BPA enfrenta unconjunto de dicultades que no necesariamente se relacionan conla buena voluntad de los productores. Los problemas se vinculancon deciencias productivas, econmicas y con aspectos sociocul-turales y ambientales que hoy caracterizan a gran par te del sector

rural. Por lo tanto, si bien el marco regulatorio es impor tante, desdela accin, las BPA deben ser fomentadas como una estrategia dedesarrollo rural integral.

Por lo tanto el desafo es im-plementar BPA a partir de tec-nologas sostenibles (incluyendoa las biotecnologas simples) yprogramas de incentivos para

6 www.rlc.fao.org/es/agricultu-ra/bpa/docfao.htm

7 www.rlc.fao.org/es/agricultura/bpa/docfao.htm


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la Agricultura Familiar, ms que como una normao exigencia que pueda excluir de la dinmica delos mercados a los productores que no cumplen.Estos incentivos implican necesariamente una es-trategia integral, guiada por la innovacin tecno-lgica, el uso de semillas y propgulos mejoradasde calidad controlada, bioinsumos( biopreparados,bioinculos, bioprocesos) y un eciente manejodel cultivo, junto a un constante acompaamientode la gestin predial, la organizacin y la comer-cializacin.

Ello implica un desarrollo endgeno e inte-gral, donde en una primera instancia, las BPA seenfoquen en mejorar la productividad de la Agri-cultura Familiar y sus vnculos con los mercadoslocales formales y ms competitivos, para en unasegunda etapa acceder a procesos de certica-cin y acercarse a las exigencias de las cadenasagro-exportadoras.

Intensicacin sostenible de la produc-cin agrcola (ISPA) incluyendo la aplica-

cin de las biotecnologas simples.

La intensicacin sostenible ha sido descri-

ta por FAO como un proceso de aprendizajesocial, dado que los conocimientos necesariossuelen ser ms amplios que los empleados en lamayora de los enfoques agrcolas convencionales.Por ello, la ISPA requerir un refuerzo notable delos servicios de extensin de fuentes tanto tradi-cionales como no tradicionales para respaldar suadopcin por parte de los agricultores8.

En la mayora de los pases en desarrollo exis-te poco margen para ampliar las tierras cultivables.En Amrica Latina en cambio, aunque existentierras disponibles, la gran mayora de ellas estnafectadas por la degradacin o sufren limitacionesrelativas al suelo y al terreno. Por lo tanto, entre2015 y 2030 aproximadamente el 80% del incre-mento necesario de la produccin de alimentostendr que proceder de la intensicacin en for-ma de aumento del rendimiento y de la intensidaddel cultivo a travs de prcticas sostenibles. Cate-gricamente no se pueden continuar con las prc-ticas de degradantes de monocultivo, cultivo con-vencional del suelo, uso irracional de insumos. Eneste sentido PNUMA ha calculado que las prc-ticas actuales insostenibles de uso de las tierrascultivadas resultan en prdidas netas de del 0,2%anual. En los prximos aos la intensicacin dela produccin agrcola ser necesaria de maneracreciente en zonas de produccin ms marginalescon unas condiciones productivas menos ables,como menor calidad del suelo, menor acceso aagua y climas menos favorables.

Un desafo de magnitud global es la necesa-ria adaptacin al cambio climtico en escenarios

variables de alteracin de la temperatura, precipi-taciones e incidencia de las plagas, lo que deter-minar qu cultivos se pueden producir y cundo,adems de su rendimiento potencial. A corto pla-zo se prev que aumenten la variabilidad climticay los episodios meteorolgicos extremos en to-das las regiones y que tengan efectos negativos enlos rendimientos.

8 Una experiencia valiosa enterminos de metodologas deextensin y asistencia tcnicapara el pequeo productor, seviene desarrollado en Antioquia,Colombia, Uno de los enfoquesde formacin de los agricultorespara incorporar prcticas de ges-

tin sostenible de los recursosnaturales a sus sistemas agrcolasque ha obtenido mejores resulta-dos, es la metodologa de exten-sin conocida como Escuelas deCampo para agricultores. El en-foque de las escuelas de campopara agricultores, introducido porprimera vez en Asia surorientala nales de la dcada de 1980

como parte de un programaregional de la FAO de manejointegrado de plagas para el arroz,ha sido adoptado en ms de 75pases y en la actualidad abarcauna gran variedad creciente decultivos y cuestiones relativas a laproduccin agrcola. Un recienteproyecto de FAO en Antioquia,Colombia ha demostrado la

generacin de ingresos signi-cativos en cadenas agrcolas endonde a travs de BPA y comer-cializacin de productos inocuosdiferenciados con una marcasocial, asociaciones de pequeosagricultores familiares estn me-jorando su seguridad alimentariay ofreciendo al mercado produc-tos sanos y de calidad.


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Es conocido que la agricultura produce cercade una tercera parte de las emisiones de gasesde efecto invernadero lo que supone un reto aunmayor para los sistemas agrcolas convencionalesque requieren una gran cantidad de recursos queadems se mueven en niveles de incertidumbredebido al precio y la disponibilidad de la energanecesaria para garantizar el funcionamiento delas explotaciones. Esto hace necesario considerardiversicar notablemente las fuentes de energapara reducir el costo de los combustibles con vis-tas a incrementar la intensicacin agrcola.

En este escenario anterior, los pequeos pro-ductores, quienes dependen en gran medida delos bienes y servicios ecosistmicos para propor-cionar alimentos, combustible y bra para sus fa-milias y el mercado, son ms vulnerables a la re-duccin de la calidad y la cantidad de los recursosnaturales y a los cambios climticos.

La intensicacin sostenible propuesta porFAO se ha denido como el incremento de laproduccin a partir de la misma rea de tierra altiempo que se reducen los efectos negativos parael medio ambiente y se aumenta la contribucin al

capital natural y el ujo de servicios ambientales9

.En lnea con lo anterior los estudios demuestranque los sistemas agrcolas que conservan serviciosecosistmicos mediante el empleo de prcticascomo la labranza de conservacin, la diversica-cin de cultivos, la intensicacin de las legumino-sas y el control biolgico de las plagas obtienentan buenos resultados como los sistemas intensi-vos que requieren gran cantidad de insumos.

El enfoque ecosistmico debe aplicarse a lolargo de toda la cadena alimentaria con vistas aincrementar la eciencia y a reforzar el sistemaalimentario, especialmente a nivel de la pequeaagricultura. Entre tales sistemas y prcticas se in-cluyen el mantenimiento del suelo sano para me-jorar la nutricin de los cultivos, el cultivo de unagran diversidad de especies y variedades en aso-ciaciones, rotaciones y secuencias, el uso de varie-dades bien adaptadas y de alto rendimiento y desemillas de buena calidad, el manejo integrado deplagas, enfermedades y malas hierbas y la gestineciente del agua.

Lo anterior implica la identicacin de los sis-temas productivos insostenibles que requierenatencin prioritaria (salud del suelo, calidad delagua, conservacin de la biodiversidad, etc.).

En todos ellos y aunque el documento citadode FAO no lo menciona, la aplicacin de biotec-nologas simples apropiadas cobra relevancia a lahora de elaborar este tipo de programas.

El International Assessment of AgriculturalKnowledge, Science and Technology for Develo-

pment, por sus siglas IAASTD10,

deni las biotec-nologas en la forma en que lo hace la Convencinsobre diversidad biolgica (CBD), esto es, comocualquier aplicacin tecnolgica que usa sistemasbiolgicos, organismos vivientes, o derivados de estos,

para elaborar o modicar productos o procesos para

un uso especco.

