3.4. TÉCNICAS IN VITRO APLICADAS AL
FITOMEJORAMIENTO
3.4. TÉCNICAS IN VITRO APLICADAS AL FITOMEJORAMIENTO
3.4.1. PRODUCCIÓN DE HAPLOIDES: CULTIVO DE ANTERAS Y ÓVULOS
·
Cultivo de anteras:
Mediante esta técnica, las anteras inmaduras que contienen polen en una
etapa específica de desarrollo se colocan en medios donde el polen inmaduro se
divide para formar embriones o callo. Transferidos éstos a medios de
regeneración, se forman plantas. En la mayoría de los casos se producen plantas
haploides estériles, pero en algunas especies ocurre una duplicación espontánea
de los cromosomas en las etapas de desarrollo del callo y de regeneración de la
planta.
Desde que Guha y Maheshwari lo descubrieron en 1964, el cultivo de
anteras se ha extendido a más de 150 especies.
Condiciones que afectan el cultivo de anteras:
-Genotipo de las plantas donantes.
El genotipo es quizás el factor más importante que afecta el cultivo de
anteras. La capacidad genotípica general para el cultivo de anteras, se han
determinado, en la cebada y en el trigo, rasgos heredados independientemente
respecto a componentes específicos de la androgénesis, como la inducción de
callo y la regeneración de plantitas.se demostró que ambos rasgos eran
altamente heredables, lo que sugería la posibilidad de obtener una ganancia
rápida en la selección.
-Albinismo.
Aunque no se ha comprendido plenamente el fenómeno, hay pruebas de que
el albinismo está relacionado con la supresión del ADN de los plásmidos. Usar
plantas híbridas como donantes de anteras se considera un método práctico para
aumentar el número de plantas productoras de polen.
Fisiología de las plantas donantes.
El fotoperiodo, la intensidad de la luz, la temperatura y la nutrición
mineral de las plantas donantes influye en el rendimiento de los embriones
procedentes de microesporas y de las plantitas. La ocurrencia de dos granos de
polen morfológica y funcionalmente diferenciados en las anteras maduras
–fenómeno hallado originalmente en el tabaco y confirmado luego en el trigo, la
cebada y el arroz- se ha relacionado con la formación in vitro de plantas
haploides a partir de polen inmaduro.
Desarrollo del polen
Las pequeñas diferencias en el desarrollo del polen darían lugar a
cambios notables en la producción de plantas derivadas de polen.la mejor
respuesta se obtuvo cuando las anteras se cultivaron en una etapa del
desarrollo del polen comprendida entre la microespora tardía y el polen
temprano.
Pretratamiento de las anteras
El tratamiento de las anteras con temperatura baja o alta, con choque
osmótico, o con otros estímulos tiende a aumentar la producción de plantitas de
polen.
Medio de cultivo.
La técnica del cultivo de anteras en medio líquido desarrollada por
investigadores chinos elevó enormemente el rendimiento de las plantas
androgenéticas.
Medio 1: MS+1.1. mg/l de tiamina+ 1 mg/1 de ANA + 2 mg/l de cinetina +
sucrosa al 3%.
Medio 2: 1000 mg/l de KNO3 + 100 mg/l (NH4)2SO4
+ 200 mg/l de KH2PO4 + 35 mg/l de KCl + 1.1 mg/l de
tiamina + 10 -4 M Fe-EDTA (MS) + 1 mg/l de ANA + 3 mg/l de cinetina
+ sacarosa al 3% + extracto de papa al 20%.
El cultivo de anteras aplicado al fitomejoramiento
El potencial que posee el cultivo de anteras surge de la constitución
genética de las células del polen. Las células del polen de los híbridos F1
contienen la dotación genética de las plantas paternas y las recombinaciones
esperadas según las proporciones mendelianas. Estas células son haploides y
permiten por ello al mejorador selecciones eficazmente los recombinantes
deseables; además, una vez duplicadas esas células, se establecen rápidamente
líneas homocigóticas.
