Para todo jardinero, ya sea profesional o aficionado, es importante saber cómo propagar sus plantaciones. Hay muchas formas, y una de las más interesantes y efectivas es el método de micropropagación. Qué es, cómo funciona y toda su sabiduría principal - en nuestro material.
¿Qué es esto?
Comencemos con lo más importante. En la frase "reproducción microclonal", la segunda palabra es clara para todos, pero la primera, solo para la élite. Aclaremos la situación. ¿Qué es "microclonal"?
Hablando en términos científicos "inteligentes", se trata de una subespecie especial de propagación vegetativa mediante una técnica denominada "in vitro" (in vitro), que permite obtener plantas en menor tiempo. Lo entenderemos más claramente y con más detalle más adelante, y para ello primero recordaremos qué es la propagación vegetativa y explicaremos qué significa el término "in vitro".
En el desierto científico
Del curso de la escuelaEn biología, sabemos que las plantas se pueden propagar de dos maneras: semilla (cuando esparcimos semillas en el suelo) y vegetativa. La propagación vegetativa es asexual, se produce por separación de alguna parte de la planta madre. Brotación, enraizamiento de brotes jóvenes, trasplante de bulbos: todo esto es propagación vegetativa.
Parece que con la ayuda de semillas es mucho más fácil aumentar el número de plantas, no hay tal problema. Sin embargo, este método tiene bastantes inconvenientes; en algunos casos, es imposible usar semillas en absoluto, y el método vegetativo, cuya ventaja innegable sobre el primero es preservar la totalidad de los genes de la planta madre, sigue siendo el único accesible y conveniente. Pero, por desgracia, también tiene defectos. Por ejemplo, la f alta de la eficiencia deseada (por ejemplo, en plantas como el roble, el pino, etc.), las especies de árboles "viejos" (que tienen más de 15 años) no son capaces de propagarse por esquejes, tales procedimientos son bastante laboriosos y consumen energía, las plantas resultantes no siempre corresponden a la norma y la muestra (pueden estar infectadas), etc.
Y es para estos casos que existe la tecnología de micropropagación que, como Chip y Dale, acude al rescate. Como se mencionó anteriormente, se lleva a cabo utilizando la técnica "in vitro", que se traduce del latín como "in vitro". Así, esta técnica permite “clonar” en un “tubo de ensayo” una planta con genes exactamente iguales acomo el padre. Esto se debe al hecho de que la célula es capaz de dar vida a un nuevo organismo bajo la influencia de factores externos.
La tecnología de micropropagación sin duda tiene una serie de ventajas y desventajas. Hablaremos de ellos más tarde.
Que es mejor que la micropropagación
¡Para muchos! Y, en primer lugar, la ausencia de virus e infecciones en las plantas criadas (porque para esto se usan células especiales; se llaman células meristemáticas, su peculiaridad radica en la división incesante y la presencia de actividad fisiológica durante toda la vida). Además, las plantas "extraídas" de esta manera tienen un volumen de reproducción bastante alto y todo el proceso de reproducción es mucho más rápido. Con la ayuda de la tecnología de micropropagación, es posible llevar a cabo este procedimiento para aquellas plantas para las que es extremadamente problemático hacerlo por métodos convencionales, "tradicionales". Finalmente, en la técnica "in vitro", las plantas se pueden cultivar durante todo el año, sin limitarse a ningún intervalo. Así que hay un montón de ventajas a tal técnica. Y antes de profundizar en la esencia de la propagación microclonal de las plantas, veamos un poco de historia sobre el surgimiento de este método. ¿A quién se le ocurrió esta idea y cómo?
Historia del método
El primer experimento exitoso con orquídeas fue realizado por un científico francés allá por los años cincuenta del siglo pasado. Al mismo tiempo, inicialmente no se involucró en la técnica "in vitro", se desarrolló antes que él y con bastante éxito. Sin embargo, es JeanMorel, tal es el nombre del experimentador francés, se decidió por un experimento similar y lo llevó a cabo con bastante éxito. Las obras que hablan de esta técnica aparecieron varias décadas antes que él, en los años veinte del siglo pasado.
En los años sesenta se obtuvo un "clon de probeta" de una planta leñosa, concretamente del álamo temblón. Resultó ser más difícil trabajar con madera que con flores y otro tipo de plantas, sin embargo, estas dificultades fueron superadas después de un cierto período de tiempo. Actualmente, se pueden obtener más de 200 especies de árboles de más de cuarenta familias por el método de "probeta". La tecnología de micropropagación de plantas se justifica y da sus frutos.
Más sobre el método
Como habrás adivinado, hay muchas sutilezas en el desarrollo y la aplicación de la micropropagación de plantas. Así, por ejemplo, existen etapas especiales para esta tecnología, que simplemente es necesario seguir para obtener el resultado deseado. Debe comprender que descuidar la secuencia de acciones o alguna etapa puede no traer el resultado con el que cuenta el criador. Entonces, hablaremos más sobre las etapas de esta técnica.
