Existen riesgos de inestabilidad citogenética cuando se conserva el germoplasma mediante el cultivo de tejidos in vitro a largo plazo. Este riesgo se puede minimizar utilizando tejidos organizados (meristemos, yemas y cultivos derivados) y reduciendo la tasa de crecimiento mediante la temperatura baja. Con forme se reduce la temperatura de un tejido, el metabolismo celular disminuye hasta llegar a un estado de suspensión animada cuando la temperatura alcanza niveles inferiores a -150 °C; a esta temperatura, los procesos biológicos han cesado y las posibles causas de inestabilidad se habrán, por tanto, minimizado o eliminado
martes, 27 de noviembre de 2012
3.5.2.1. Factores que limitan el crecimiento
3.5.2.1. Factores que limitan el crecimiento
El cultivo in vitro de plantas superiores es una técnica que exige un control absoluto del ambiente tanto físico como químico, en el que se sitúa al explante. Los principales factores no biológicos que afectaran al desarrollo del cultivo in vitro como:
Ambiente químico: composición del medio y pH.
Ambiente físico: temperatura, luz y fotoperiodo
Banco genético activo (Limitación del crecimiento):
Temperatura
Nutrientes (orgánicos e inorgánicos)
Reguladores de crecimiento
Concentración osmótica
3.5.2. Métodos de conservación
3.5.2. Métodos de conservación
La conservación puede aplicarse en teoría a tres niveles de organización: génica, de organismo y Ecológica. Con el avance de las técnicas de ingeniería genética, es posible que en el futuro lleguen a establecerse bancos de ADN; sin embargo, por el momento los genes se conservan agrupados en individuos o en ecosistemas.
Los métodos de conservación de recursos filogenéticos pueden clasificarse de esta forma en dos grandes categorías: métodos de conservación ex situ y métodos de conservación in situ. Estos últimos consisten en preservar las variedades o poblaciones vegetales en sus hábitats originales, mientras que en los primeros la conservación se realiza en los denominados bancos de germoplasma.
Conservación en campo:
La conservación mediante colecciones de plantas mantenidas en el campo se realiza fundamentalmente en especies sexualmente estériles o que poseen semillas que no pueden ser conservadas durante largos periodos de tiempo. Se emplea también en especies de reproducción vegetativa para el mantenimiento de clones y en aquellas que tardan mucho en producir semilla, como es el caso de las forestales. Entre los cultivos que se conservan en colecciones de este tipo se encuentran algunos de tanta importancia como la patata, la mandioca, el ñame, la batata, el plátano y los árboles frutales en general. Las colecciones de plantas se mantienen en el campo, regenerándolas periódicamente a intervalos que dependen de la duración del ciclo de la planta. Este tipo de conservación necesita grandes extensiones de superficie, especialmente cuando se trata de árboles, y requiere un coste de mantenimiento elevado sobre todo si las plantas necesitan regeneraciones anuales o muy frecuentes. El riesgo de pérdidas por ataque de plagas y enfermedades, anomalías climáticas u otros accidentes naturales es también mayor que en otros tipos de conservación.
Conservación de semillas:
Este método de conservación es actualmente el más utilizado en los bancos de germoplasma, Resultando el más eficiente, económico y seguro para la conservación ex situ de la mayoría de las especies de las zonas templadas, cuyas semillas son capaces de permanecer viables largo tiempo bajo determinadas condiciones (semillas “ortodoxas”). La longevidad de las semillas ortodoxas puede aumentarse extraordinariamente disminuyendo su contenido de humedad y la temperatura de almacenaje. Según las reglas empíricas de Harrington (1965), la vida de la semilla se duplica por cada 5ºC de disminución de temperatura y por cada 1% de reducción de su contenido en humedad, siendo ambos efectos aditivos. La disminución simultánea de estos dos factores permitiría, al menos teóricamente, mantener durante cientos de años la viabilidad de las
3.5.1.4. Estrategias
3.5.1.4. Estrategias
Los métodos de conservación in vitro son importantes para especies que se propagan en forma agámica, para especies que poseen genotipos altamente heterocigotas como así también para especies que producen semillas recalcitrantes. Por ende, constituyen complementos importantes para los bancos de semillas y las colecciones a campo. Si bien este método ofrece la posibilidad de conservar germoplasma a corto y mediano plazo en un espacio más reducido y a menor costo en relación con las colecciones a campo, existe el riesgo de pérdida de las entradas por contaminación accidental, error humano y /o por variación somaclonal y los costos de las labores por mantenimiento son altos.