En un sentido amplio,

biotecnologas incluye

por lo tanto conoci-

mientos tradicionales y

locales, prcticas org-

nicas y agroecolgicas,mejoramiento gentico,

aplicacin de cultivo de

tejidos y de tcnicas ge-

nmicas, mejoramiento

con ayuda de marcado-

res e introduccin de

genes, por ejemplo.

9 FAO. 2011. Ahorrar para cre-cer. http://www.fao.org/ag/save-and-grow/es/index.html

10 http://www.agassessment.org/


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En cambio las biotecnologas modernas son denidas por el Protoco-lo de Cartagena sobre Bioseguridad y se conocen comnmente como lamanipulacin de material gentico y fusin de clulas ms all de las barreras

normales de mejoramiento gentico, y el ejemplo ms comn es la ingenieragentica que se utiliza para generar organismos genticamente modicados(OGM). La IAASTD observa que el uso del trmino moderno es slo con-vencional y que en ninguna forma sugiere que estas tcnicas son ms sosti-cadas o pertinentes que otras biotecnologas con una historia ms extensa.

Resumiendo, las biotecnologas comprenden el uso de los organismos

o partes de los seres vivos con el n de obtener bienes y servicios. Su

zona de estudio est entre la biologa, la bioqumica y la ingeniera y tiene

adems gran repercusin en la farmacia, medicina, microbiologa, acuicul-

tura, la ciencia de los alimentos y la agricultura, entre otros campos.

Las nuevas biotecnologas comprenden el uso de tecnologas de ADNrecombinante o ingeniera gentica asociadas con la bioinformtica y lasomicas11. Las biotecnologas se asocian a los animales transgnicos o plantastransgnicas, siendo estos slo uno de los productos biotecnolgicos deavanzada. Las biotecnologas tambin estn, por lo comn, asociadas con lainvestigacin de nuevas terapias y dispositivos de diagnstico12.

Segn la FAO (ABDC-2010), el objetivo de las biotecnologas, tanto

la convencional como la moderna, debera reorientarse en benecio de

los campesinos pobres en los pases de escasos recursos.

Las biotecnologas agrcolas en los pases en desarrollo deben abordarlas necesidades especcas de los pequeos productores, por lo que debenfomentar su participacin y la de todas las partes interesadas en el procesode toma de decisiones y la necesidad de polticas nacionales efectivas y fa-vorables que faciliten el desarrollo y uso de biotecnologas apropiadas en lospases en desarrollo, es imperativo. Las biotecnologas agrupan a una ampliagama de herramientas y metodologas que se aplican en cierta medida en

La biotecnologa ha hecho

contribuciones enormes ala agricultura y hay algunas

biotecnologas tan antiguas

como la fermentacin

11 Ingeniera gentica es la tec-nologa que permite la manipu-lacin y transferencia de ADNde un organismo a otro, lo que

permite la creacin de nuevasvariedades de plantas, animalesy microorganismos, la correccinde defectos genticos y la fabrica-cin de numerosos compuestos.La tecnologa de ADN recombi-nante permite aislar y manipularun fragmento de ADN de unorganismo para introducirlo enotro

Omicas: El trmino micas hacereferencia a las disciplinas comola genmica, la protemica, latranscriptmica y la metabolmi-ca. A estas tres ltimas tambinse las agrupa bajo la denomina-cin de genmica funcional, yaque estudian a los productos dela expresin de los genes. Todaslas micas se basan en el anlisis

de un gran volumen de datos, ypor lo tanto se valen de la bioin-formtica y de tcnicas rpidas yautomatizadas de alto rendimien-to (high-throughput techniques).http://www.argenbio.org/

12 Sharry S. 2011. Biotecnologasmodernas: la responsabilidad delno hacer.In press


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cultivos, ganadera, sector forestal, pesca y acuacul-tura, y agroindustrias, para contribuir a la reduccindel hambre y la pobreza, la adaptacin y mitigacindel cambio climtico y para mantener la base derecursos naturales en los pases en desarrollo. Eldebate que rodea a los organismos genticamen-te modicados (OGM) frecuentemente dicultael desarrollo de otras biotecnologas agrcolas endonde no existe controversia sobre sus posiblesimpactos ambientales y sus benecios para los pe-queos productores, as como sobre su importantepapel frente al cambio climtico.

Los productos y servicios agrobiotecnolgicoscomerciales (cultivos transgnicos, agentes debiocontrol, mtodos de diagnsticos, bioprospec-cin, propgulos indexados y micropropagacinmasicada), estn siendo gradualmente comercia-lizados en el sector agrcola latinoamericano. Sinembargo, para su insercin como biotecnologaapropiadas a las condiciones de produccin y a larealidad socioeconmica y cultural de la Regin,se deben superar un conjunto de obstculos cien-tcos y tecnolgicos, legales y regulatorios, queimpiden la eciente y equitativa utilizacin de es-tos productos y servicios.

Biotecnologas apropiables signican he-

rramientas biotecnolgicas que contribuyen

al desarrollo sostenible al ser tcnicamente

factible dentro del nivel de desarrollo tcni-

co-cientco de un pas; al proveer benecios

tangibles a los destinatarios y ser ambiental-

mente seguras, y socio econmicamente y

culturalmente aceptables. Son aquellas bio-

tecnologas que promueven el desarrollo de

una agricultura sostenible a travs del uso de

recursos genticos y procesos de transforma-

cin de dichos recursos considerando la cul-

tura y tecnologa local13.

Para que la aplicacin de las tcnicas biotec-nolgicas no resulte en actividades aisladas conpoca relevancia y con aceptacin por parte delos productores y consumidores, es necesario en-marcar dichas tecnologas en el concepto de unabiotecnologa apropiable y apropiada. Este con-cepto tiene como objetivo orientar la aplicacinde la biotecnologa de una manera responsable yviable, orientada a las necesidades reales, tanto delos productores como de los consumidores.

La biotecnologa tiene que verse desde laperspectiva de los impactos de la investigacin enlos beneciarios, la aceptacin del producto porparte de los beneciarios y consumidores na-les, la concrecin de capacidades en investigacin

conjuntamente con la viabilidad cientca y econ-mica y nalmente con la evaluacin de los riesgospotenciales para la salud y el medioambiente.

En ste contexto, segn Wendt e Izquierdo(2002)14, es sumamente importante que antes derealizar cualquier actividad se deba analizar:

La relevancia de la investigacin para los be-neciarios

13 IZQUIERDO, Juan and DE LARIVA, Gustavo A. Plant biotech-nology and food security in La-tin America and the Caribbean.Electronic Journal of Biotechno-logy [online]. 15 April 2000, vol.3, no. 1 [cited February 2006].Available from Internet: http://www.ejbiotechnology.info/con-

tent/vol3/issue1/full/1/index.html.ISSN 0717-3458.

14 Wendt, J. Izquierdo, J. 2003.Management of appropriateagricultural biotechnology forsmall producers: case study Ecuador. Electronic Journal ofBiotechnology Vol. 6 No. 1, Abril15 de 2003.

Las biotecnologas pueden

coadyuvar al desarrollo

sustentable: desde marca-

dores de ADN para apo-

yar al tomejoramiento, la

micropropagacin, hasta lacaracterizacin molecular

para desarrollar cultivos

microbianos mejorados

para alimentos, biocontro-

ladores, biofertilizantes y

bebidas fermentadas.