Ventajas del cultivo de anteras:
A) Obtención de
haploides duplicados a partir de híbridos F1 puede ser útil para
desarrollar variedades en forma fija en una estación central, con el fin de
distribuirlas en ambientes ecológicos muy diversos y de ensayarlas en ellos.
B) Crear y acrecentar
reservas citogenéticas y citoplasmáticas de los principales cultivos.
C) Etc.
“ Cultivo de óvulos
El cultivo de óvulos se ha usado para rescatar embriones derivados de
cruzamientos interespecíficos. Ha sido útil también para rescatar híbridos
intergenéricos, y para rescatar embriones abortados en uvas sin semillas.
Factores que afectan el cultivo
Resumen
del libro digital
cultivo
de óvulos para la hibridacion:
En ciertos cruzamientos
interespecificos, el cultivo de ovulo completo ha sido mas efectivo para el
rescate de embriones que el cultivo del embrión aislado. Cuando se dejan
intactas las frágiles estructuras embrionarias, hay menor posibilidad de que el
embrión se dañe; además el cultivo del ovulo intacto puede ayudar a la
absorción de nutrimentos por el embrión. El cultivo de óvulos se ha usado para
rescatar embriones derivados de cruzamientos interespecificos y también
híbridos intergenéricos.
obtencion de monoploides
Kao et al., (1969) fueron
los primeros en informar sobre el uso del cultivo de embriones para producir
plantas haploides de cebada. Normalmente, cuando se cruza Hordeum vulgare con H.
bulbosum, los cromosomas de esta ultima especie son eliminados del embrión
porque el crecimiento de las células haploides es más lento que el de las
diploides; usando en cambio la técnica del cultivo de embriones, es posible
aislar haploides y cultivarlos in vitro hasta la madurez, lo que hace posible
la obtención de plantas haploides de H. vulgare.
fertilizacion de óvulos in
vitro:
El cultivo de embriones y
óvulos se ha usado exitosamente en la obtención de híbridos provenientes de
cruzamientos interespecificos e intergenericos, en los cuales el endosperma no
se ha desarrollado normalmente. La fertilización de óvulos in vitro se ha
desarrollado como otra alternativa para realizar cruzamientos y para solucionar
los problemas de autoincompatibilidad. Hay barreras fisiológicas que previenen
la fusión de gametos en las especies autoincompatibles; en algunas plantas ocurre
la inhibición de la germinación del polen y también se inhibe el crecimiento
del polen dentro del estilo. Los procesos inhibidores que ocurren en el estigma
o dentro del estilo se pueden superar con el cultivo de óvulos conjuntamente
con los granos de polen en germinación. El éxito d ela fertilización de óvulos
in vitro dependen de ciertos factores. Tanto la edad del ovulo como la del
polen de deben determinar cuidadosamente para detectar los estados de
desarrollo apropiados para la germinación del polen in vitro y para la
fertilización del ovulo; la composición del medio de c lograr una germinación
normal del polen y un desarrollo normal del ovulo fertilizado. Las condiciones
deben posibilitar una alta frecuencia de semillas viables.
embriogenesis somática a
partir de nucelas:
El cultivo de óvulos tiene
otra aplicación en la regeneración de embriones adventicios y de callos
embriogénicos a partir de las nucelas de óvulos jóvenes en plantas leñosas. En
muchas plantas, particularmente de familias cuyas especies son
predominantemente tropicales, las nucelas tienen la capacidad de producir
embriones adventicios in vitro; la producción de tales embriones se pueden
estimular in vitro en estas y en otras especies, cuya nucela no es normalmente
embriogénica. Por embriogénesis somática originada directamente en
explantes de nucelas o de callos provenientes de plantas leñosas, se ha
regenerado un número de tales plantas; en muchas plantas leñosas los callos
regenerados se deben obtener de embriones o de plántulas, ya que cuando
provienen de tejidos maduros pierden la mayor parte de su potencial
regeneradora de plantas. Teniendo en cuenta el éxito alcanzado con los cultivos
nucelares para regenerar especies de plantas leñosas comúnmente difíciles de
cultivar in vitro, el cultivo nucelas se puede utilizar para muchas especies de
árboles.
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