La crioconservación, es decir el almacenamiento de material biológico a temperatura ultra baja, generalmente la del nitrógeno líquido (-196ºC), es la única técnica actualmente disponible que asegura la conservación a largo plazo del germoplasma vegetal. A esta temperatura, las divisiones celulares y los procesos metabólicos se encuentran detenidos, por lo que el material vegetal puede ser almacenado sin alteración o modificación por un período de tiempo teóricamente ilimitado. Más aún, el material crioconservado requiere un mínimo mantenimiento, un espacio reducido y no existen riesgos de contaminaciones
3.5.1.3. Estabilidad genética
3.5.1.3. Estabilidad genética
La estabilidad genética de los cultivos ha sido, durante mucho tiempo, un motivo de inquietud cuando se piensa aplicar las técnicas in vitro para la conservación del germoplasma.
Los sistemas de cultivo de tejidos presentan diferentes niveles de riesgo de variación genética. Igualmente, entre las dos estrategias de conservación in vitro –el crecimiento lento y la crioconservación- hay posibilidades de variación debidas a la posible regeneración de yemas adventicias.
3.5.1.2. Variabilidad
3.5.1.2. Variabilidad
La evaluación de la viabilidad de los cultivos in vitro se debe realizar sistemáticamente. Las características más importantes que se evalúan en el almacenamiento de crecimiento lento de cultivos derivados del ápice de yemas son: contaminación, senescencia de la hoja (la razón hojas verdes/hojas muertas), número de brotes verdes (para micropropagación adicional), número de nudos viables (verdes) en relación con la longitud del tallo (verde), presencia o ausencia de raíces, y ocurrencia de callo.
3.5.1.1. Regeneración
3.5.1.1. Regeneración
La regeneración viene marcada por la necesidad de rejuvenecimiento de las muestras almacenadas, las cuales pueden alterar sus características genéticas al envejecer. La multiplicación es necesaria cuando es preciso aumentar el tamaño de muestra para llegar a los mínimos de conservación recomendados o para disponer de reservas suficientes para suministrar a los usuarios. Ambas operaciones constituyen un mismo proceso aunque en cada caso puede variar la cantidad de material a obtener. La regeneración o multiplicación en campo son actividades costosas y delicadas en las que la diversidad resulta especialmente vulnerable. Su principio primordial debe ser no alterar la composición genética del material vegetal, lo cual implica controlar procesos a veces muy complejos cuando las entradas son poblaciones heterogéneas. En estos casos, es necesario evitar una pérdida selectiva de genotipos a lo largo de todo el ciclo de cultivo, para lo cual es fundamental que el ambiente del lugar de multiplicación sea lo más semejante posible al de origen. El tamaño de la muestra debe ser suficiente para minimizar el riesgo de pérdida de alelos al azar (deriva genética) que se acentúa cuando las poblaciones son pequeñas. Además, en especies alogamas, es preciso utilizar métodos de aislamiento que eviten contaminaciones por polen extraño y no impidan la polinización natural, lo cual que resulta muy costoso cuando hay que multiplicar simultáneamente un número elevado de muestras (Breese, 1989). Los procesos de regeneración y multiplicación deben por tanto realizarse con la menor frecuencia posible y en casos especialmente problemáticos, como es el de las especies silvestres, puede ser más aconsejable realizar una nueva recolección cuando esto que sea posible
La regeneración del plantas enteras basadas en los sistemas de cultivo de células es, a menudo, el paso que limita la aplicación de técnicas de cultivo in vitro a especies vegetales que no se pueden propagar mediante meristemos preformados. A pesar de la capacidad que tienen para iniciar callo diversos tejidos y órganos de muchas especies cultivadas, la regeneración reproducible de plantas enteras sigue siendo problemática. La regeneración adventicia mediante la embriogénesis somática es muy deseable, ya que el proceso ofrece altas tasas de multiplicación y produce propágalos que poseen ejes de raíz y de yema. Los embriones somáticos pueden desarrollarse de células únicas y se pueden recuperar plantas con genotipos más estables.
Suscribirse a:
Entradas (Atom)