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La aceptacin del producto por parte de losbeneciarios y consumidores

La disponibilidad real de insumos para reali-zar la investigacin (recursos humanos y nancie-ros, tecnologas, etc.) y su viabilidad

El riesgo potencial para el medio ambientey la salud

La oportunidad y pertinencia segn el culti-vo y el estado de avance tecnolgico local. Antesde soluciones biotecnolgicas pueden haber al-ternativas ms baratas y viables desde tecnologastradicional y/o convencional para responder a undeterminado problema.

La sostenibilidad econmica, en la medida enque la solucin debe tender al auto sostenimientoy permanecer en el tiempo, aun cuando el apoyoo soporte inicial termine y el proceso quede enmanos de los agricultores o autoridades locales.

La sostenibilidad ambiental, en la medida enque la biotecnologa clsica o moderna puede te-ner un impacto ambiental en el corto, mediano ylargo plazo que debe ser evaluado antes de iniciarsu aplicacin.

Con base en esta concepcin, la biotecnologaofrece oportunidades para la pequea agriculturadentro del siguiente marco:

1. Seleccin del material en campocon base en sanidad y productividad endiferentes regiones geogrcas.

2. Conocimiento del nivel de diversi-dad gentica y tamizaje de la especie.

3. Dependiendo de la respuesta de laespecie a factores biticos y abiticos, labsqueda de soluciones mediante aplica-cin de bioinsumos, sistemas de controlintegrado de plagas y enfermedades y elmejoramiento gentico convencional omoderno.

4. Multiplicacin de la especie por m-todos convencionales o por cultivo de te-jidos para incrementar la ofer ta de mate-rial vegetal, lo que contribuye a fortalecerlos programas de fomento, y

5. Implementacin del paquete tec-nolgico y prcticas culturales apropiadaspara el establecimiento del material pro-misorio en campo.

Los estudios de caso realizados por REDBIOen Argentina15, Bolivi16, Colombia17, Ecuador18 yPer19 demuestran que si bien en la aplicacinde la biotecnologa moderna ha habido impor-tantes inuencias de las mult inacionales que con-trolan el mercado de las semillas transgnicascon avances muy signicativos en la siembra devariedades geneticamente modicadas (OGMs),existen oportunidades para la utilizacin sosteni-ble de la agrobiodiversidad a travs de las bio-tecnologas simples y que es necesario un marcoinstitucional y poltico que permita el estable-cimiento de las capacidades necesarias para elaprovechamiento efectivo del potencial que re-presenta la biotecnologa en especial enfocandoa la seguridad alimentaria20.

15 www.argenbio.org/adc/uploads/pdf/manejo_y_gestion.doc

16 http://www.redbio.org/

estud_casos.htm

17 www.cauca.gov.co/.../Manejo_y_gesti_n_de_la_biotecnolog_a_agr_cola_

18 www.rlc.fao.org/es/agricultu-ra/pdf/ecuador.pdf

19 http://www.bio-nica.info/

biblioteca/Pastor2004Biotenolo-giaPequeos.pdf

20 Izquierdo, J y de la Riva, G.2000. Plant biotechnology andfood security in Latin Americaand the Caribbean. EJB ElectronicJournal of Biotechnology, 3 (1)April 15.

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En particular el cultivo de clulas y tejidosvegetales in vitro incluyendo la micropropaga-

cin, la embriognesis somtica, el rescate de

embriones, la regeneracin de plantas a partir

del callo y suspensiones celulares, as como el

cultivo de protoplastos, anteras y microsporas,

estn permitiendo la conservacin y multipli-

cacin a mayor escala de numerosas especies

y la obtencin de material vegetal libre de vi-rus. La conservacin de germoplasma in vitro

ha sido trabajada con xito en la regin, tanto

para plantas cultivadas como silvestres.

Estas estrategias de conservacin a travs debiotecnologas simples constituyen un complemen-to y sopor te de los sistemas tradicionales para elmantenimiento de muchos fenotipos, en especialpara aquellos que presentan problemas siolgi-cos, en particular aquellos relacionados con la via-bilidad de las semillas. Las biotecnologas simples,como se vern en el presente manual representanun apoyo directo a la intensicacin sostenible dela produccin para la pequea agricultura.

AMANERA

DE

CONCLUSIN

En un contexto global caracterizado por el rit-mo acelerado y no planicado de la urbanizacin,el aumento en el precio de los alimentos y los im-pactos del cambio climtico, las polticas comienzana revalorizar la importancia de la pequea agricul-tura como sector estratgico para la seguridad ali-mentaria.

Las biotecnologas simples, como se vernen el presente manual representan un apoyo

directo a la intensicacin sostenible de la pro-

duccin para la pequea agricultura. El objetivo

es no slo valorar el conocimiento cientco

que sustenta cada una de las biotcnicas (com-

pila los desarrollos de destacados investigado-

res de Amrica latina), sino especialmente el

conocimiento prctico que permite el empleode varias biotecnologas con sentido de utilidad

social-productiva, amigable con el ambiente: un

conocimiento prctico que ofrezca respuesta a

los siguientes interrogantes del saber y, espe-

cialmente , del saber hacer: qu es cmo es

cmo se usa cmo se mantiene para qu

es para qu se hace para quin es

Las biotecnologas simples son las biotecnologas

que la gente comn puede utilizar para su propio

benecio y en benecio de su comunidad

Ello implica el diseo de programas que vincu-len a la Agricultura familiar en procesos competiti-vos y sostenibles, reconociendo su heterogeneidady con el objetivo dar garantas sobre la calidad einocuidad de los alimentos. Es responsabilidad delos actores del desarrollo, el de generar, adaptar ypromover prcticas simples y tecnologas que favo-rezcan este proceso.

La intensica-cin sostenible, laadopcin de Bue-

21 Severino de Melo Araujo,Subdirector General, Represen-tante Regional para AmricaLatina y el Caribe, FAO. 1995

Para que la biotecnologabenecie a los pequeos

agricultores, sus reque-

rimientos, capacidades,

prioridades y limitaciones

deben ser incorporados

en los proyectos de desa-

rrollo de esta tecnologa.

Por aadidura, y para el

caso de las agrobiotecno-

logas, en general la gente

local sabe priorizar las

soluciones que le harn

economizar esfuerzos y

dinero. Es el entramado

social el que traccionapara que estos cambios

se produzcan y para que

la generacin, adopcin o

adaptacin de nuevos pro-

ductos biotecnolgicos se

concrete.

El acceso a la tecnologaes clave: siempre que se

garantice dicho acceso, las

biotecnologas represen-

tan una oportunidad para

que el pequeo agricultor

rompa el crculo vicioso

de la pobreza rural21

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nas Prcticas y la promocin de biotecnologas simples asumen

un rol preponderante para impulsar a la nueva agricultura .

Ante estos desafos, debemos ser capaces de dejar los dog-mas de lado, y orientar todo el conocimiento disponible hacia labsqueda de la seguridad y la soberana alimentaria


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CULTIVO DE TEJIDOS VEGETALES

CAPTULO2

Mara de los Angeles Basiglio


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El concepto de cultivo de tejidos vegetales in-cluye las tcnicas y procedimientos de laboratorioutilizados en el cultivo In vitrode clulas, rganos y/oplantas completas. Dichas tcnicas son utilizadas am-pliamente en biotecnologa y siologa vegetal.

Es un conjunto muy heterogneo de tcnicasdonde se asla una porcin de la planta o explan-to(pueden ser protoplastos- clulas desprovistas depared-, clulas, tejidos u rganos) proporcionndo-les todas las condiciones fsicas y qumicas para quelas clulas expresen todo su potencial, cultivndolasaspticamente en un medio articial de composicinqumica denida e incubndolas en condiciones am-bientales controladas. (Mroginsky, L et al; 2004).