Etapas de micropropagación de plantas
Esta tecnología implica cuatro "pasos" en el camino hacia la obtención de los codiciados "clones". Intentaremos hablar de ellos de la manera más acientífica posible, ya que los términos de biotecnología aún no son lo más comprensible para una audiencia amplia. Y,Por cierto, explicaremos de inmediato uno de estos términos: explante: así es como los científicos en este campo llaman a un nuevo organismo separado del organismo original. Es decir, el mismo "conejillo de Indias" que seguirá creciendo.
Entonces, pasemos a nuestros "pasos". El primer paso es la elección del propio padre o del donante. Este tema debe abordarse con la mayor seriedad y responsabilidad, ya que para obtener una planta buena, fuerte y saludable, nosotros y el "original" debemos elegir la misma. Una manzana, como sabes, no cae lejos del árbol.
En la misma etapa, es necesario aislar y esterilizar los explantes, y luego organizar tales condiciones para que el crecimiento de estos mismos explantes en la técnica "in vitro" ocurra de la manera más cómoda posible.
El segundo "paso" no podría ser más fácil: es la reproducción misma. Es posible en mes y medio, cuando los miniesquejes ya han alcanzado el tamaño de guisantes y tienen los rudimentos de todos los órganos vegetativos. A éste, a su vez, le sigue el enraizamiento de los brotes que se obtuvieron en la etapa anterior. Se lleva a cabo cuando la planta ya ha formado un buen sistema radicular.
El último paso es ayudar a las plantas a adaptarse a la "vida" en el suelo, cultivarlas en un invernadero, luego trasplantarlas al suelo o venderlas, por así decirlo, "salir al gran mundo". Esta etapa, por extraño que parezca, es la más lenta y costosa, porque muy a menudo, lamentablemente, sucede que, una vez en el suelo, la planta comienzapierde hojas, deja de crecer y luego puede morir por completo. Todo esto sucede porque las plantas probeta pierden mucha agua cuando se trasplantan a la tierra. Por lo tanto, es necesario evitar tal posibilidad durante el trasplante, para lo cual se recomienda rociar las hojas con una solución acuosa de glicerina al 50% o una mezcla de parafina. Esto debe hacerse durante todo el período de aclimatación. Además, en algunos casos, es recomendable la micorrización intencionada, es decir, la introducción artificial de hongos en los tejidos de la planta que la infectan. Esto se hace para que la planta reciba tantos nutrientes útiles y sustancias orgánicas como sea posible, y también esté protegida de varios patógenos.
Esas son todas las etapas de la micropropagación, en las cuales, como vemos, no hay nada globalmente complejo ni sobrenatural, sin embargo, repetimos una vez más, todo este evento requiere una gran responsabilidad y atención.
Factores que influyen
El proceso de micropropagación, como cualquier otro, está influenciado por ciertos factores. Vamos a enumerarlos, porque "necesitas conocer al enemigo en persona".
- Variedad, especie y características fisiológicas de la planta madre: debe estar sana, crecer intensamente, si es necesario, tratarse con exposición a la temperatura.
- Edad, estructura y origen del explanto.
- Duración del cultivo.
- Eficiencia de esterilización.
- Buen caldo de cultivo.
- Hormonas, sales minerales, carbohidratos, vitaminas.
- Temperatura yiluminación.
Lo que necesitas para la micropropagación
Hay un requisito muy importante para las plantas que se propagarán de la manera anterior, además del hecho de que deben estar sanas. Esta es una preservación indispensable de la estabilidad genética a lo largo de todas las etapas anteriores. Este requisito se cumple mejor con los meristemas apicales, así como con las yemas axilares de origen del tallo, por lo que se prefieren para el procedimiento que nos interesa.
Los términos anteriores deberían ser incomprensibles para el profano promedio. A continuación intentaremos explicar qué tipo de animales son y con qué servirlos.
Meristemos apicales
Anteriormente, ya hemos mencionado la existencia de células meristemáticas especiales, en otras palabras, educativas. Estas son células que se dividen constantemente, siempre en un estado de actividad física, por lo que la masa de la planta crece y se forma un tejido especial de esta planta. Se llama el meristemo. Hay muchos tipos de meristemos. En general, se pueden dividir en generales y especiales. El concepto de meristemos comunes incluye tres grupos que, por así decirlo, se siguen uno del otro. El primer meristemo de una planta es el meristemo del embrión, a partir del cual se origina el meristemo apical que nos interesa.
La palabra "apical" proviene del latín "apix" y se traduce como "superior". Por lo tanto, este es el sistema de tejido apical ubicado en la punta del embrión, y es a partir de él que se forma posteriormente el brote y comienza su crecimiento y desarrollo. Entonces, hablando del meristemo apical como objeto de microclonación, debemos entender que tomamos la punta del embrión para nuestras necesidades.
Los brotes axilares son un poco más fáciles. Todo el mundo sabe lo que son los riñones. La yema axilar es la que nace de la axila de la hoja. La axila de la hoja, a su vez, es el ángulo entre la hoja y su tallo; de ahí crecerá un riñón o un escape. Esta misma parte, es decir, el futuro brote lateral, también se toma para su posterior micropropagación.
