TEMA 5

MICROPROPAGACIN

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

Propagacin

Sexual Semilla

Asexual Soma

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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.

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

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

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

EMPRESAS DE CULTIVO IN VITRO

Produccin comercial plantas

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

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