Tambin se lo conoce como cultivo In vitrodeplantas por realizarse en recipientes de vidrio.

El cultivo de tejidos vegetales es utilizado como

herramienta fundamental en un nmero importantede reas y tcnicas de la investigacin y produccin

vegetal, todas ellas relacionadas a lo que hoy conoce-mos como Biotecnologa Vegetal.

Para el establecimiento de los cultivos utilizandocualquiera de los sistemas existentes es necesario te-

ner en cuenta algunos aspectos generales comunesrelacionados con:

el explante (planta donante, estado siolgico, po-sicin de las yemas, tamao del explante)Factores fsicos (luz, fotoperiodo, calidad, tempera-tura, humedad) la asepsia.el medio de cultivo (seleccin, composicin qumi-ca, forma fsica) condiciones de incubacin.

Existen tres conceptos bsicos que fundamentanel cultivo In vitrode clulas y tejidos vegetales:Totipotencialidad celularDesdiferenciacin / RediferenciacinBalance de reguladores del crecimiento vegetal

ANTECEDENTESYCONTEXTO

Cultivo de tejidos

puede denirse como el

conjunto de tcnicas que

permiten el cultivo en

condiciones aspticas de

rganos tejidos, clula y

protoplastos.

El Cultivo de Tejidos

Vegetales es, desde

muchos puntos de vista,

una tecnologa sustentable

que representa una buena

respuesta a muchos pro-

blemas de suministro de

alimentos y de materias

primas para la industria y

consumo humanos.

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La teora de la totipotencialidad celular, postula que toda clulavegetal individual es capaz de regenerar una planta entera a par tir deun cultivo In vitro, sin importar el grado de diferenciacin alcanzado.

Para ello se requieren condiciones especcas referidas al mediodel cultivo, relaciones hormonales, temperatura, fotoperodo, etc.

La desdiferenciacin consiste en la transformacin y prdidade las caractersticas de especializacin de un tipo celular para dar

lugar a clulas de tipo meristemtico. El siguiente paso involucradoen la regeneracin de una planta es la redifereciacin de las clulaspreviamente desdiferenciadas.

Todo proceso de diferenciacin est regulado por el balanceentre diferentes tipos de reguladores del crecimiento, fundamental-mente de auxinas y citocininas.

Grupos bsicos de reguladores del crecimiento:

AuxinasCitoquininas Giberelinas Acido abscsico Etileno

Generalidades:

Actan a bajas concentraciones Interactan unos con otros (los resultados estn determinados porlas concentraciones relativas entre las diferentes tohormonas). Los reguladores endgenos del crecimiento estn presentes en laplanta durante todo su ciclo de vida pero su concentracin ucta.Su concentracin relativa vara en funcin del estado siolgico dela planta y en cada uno de los rganos de sta. Estn involucrados en numerosos procesos siolgicos.

Esquema bsico de uso de regula-dores de crecimiento para obtenerplantas In vitro.

La totipotencialidad celular es carac-terstica de un grupo de clulas vege-tales conocidas como meristemticas,presentes en los distintos rganos dela planta.

La potencialidad de una celula diferenciada (una celula de con-duccin, epidrmica, etc) para generar tejidos nuevos y eventualmen-te un organismo completo, disminuye con el grado de diferenciacinalcanzado por esa celula, pero puede revertirse parcial o completa-mente segn las condiciones de cultivo a las que se la someta.

El xito en la propagacin de una planta depender de la posibili-dad de expresin de la potencialidad celular total, es decir, que algunasclulas recuperen su condicin meristemtica. (Segretin, M; 2008).

Los mtodos de cultivo de tejidos vegetales In vitrotienen nu-merosas aplicaciones, entre ellas: Obtencin de plantas libres de virus Produccin de semillas sintticas Propagacin masiva de plantas Clonacin de individuos con caractersticas deseadas Mejora gentica

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Conservacin de germoplasmaEn todo cultivo de tejidos vegetalespueden identicarse distintas etapas ofases bien denidas, cada una con susobjetivos especcos. Dos de ellas soncomunes a todos los protocolos se-guidos, son las Fase 0 o preparativa yla Fase I tambin llamada de estableci-miento o iniciacin de los cultivos.

FASE 0 Es preparativa. Se seleccionan y

preparan las plantas donantes, segnel estado siolgico de las mismas.

FASE 1Establecimiento de los cultivos

axenicos: Se elige el explanto ms

adecuado y se lo somete al procesode desinfeccin para eliminar los mi-croorganismos con el menor daoposible.

Qu se puede hacer con una tecnologa que multiplica plantas auna velocidad alta y exponencial, que permite obtenerlas a partir inclu-so de una sola clula, y que permite manipular incluso dicha clula?

Aplicaciones del CTV micropropagacin mejoramiento de plantas produccin de compuestos de inters comercial produccin de metabolitos secundarios produccin de protenas

produccin de polmeros biodegradables establecimiento de plantas transgnicas plantas resistentes a virus plantas con rutas metablicas modicadas

plantas mejoradas en cuanto a composicin de protenas,aceites, etc.

torremediacinremocin de xenobiticosremocin de metales pesados

Ventajas de la tecnica:

Incremento acelerado del nmero de plantas derivadas por ge-notipo. Reduccin del tiempo de multiplicacin. Posibilidad de multiplicar grandes cantidades de plantas en unasupercie reducida, a bajos costos y en tiempos econmicamente

costeables. Mayor control sobre la sanidad del material que se propaga. Facilidad para transportar el material In vitrode un pas a otro, conmenos restricciones aduaneras. Posibilidad de multiplicar rpidamente una variedad de la cualsolo existan pocos individuos.

Vas de Regeneracin de plantas mediante CTV.

Para la obtencin de individuos por medio del CTV existen doslneas de regeneracin, llamadas organognesis y embriognesis.Ambas pueden darse de manera directa o indirecta:

Posibles vas morfogenticas: Organognesis Embriognesis

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La directa supone la formacin derganos directamente del explanto

La via indirecta se produce a travsde la formacin de un callo.

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CULTIVODECALLOS1) Embriognesis somtica:

La embriognesis somtica(asexual o adventicia, consisteen el desarrollo de embrionesa partir de clulas que no sonel producto de una fusin ga-mtica, o en otras palabras, es

un proceso por el cual se pro-duce una estructura bipolar (em-brin) a partir de una clula somtica.

Embrionessomticos en di-ferentes estadiosde desarrollo.

2) Organognesis:

Es el crecimiento de brotes y races en forma sucesiva. Puededarse por induccin de yemas axilares o adventicias. La organog-nesis directa sucede cuando los rganos se originan directamentedel explanto en ausencia de la proliferacin del callo. Cuando suce-de con fase de callo la organognesis es indirecta.

Esquema de embriognesis somatica. Agrobiotecnologia, UBA.

Diferencias entre las dos posibles vas:

La organognesis es de origen pluricelular. Un grupo o cluster declulas del explanto inicial se desdiferencia inicialmente para luegorediferenciarse dando lugar a un rgano vegetal. No se obtienenpor esta va plantas completas. La embriognesis se presupone de origen unicelular. Una cluladel explanto se asla y constituye el punto de partida para la obten-cin de un embrin somtico.

