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)
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Reguladores de crecimiento
®
Concentración osmótica
Es bien conocido que las plantas necesitan
de varios factores para su crecimiento y desarrollo. A continuación se enlistan
algunos de ellos:
- Soporte. Proporcionado por el suelo, las piedras (plantas litofíticas) u otras plantas (plantas epífitas neutralistas y parásitas).
- Agua. La cual es obtenida de la solución del suelo o directamente de la lluvia en el caso de las plantas epífitas, p. ej. las orquídeas y las bromelias
- Nutrimentos. Estos pueden dividirse en minerales (macro y microelementos), esenciales (carbono, hidrógeno y oxígeno); los primeros son tomados de la solución del suelo y los últimos del aire (por lo que también se les llama atmosféricos) y del agua.
- Aire. Este proporciona principalmente oxígeno para la respiración celular y CO2 (dióxido de carbono) para la síntesis de enlaces carbono-carbono de los precursores de azúcares durante la fotosíntesis.
- Condiciones ambientales adecuadas. En el aspecto macroambiental requieren de cierta intensidad luminosa, fotoperíodo y temperatura, mientras que en el nivel microambiental necesitan rangos particulares de pH, de potencial redox, de intercambio iónico, así como de la interacción con seres vivos simbióticos, como los microorganismos
Por lo tanto,
un medio de cultivo artificial debe proveer a la planta estos elementos en
cantidad y calidad adecuadas. De esta forma, los medios nutritivos utilizados
en cultivo de tejidos vegetales contienen:
1. Sustancias nutritivas: sales
minerales –macro y micronutrimentos; además una fuente de carbono (usualmente
sacarosa) para soportar una tasa de crecimiento elevada y debido a que los tejidos
vegetales in vitro no cuentan con un
sistema fotosintético bien desarrollado, es decir, son parcialmente
heterótrofos.
2. Promotores del crecimiento: aminoácidos, vitaminas del complejo B y fitorreguladores (principalmente de tipo auxinas y citoquininas). La necesidad de agregar estos componentes se debe a que se manipula el crecimiento y desarrollo, y no basta con los promotores del crecimiento que las mismas células vegetales producen.
3. Soporte inerte: todos los componentes del medio de cultivo están disueltos en agua y generalmente contienen agar o agentes gelificantes sintéticos como el Phytagel® para formar un gel que sirve de soporte al tejido. Por supuesto también se cultivan tejidos vegetales en medios líquidos.
4. Otros ingredientes: se refiere a componentes opcionales –algunos complejos- como el agua de coco, hidrolizado de caseína, extracto de levadura, carbón activado y sustancias naturales diversas.
5. Reguladores microambientales: el medio de cultivo debe ajustarse a un pH adecuado para la especie vegetal que se está cultivando. Lo usual es que sean ligeramente ácidos (5.5 a 6.5). También se debe ajustar el potencial redox en aquellas especies que tienen problemas de oxidación rápida, agregando sustancias como PVP, L-cisteína, ácidos orgánicos quelantes, carbón activado, etc. Para prevenir la precipitación de cationes (como el Fe++) se debe añadir un quelante como el EDTA.
2. Promotores del crecimiento: aminoácidos, vitaminas del complejo B y fitorreguladores (principalmente de tipo auxinas y citoquininas). La necesidad de agregar estos componentes se debe a que se manipula el crecimiento y desarrollo, y no basta con los promotores del crecimiento que las mismas células vegetales producen.
3. Soporte inerte: todos los componentes del medio de cultivo están disueltos en agua y generalmente contienen agar o agentes gelificantes sintéticos como el Phytagel® para formar un gel que sirve de soporte al tejido. Por supuesto también se cultivan tejidos vegetales en medios líquidos.
4. Otros ingredientes: se refiere a componentes opcionales –algunos complejos- como el agua de coco, hidrolizado de caseína, extracto de levadura, carbón activado y sustancias naturales diversas.
5. Reguladores microambientales: el medio de cultivo debe ajustarse a un pH adecuado para la especie vegetal que se está cultivando. Lo usual es que sean ligeramente ácidos (5.5 a 6.5). También se debe ajustar el potencial redox en aquellas especies que tienen problemas de oxidación rápida, agregando sustancias como PVP, L-cisteína, ácidos orgánicos quelantes, carbón activado, etc. Para prevenir la precipitación de cationes (como el Fe++) se debe añadir un quelante como el EDTA.
El tipo y concentración de los ingredientes
varía de acuerdo al fin buscado, a la especie de planta, al tipo de tejido
cultivado y a los fines que se persigan
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