Es la va ms conveniente

debido a que permite

saltar las etapas de forma-

cin de yemas y enrai-

zamiento regenerandoplantas en una forma mu-

cho ms rpida y eciente,

disminuyendo el riesgo de

variacin somaclonal.

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Esquema de embriognesis somatica. Agrobiotecnologia, UBA.

Se diferencian embriones o estructuras bipolares que comple-tan cada una de las etapas implicadas en la ontogenia de un em-brin cigtico. El resultado es una planta completa.

TIPOSDECULTIVOSVEGETALES:

Cultivo de Meristemas. (ver capitulo 6)

Esta tcnica consiste en el aislamiento del domo apical, msuno o dos primordios foliares. El cultivo de meristemas fue uti-lizado en un inicio, para la eliminacin de hongos y bacterias enplantas, y poco despus, para la produccin de plantas libres devirus. Utilidad:

obtencin de plantas libres de patgenos mantenimiento de plantas libres de enfermedades clonacin conservacin de germoplasma

Cultivo de semillas, cotiledones y embriones(Rescate de embriones):

Organogenesis

Embriogenesis

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Es posible rescatar al embrin inmaduro y cultivarlo In vitrohas-ta obtener una planta completa. El cultivo de cotiledones y em-briones permite, tambin obtener respuestas que con otro tipo deexplante no se obtendran o se demorara mucho ms tiempo.

Utilidad: acortar el ciclo de reproduccin prevenir el aborto embrionario material de partida para la obtencin de callos y embriones

somticos superar la latencia de algunas semillas rescate de embriones hbridos derivados de cruzamientosinterespeccos e intergenricos estudios de requerimientos nutricionales de embriones endesarrollo

Cultivo de anteras y granos de polen:

Al comienzo se induce la formacin de microcallos colocandolas anteras en un medio de cultivo cuya composicin estimule se-lectivamente la divisin celular mittica. El medio para inducir esaformacin debe tener una alta concentracin de auxinas. Una vezque los microcallos han alcanzado una longitud de 2mm. son trans-feridos a un medio de cultivo con menor concentracin de auxinas,pero alto en citoquininas, para su propagacin.

El sueo de todo tomejorador es la obtencin de un nuevocultivar mejorado en el menor nmero posible de generaciones.Con esta tcnica, es posible la obtencin de plantas haploides, me-diante el cultivo de clulas sexuales, ya sean las microsporas o losvulos (aunque es ms comn el cultivo de anteras y granos depolen), y la subsiguiente regeneracin de plantas. El nmero deespecies en la que se produjeron plantas haploides es importantee incluye a plantas hortcolas (aj, tomate, berenjena, papa, nabo),

frutcolas (manzano, vid, cerezo), cereales (trigo, centeno, cebada,maz), forrajeras (ray grass, festuca), forestales (lamo).

Utilidad: Produccin de haploides Obtencin de plantas homocigotas en todos sus caracteres Acortar los ciclos de mejoramiento

Cultivo de embriones somticos.Semillas sinteticas

Los embriones somticos tienen, al igual que los cigticos, lacapacidad de formar una nueva planta despus de un proceso degerminacin, con la diferencia de que la embriognesis somtica esun proceso asexual por lo que la nueva planta ser exactamenteigual a la donadora de la clula inicial. Este no es un pro-ceso que sucede nicamente en cultivos In vitro, de hecho es rela-tivamente comn en algunas familias de plantas y se conoce como

apomixis.

Como embriones somticos, asexuales o adventicios se han de-nido los iniciados a partir de clulas que no son el producto dela fusin de gametos. Son estructuras bipolares con un eje radical-apical, y no poseen conexin vascular con el tejido materno; lasestructuras bipolares deben ser capaces de crecer y formar plantasnormales.

Utilidad:altsima tasa de multiplicacinseleccin de super genotiposobtencin de semillas de especies que no las formandesarrollo de semillas articiales

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Cultivo de callo en medio lquido.Se inicia por transferencia de callos friables a un medio en es-

tado lquido, que se disgregan para formar agregados celulares yclulas libres. Las clulas en suspensin tienen mayor disponibili-dad de nutrientes, se dividen y crecen rpidamente, tienen mayorinestabilidad gentica y bioqumica y requieren de una re-seleccincontinua de lneas celulares.

Utilidad:obtencin de protoplastosobtencin de material de partida para crioconservacinproduccin de metabolitos secundariosbiotransformacinestudios siolgicos

Cultivo in vitrode plantas


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INFRAESTRUCTURA PARA APLICAR BIOTCNICAS SIMPLES.IDEASPARAELDISEODEUNLABORATORIOECONMICODECULTIVOINVITRODETEJIDOSVEGETALES

CAPTULO3

Alejandro Escandn


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El desarrollo del cultivo de tejidos vegetales (CTV)comenz al principio del siglo XX con los trabajos deHaberlandt (1902), quien intent, por primera vez(sin mucho xito), cultivar callos con la tecnologa yla infraestructura disponible en esa poca.

Posteriormente el trabajo de investigacin lleva-do a cabo en la primera mitad del siglo pasado porbotnicos y silogos vegetales, el descubrimiento delas hormonas vegetales y el aprendizaje sobre el usode los reguladores del crecimiento vegetal, por unlado, y por el otro, el avance de la tecnologa (cma-ras de cra; zonas estriles; instrumentos de precisin,entre otros), hicieron posible el desarrollo, a partirde los 50, de esta disciplina biotecnolgica (el CTV)

que, actualmente, se ha convertido en una muy po-derosa herramienta para la seleccin, cruzamiento,control de enfermedades y produccin en masa dediferentes especies vegetales, tanto agrcolas, hortco-las, forestales, ornamentales y frutales.

Bsicamente, el CTV es una prctica por mediode la cual se asla una porcin de la planta (que se

denomina explanto) proporcionndole en esterilidady de forma articial, todas las condiciones fsicas yqumicas para que las clulas expresen todo su po-tencial.

FLUJODETRABAJOYLABORATORIO

Un laboratorio de CTV debe disponer al menosde tres sectores: uno para la preparacin del mediode cultivo y lavado y esterilizacin del material devidrio, otro microbiolgicamente limpio, para el esta-blecimiento y la transferencia del cultivo y el tercero,destinado al cultivo propiamente dicho.

Cada uno, como se ver ms adelante, adecuadoy equipado para la actividad correspondiente.

La Figura 1 muestra el sentido del ujo de lasecuencia de la propagacin in vitrode plantas, estasecuencia se corresponde con las cinco etapas esta-blecidas para una micro propagacin (ver capitulo 5):preparacin de la planta madre, introduccin in vitro,

INTRODUCCIN

Este captulo tratar sobre el diseo y la organizacin del laboratorio

sencillo y econmico de CTV que permita iniciarse en la actividad

con la inversin ms baja posible.

Denido de esta forma, el

CTV, es un conjunto de

tcnicas que permite la

propagacin de una planta

en forma controlada y li-bre de patgenos. Se hace

evidente que el desarrollo

de esta actividad requiere

de una infraestructura

mnima que permita la

manipulacin, en forma

adecuada, del material

vegetal de inters.

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multiplicacin, enraizamiento y aclimatacin. Cada una con sus dife-rentes grados de complejidad y dicultad. Esto ser determinanteen el diseo de un laboratorio de CTV, dado que la ubicacin delos sectores donde se lleven a cabo las actividades correspondien-tes a cada etapa, deberan ajustarse a la secuencia en cuestin.

Figura 1. El esquema indica los pasos y el ujo de trabajo en unproceso de rutina de multiplicacin in vitrode plantas.

La Figura 2 muestra el plano de un laboratorio tipo que re-ne los requisitos propuestos. El sector de laboratorio debe ser elnexo entre el resto de los componentes del edicio, el vestuariodel personal, as como el sector de lavado y esterilizacin tiene uncontacto directo y libre con el laboratorio, en cambio los sectoresde los cuartos de cultivo y de ujos, si bien adyacentes al labora-torio, el acceso a estos debe ser restringido y controlado, con uncompartimento estanco entre ambos locales a n de minimizarel intercambio con el exterior, esto es una puerta ser bloqueada

hasta no cerrar la otra.

Este mismo criterio deber aplicarse con la conexin entre ellaboratorio y el sector tosanitario, todo material que salga de esesector debe ser rigurosamente controlado en cuanto a su sanidady el personal responsable deber mudar de ropa al entrar y salirde ese sector.

Es importante remarcar algunos detalles a tener en cuenta, tan-

to la zona estril y el sector de cuarto o cmaras de cultivo, ascomo el sector de cuarentena/tosanitario, tienen que estar ubi-cados de tal forma que queden como fondo de saco o sea, nodeben ser lugares de trnsito, tambin esto se debe a una cuestinde mantener los sectores lo ms limpios posible, para el sector decmaras y estril, por lo que se recomienda es que ambos localestengan, cada uno, su puerta independiente y adems una conexinentre ellos.

El local correspondiente al laboratorio propiamente dicho de-bera ser un ambiente amplio y bien iluminado a n de permitir unsector de observacin y anlisis de los materiales. Debe contar condos locales anexos, uno para lavado y esterilizacin del material yotro para depsito de insumos y reactivos, en ambos casos se debeprever una muy buena ventilacin de los locales, del lavadero en fun-cin del bienestar de los operadores y el depsito para la evacuacinadecuada de la posible evaporacin de algunos solventes. Por su par-

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te, el rea de aclimatacin y el invernculo normal pueden ubicarseadyacentes al edicio principal y levantarse ambos en una mismaestructura acondicionando cada sector segn corresponda.

Figura 2. Diagrama de laboratorio. Ver texto principal

Elementos que componen un laboratorio de CTV(insumos e instrumental)

Siendo el laboratorio de CTV un lugar destinado al cultivo declulas y de rganos, los elementos bsicos para tal n son: conte-nedores para cultivo (frascos y tubos), gradillas. A continuacin sehar una revisin sobre el instrumental e insumos con los que sedebe equipar el laboratorio de CTV.\

rea de laboratorio y preparacin de medio:Mesadas.Reactivos en uso.Heladeras, freezer.Destilador.Balanzas (granataria y de precisin).pHmetro, agitador magntico.Vortex.Sonicador.

Dispensador.Juego completo de pipetas automticas esterilizables.Horno micro ondas y anafe.Material de vidrio (volumtrico, cultivo, etc.).Material descartable.

rea de esterilizacin y lavadoMesadas.Autoclave y/o olla de presin.

Destilador de agua.Estufas de esterilizacin y secado.Bandejas y/o gradillas de secado,Lavavajilla y Lava pipetas.Dispensador de agua destilada.Cinta indicadora de esterilizacin.Bandejas para el descarte del material contaminado.Guantes.

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rea estrilFlujo laminarMicroscopios estereoscpicosHerramientas para diseccinMesadasMecherorea de cultivoBuen aislamiento trmicoEstantes

Luces uorescentesAcondicionadores de aireTemporizadorIndicador de temperatura

Disminuyendo costos y simplicando el proceso

Hasta aqu se han volcado ideas y conceptos ge-

nerales para el diseo de un laboratorio de investi-gacin/produccin, esto no es ms que la opinindel autor y se pueden hacer muchas variantes sobrela aqu propuesta, con la salvedad que la experienciaacumulada remarca fuertemente sobre la importan-cia de acomodar las estructuras del laboratorio alujo del proceso rutinario del cultivo de tejidos, in-dependientemente de la escala que se intente alcan-zar. Incluso en el montaje de un laboratorio casero,

con un mnimo de compartimentos, se recomiendaseguir estas indicaciones.

La micropropagacin ofrece una serie de venta-jas sobre la propagacin tradicional, entre otras, laposibilidad de producir un elevado nmero de plan-tas homogneas y de una muy alta calidad tosani-taria en un menor plazo de tiempo y en espacios

reducidos; pero presenta el inconveniente que suscostos son muy elevados respecto a los de los m-todos convencionales tanto para el montaje de unlaboratorio como para el proceso de produccin ensi mismo. En los pases en desarrollo, tanto los reacti-vos, como los insumos, as como la energa elctricason tems relevantes en la composicin de ese costo(Ges Junghams et al, 2009).

Para iniciar un emprendimiento comercial demicropropagacin es relevante buscar la manera deincrementar la eciencia de produccin y la dismi-nucin de sus costos, por lo que se deber buscar lamanera de optimizar cada etapa del proceso a n deincrementar su productividad.

Los componentes del costo para una micropro-pagacin, se reparten segn la siguiente proporcin:

mano de obra: 40%; gastos administrativos: 30%; gas-tos var ios (electr icidad, mantenimiento): 20% y 10%para insumos y reactivos (Ahloowalia y Savangikar,2004), estas proporciones pueden modicarse se-gn de que pas se trate, pero la tomaremos comoreferencia en funcin de mostrar, en los prrafos si-guientes, algunas estrategias para reducir los costosde produccin.

Medios y recipientes de cultivos

El proceso de micropropagacin de plantas,como se indica en la Figura 1, incluye 5 etapas biendenidas:

La ejecucin adecuada

de cada una de ellas es la

primera herramienta que

se dispone para disminuir

los costos de produccin

de un laboratorio de CTV.

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Etapa 0, el precultivo, que se reere al trata-miento de la planta madre.Etapa 1: introduccin in vitro, que incluye al pro-

ceso de desinfeccin y establecimiento del cultivo.Etapa 2: multiplicacin: implica el incremento

de la masa de material vegetal.Etapa 3 de enraizamiento: se induce el desarro-

llo de races y, por ltimo, laEtapa 4 de aclimatacin: en la que se adapta a la

planta a vivir fuera de la condicin in vitro.

En la etapa 2 en la que se desarrolla la fasede multiplicacin, que justifica todo el proceso,el medio de cultivo juega un papel fundamental,sus componentes pr incipales son, bsicamente, elagua, las sales minerales y la fuente de carbono(sacarosa, en general). Adems, se utilizan vita -minas (suplementos orgnicos), reguladores del

crecimiento y agentes gelificantes (ver capitulo 4).Si bien la proporcin de sus componentes depen-de de cada especie, la formulacin propuesta porMurashige y Skoog (1962) es, por lejos, la msutilizada. En este contexto es importante sealarque los costos del medio de cultivo pueden al-canzar el 15% de los costos de produccin y queel agente gelificante contribuye con un 70% deese porcentaje. Existen alternativas para reducir

los costos, reemplazando el agente gelificante yla sacarosa, disminuir el costo del agua empleada(Prakash et al. 2004), as como tambin, probarcon marcas alternativas de reactivos (i.e .: sales mi-nerales) de produccin nacional, cuyo costo essensiblemente ms bajo que las marcas de los dis-tr ibuidores tradicionales.

Alternativas para el agar

El desarrollo de yemas o races bajo condicionesin vitroest altamente inuenciado por la consisten-cia fsica del medio de cultivo. Asimismo, se deberaconsiderar que la disponibilidad de los nutrientesest altamente afectada por el potencial agua delmedio y en esto el soporte utilizado es fundamental.Varios autores han probado el reemplazo del agar

por diferentes gomas vegetales y almidones, comoel de mandioca al 8%, que dio buenos resultados encultivo in vitrode papa (Ges Junghams et al, 2009).La bra de algodn es una buena alternativa para elreemplazo del agar y segn Prakash et al. (2004) hasido probado con xito en la multiplicacin de varioscultivos, como papa, orqudeas, crisantemo y banana.

Fuentes de carbono alternativas

El azcar ms utilizado en el cultivo de tejidosvegetales es la sacarosa. En su estado de mximapureza es un producto cuyo precio oscila entre los10,00 y los 120 us$ de acuerdo a su calidad, es posi-ble reemplazarlo por el azcar comn, de consumohumano, el producto ms renado que se consiga enel mercado local, cuyo precio es alrededor de 1,00

us$ el kilogramo.

De todas formas, dada la posible presencia de in-hibidores del crecimiento vegetal en estas sustancias,es aconsejable previamente probar el agente geli-cante sustituto con el cultivo de inters.

La estrategia que se

propone es que, para el

ajuste inicial de un pro-tocolo de multiplicacin,

se recomienda utilizar los

reactivos testados como

aptos para cultivo de

tejidos, una vez ajustado

el protocolo se puede

comenzar a introducir, de

a una, variantes de menorcosto y comparar con

el protocolo original la

relacin costo/benecio

que se obtenga.

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OTROSCOMPONENTESDELMEDIO

Como se indic antes, es posible disminuir loscostos de produccin utilizando reactivos de pro-duccin local e incluso aquellos de menor pureza(probar previamente) , la diferencia de costos puedeser hasta 10 veces menor para alguna de las sales.Tambin es posible encontrar reportes donde seindica el reemplazo de la sacarosa, las vitaminas ylos micro-nutrientes, por la melaza de caa de az-

car (Dhamankar, 1992, citado por Ges Junghamset al, 2009). Quizs sean las orqudeas el cultivopara el cual se desarrollaron la mayor cantidad demedios de menores costos, como el Phytamax, el KC (Knudson, 1946) el V&W (Vacin y Went,1949). Incluso muchas especies de orqudeas tro-picales fueron multiplicadas en medio conteniendo,peptona, inositol, agua de coco o pulpa de banana,estas dos ltimas, muy ricas en hormonas vegetales

(Prakash et al. 2004).

El agua

Es el componente mayoritario del medio de cul-tivo, normalmente se utiliza agua bidestilada, desti-lada o deionizada para la preparacin del medio, esposible reemplazarla por agua comn de red (libre

de metales pesados y contaminantes), de hecho, estetipo de agua, ha sido utilizado para la multiplicacinde jengibre y banana (Ges Junghams et al, 2009).

En zonas rurales puede usarse el agua de lluviarecolectada en recipientes adecuados libres de xi-do u otra fuente de contaminacin tanto orgnicacomo inorgnica. No se recomienda el uso de agua

de lluvia en zonas urbanas dado que el alto conteni-do de contaminantes de la atmsfera, pueden afectarel desarrollo de los cultivos.

Recipientes para el cultivo

Durante la etapa de multiplicacin el uso de fras-cos de vidrio de 250-300 ml de capacidad, con boca

ancha, que permiten introducir y cultivar varios brotesen cada uno, son los ms adecuados.

Los frascos de cultivos denominados Magenta,son muy utilizados en algunos pases desarrollados,pero su costo es muy alto y si vida til relativamentecorta, dado que se van opacando con los continuos la-

vados y esterilizaciones, lo que afecta la luz que recibenlos explantos en cultivo.

Para micropropagacin a gran escala es posible el

uso de sacos de plstico transparente y estril o enbolsas tipo Ziploc, con cierre hermtico. Esto aba-rata considerablemente los costos pero tiene el incon-veniente que el plstico no permite el intercambio de

Cualquier recipiente

de vidrio transparente

y de tamao adecuado,

es apropiado como frasco

de cultivo.

Diferentes tipos de

envases para CTV

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gases, por lo que el uso de esta alternativa implica prestarle mucha atencin a laevolucin del cultivo a n de evitar el fenmeno de vitricacin.En este contexto es apropiado remarcar la importancia que tiene la tapa del

frasco de cultivo, para la eleccin de este tem se debe priorizar la capacidad delelemento para aislar microbiolgicamente al explanto tanto como la de permitir elintercambio de gases con el exterior, favoreciendo la disponibilidad de oxgeno ydixido de carbono, evitando la acumulacin de etileno (hormona vegetal respon-sable de la senescencia y que produce un fenmeno en las plantas in vitro, llamada

vitricacin, dando un aspecto de vidrio a las clulas vegetales) y la condensacinde la humedad en el interior del envase (gotas de agua cerca de la tapa son buenosvehculos para el ingreso de contaminantes).

Existen diversas clases de tapas, de algodn envuelto en gasa, de metal, de poli-propileno, de espuma de poliuretano, lm de polietileno, entre otras.

En la opinin del autor las ms apropiadas son las de algodn/gasa, permiten unmuy buen intercambio de gases, son una buena barrera microbiolgica, son eco-

nmicas (salvo el hecho que hay que fabricarlas), pero tienen el inconveniente queno son las ms adecuadas para la produccin en masa ya que se adaptan mejor entubos y no en frascos de boca ancha, de todas formas, para los frascos de produc-cin, es posible perforar el centro de las tapas de polipropileno o de metal y colocaralgodn en el centro de la misma a n de permitir el intercambio de gases en estetipo de envases.

Sector de multiplicacin

Es el sector ms delicado del laboratorio, tiene, como mnimos requerimien-tos, que ser una habitacin sin corrientes de aire, con supercies fciles de lim-piar y desinfectar, adems se debe contar con las herramientas de diseccin, unmicroscopio estereoscpico y una cmara de ujo laminar, estos dos ltimos sonlos elementos ms costosos del equipo, si bien con el microscopio se puede con-seguir uno econmico en plaza (us$ 650), es de por si un artculo caro pero casiimprescindible para ciertos trabajo de micropropagacin.

Frascos de cultivos

denominados

Magenta,SIGMA

Diferentes tipos de tapas

para envases utilizados

en el CTV.

Tubo deensayo

con

tapn de

algodn.

Bolsas tipo Ziploc

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Figura 3. Esquema ymedidas de una cmaraasptica casera. A) Conla cortina plegada. 1) Ac-ceso. 2) Cortina. B) Conla cortina desplegada. 3)Cortina. 4) Ojales para

introducir las manos deloperador.

Cmara aspticacasera realizada enplstico. Se utiliza enreemplazo de la cam-pana de ujo laminar.

Una vez limpia y desinfectada la supercie externae interna de la cmara con alcohol 70% o lavandina al

20% a lo que se le puede sumar el uso de una lmparaUV porttil y la utilizacin de un mechero en el interiorpara generar una zona de esterilidad, se considera quela cmara es apta y adecuada para realizar la siembra omultiplicacin de material bajo condiciones in vitro.

Cuartos y cmarasde cultivo

En general el cultivo in vitrose lleva a cabo en cuar-tos de cultivos que requieren disponer de una buenailuminacin, fotoperiodo controlable y un buen sistemade control de temperatura (Figura 5).

Si bien en pases en desarrollo la construccin del

cuarto de cultivo es relativamente econmica, se re-quiere de una habitacin bien aislada y de fcil limpieza,estanteras con un sistema de iluminacin adecuadocuyos costos dependern de la cantidad de estantesy, por supuesto, tendr variaciones por pases, en Ar-gentina, por ejemplo, el precio por una estantera de 2m de altura y 0,90 de ancho por 0,43 de profundidadcon 5 estantes us$ 55,00 + us$15 por dos lmparasbajo consumo + us$ 20,00 por un temporizador y

us$ 5 de cables.

El principal problema del cuarto de cultivo radi-ca en los costos de la energa que se consume parala iluminacin y la aclimatacin, que pueden alcanzarhasta 60% y 25%, respectivamente, de los costos deproduccin (Dooley, 1991, citado por Ges Junghamset al, 2009).

La Figura 4 muestra una estantera de un cuartode cultivo tpico, ntese que los tubos de luz uores-centes han sido reemplazados por lmparas de bajoconsumo con las que se logra un importante ahorrode mantenimiento tanto en dinero (se prescinde de losarrancadores y balastos y su correspondiente cablea-do) como en trabajo.

La cmara de ujo laminar

puede improvisarse

utilizando una pecera de

vidrio volteada de lado, de

tamao adecuado, la me-

dida del espesor mnimo

estar dada por el tamaode la lupa binocular que

se disponga. La cara de

acceso puede cubrirse con

una cortina de plstico

transparente que pueda

plegarse y desplegarse de

acuerdo a las necesidades

(Figura 3).

Esta cmara representa

una muy interesante

alternativa que permitir,

sumada las condiciones

enunciadas previamente,poder iniciar la actividad

de la micropropagacin sin

desembolsar los us$5.000

promedio, que cuesta una

cmara de ujo laminar

horizontal.

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De todas formas es importante dejar en claro que la ilumina-cin articial es un mtodo poco eciente (para la planta) y muycostoso (para el productor).

Se han desarrollado diseos de cuartos de cultivo que permi-ten el aprovechamiento de la luz natural lo que implica un impor-tante ahorro de energa y una considerable merma en los costosde produccin (Prez Ponce et al. 2000).

En efecto, debido a que proveen poca energa en el color rojodel espectro la luz de las lmparas uorescente son poco ecientespara activar el sistema fotosinttico, as como tampoco al tocro-mo, lo que trae como consecuencia una pobre fotomorfognesis;a esto se suma que la luz articial genera calor que es necesariocontrarrestar

Figura 4. Cuarto de cultivo clsico. Construido con carpinterametlica estndar pintada de blanco con pintura antixido. Cuentacon 2 o 4 lmparas larga vida segn estante en particular, este po -see una irradiancia de 3500 lux en la zona del explanto.

Con una mayor potencia de los acondicionadores de aire, lo quetrae como consecuencia un mayor gasto de energa restndole e-ciencia al sistema de produccin.

Los colegas cubanos han diseado y montado biofbricas

para la multiplicacin de plantas que basan su funcionamiento

en los bajos costos de produccin debido a la implementacin

y utilizacin de cuartos de cultivo iluminados por luz natural,

que de acuerdo a su propuesta presenta las siguientes ventajas:

1) No requiere instalaciones complejas y costos de construc-

cin menores,

2) no hay costos para iluminar los cultivos,

3) Bajo mantenimiento, y

4) debido a su menor grado de estrs, el cultivo supera mejor

la fase de aclimatacin (Prez Ponce et al. 2000).

La iluminacin natural se logra a partir de luz zenital, sea por unao varias claraboya/s, de buenas dimensiones, en el techo del cuarto;

tambin, es posible recurrir a sistemas pre armados capaces de direc-cionar la luz exterior al interior del cuarto, existen varias alternativasen el mercado, como ser: http://www.solatube.com/ o http://natural-light.com.mx/, entre otras (Figura 5).

Al sistema de luz zenital se puede agregar una amplia supercievidriada en los laterales que den al exterior, a n de lograr un mayoraprovechamiento de la luz del da. Como todo, este sistema tiene sus

aspectos negativos y es que si bien se gana en calidad lumnica, sehace ms difcil el control de temperatura, dado que el vidrio no esun buen aislante, a no ser que se coloque doble cristal con aislamien-to, pero eso encarece los costos de instalacin. Tambin es posiblecolocar placas de vidrio en el techo de la cmara, siempre teniendoen cuenta la consideracin hecha previamente respecto del controlde temperatura.

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Figura 5. Tubos para luz zenital A) Modelo para techo a dos aguas.B) Para techo plano. C) Esquema de del funcionamiento del difusorde luz desde el exterior hacia el interior del ambiente.

Control de temperatura

Es un hecho generalizado la utilizacin de acondicionadores deaire para el control de temperatura de los explantos cultivados in vitro,a pesar de esto, hay opiniones que cuestionan esta costumbre argu-mentando que esto lo nico que genera es incremento en los costosy no contribuye en nada a la calidad de los cultivos.

De hecho, el control de temperatura se efecta, ms que nada,

para contrarrestar el calor generado por el sistema de iluminacin ar-ticial. Sera importante probar el cultivo de inters bajo condicionesde iluminacin con luz natural y sin control de temperatura.

Las alternativas propuestas en este captulo pretenden mostrarque es posible la incorporacin de tecnologa accesible, en cuanto acostos, e los procesos de produccin de plantines, lo que contribui-r largamente en el incremento de la calidad del producto ofrecidoy en la productividad del emprendimiento.

A C

B

CAPTULO 4


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CULTIVO DE TEJIDOS VEGETALESMEDIOSDECULTIVOPARAPLANTAS

CAPTULO4

Alicia Rangel Cano


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Como se vio en el capitulo anterior, los cultivosde tejidos vegetales llamados tambin cultivos in vi-tro involucran el manejo en condiciones controladasde clulas, tejidos, rganos y plantas completas parapoder obtener, clulas, tejidos, rganos y/o plantascompletas en condiciones aspticas.

Para llevar a cabo esto debemos de cuidar tantocondiciones fsicas (la temperatura, la humedad la luz,etc.) como qumicas (nutrientes, azucares y vitaminasy/o aditivos).

Los cultivos in vitrose hacen en frascos cerrados y

en condiciones controladas y estriles que contienenel sustrato o medio de cultivo, que contiene todo lo

necesario, donde la plantas deber crecer sana.

Los medios de cultivo, han sido utilizados en di-ferentes organismos, y pueden estar formulados conmateriales netamente naturales o con componentescompletamente articiales.

Son esencialmente una mezcla de nutrientes enlos que se encuentran macro (nitrgeno, fosforo, po-tasio, etc .) y micronutrientes (magnesio, manganeso,zinc, etc.) y carbohidratos como el azcar o la glucosa,tambin se pueden agregar vitaminas y algunos otrosaditivos, que en el caso de las plantas pueden ser regu-

ladores de crecimiento y/o extractos de frutos cono-cidos. Adems del elemento que le de consistencia almedio que puede ser agar, algodn, vermiculita, entreotros. La adicin de extracto de levadura es benecio-sa ya que le proporciona al medio de vitaminas, algode nitrgeno en forma de aminocidos, oligoelemen-tos y cofactores.

ANTECEDENTES

Los medios de cultivo destinados a las plantashan sido elaborados por mltiples investigadores conrecetas muy variadas. Podemos decir que a inicios delsiglo pasado fue cuando los intereses hacia los orga-nismos en general se potenci gracias a entre otrascosas a los diferentes avances en las ciencias.

INTRODUCCIN

El objetivo nal siempreser, obtener una mezcla

adecuada para el creci-

miento y proliferacin

libro biotecnología.pdf

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