Ahora que se ha arrojado algo de luz sobre el velo del misterio, finalmente podemos pasar a los métodos de micropropagación.
Métodos de reproducción micro
La propagación microclonal sigue siendo buena, lo que básicamente implica la posibilidad de utilizar varias técnicas diferentes a la vez. Intentaremos cubrir cada uno de ellos de la manera más simple posible. Hay cuatro métodos de micropropagación en total.
Primero. Activación de meristemos ya existentes en la planta
¿Qué significa esto? En una planta, incluso en una micropieza tan pequeña, ya se han depositado ciertos meristemas. Esta es la parte superior del tallo y sus yemas axilares. Para microclonar una planta, es posible "despertar" estos meristemas hasta ahora inactivos "in vitro". Esto se logra ya sea extrayendo el meristemo apical del microbrote, o mejor dicho, su tallo, y luego cortando el brote usando la técnica "in vitro", o introduciendo sustancias especiales en el medio nutritivo de la planta que activan el crecimiento y desarrollo. de brotes axilares. Métodola activación de los meristemos "dormidos" es la principal, la más popular y eficaz, y se desarrolló en los años setenta del siglo pasado. Strawberry se convirtió en el primer "conejillo de indias" en la aplicación de micropropagación de plantas de este tipo. Sin embargo, es importante señalar que está prohibido propagar los cultivos indefinidamente de esta manera, ya que conlleva la pérdida de la capacidad de enraizar y, en algunos casos, la muerte de la planta.
Segundo. La aparición de brotes adventicios por las fuerzas de la propia planta
Cualquier parte aislada de una planta tiene una habilidad verdaderamente mágica, su propia superpotencia. Si durante la propagación microclonal el medio nutritivo de la planta y todas las demás condiciones de vida son favorables y cómodas, entonces puede restaurar las partes que f altan. Se produce una especie de regeneración: los tejidos de la planta forman brotes adventicios o anexiales, es decir, los que aparecen, por así decirlo, "de viejas reservas", y no de nuevos tejidos. Dichos brotes son inusuales porque aparecen, por regla general, en aquellos lugares donde no esperarías que aparecieran, por ejemplo, en las raíces. De esta manera, muchas flores a menudo se propagan, nuevamente: fresas. Este es el segundo método más popular y efectivo de micropropagación de plantas.
Tercero. Embriogénesis somática
Con la segunda palabra, todo debería quedar más o menos claro. Toquemos el primero: ¿qué significa somático? Esta palabra en este sentido está directamente relacionada con las celdas del mismo nombre. Tales células se denominan aquellas que forman el cuerpo de los organismos multicelulares y noparticipar en la reproducción sexual. En resumen, estas son todas las células, a excepción de los gametos. La embriogénesis somática se lleva a cabo de una forma bastante sencilla: a partir de las células anteriores (es decir, somáticas) se forman embrioides mediante la técnica “in vitro”, que posteriormente, cuando organizan las condiciones adecuadas para su desarrollo con un medio nutritivo óptimo, se convierten en una planta entera independiente. En este caso, podemos hablar de un concepto como totipotencia (la capacidad de cualquier célula, debido a la división, para iniciar cualquier tipo de célula de un organismo). Se cree que eventualmente tales embriones se convierten en plántulas. La embriogénesis somática también es buena porque es posible obtener semillas artificiales de esta manera. Este método se descubrió por primera vez a mediados del siglo pasado en células de zanahoria.
En la propagación de la palma de aceite se utiliza un método similar de micropropagación de plantas. Es que, al no tener brotes ni brotes laterales, su propagación vegetativa es imposible (o, en todo caso, muy, muy difícil), como lo son los esquejes. Por lo tanto, la metodología anterior es la única de todas las más accesibles y óptimas cuando se trabaja con esta planta.
Cuarto. Trabajando con tejido calloso
Otro término ha “flotado” suavemente en la red de nuestra narrativa y, antes que nada, se requiere aclarar su significado. ¿Qué es el tejido calloso? Todo el mundo sabe que en la herida, cuando vive un poco, aparece una costra seca. Y si lo quitas, la herida comienza a sangrar de nuevo. Juguetela costra misma, es decir, “el tejido cicatrizante, es el tejido calloso. Las células de este tejido, no solo contribuyen a la cicatrización de las heridas, también son totipotentes, es decir, como ya se ha explicado anteriormente, permiten que surja una nueva planta. Y es por eso que las yemas anexiales (adventivas, ya hemos introducido este término antes) también pueden aparecer en dicho tejido.
Este método de los cuatro anteriores es quizás el menos popular. En primer lugar, esto se debe al hecho de que la separación demasiado frecuente de las células del tejido calloso puede provocar trastornos genéticos y mutaciones de varios niveles. Dado que la preservación del genotipo es muy importante para la micropropagación, el cultivo de tejidos debe mantenerse al más alto nivel. Además, con las violaciones anteriores, aparecen otras deficiencias: baja estatura, susceptibilidad a enfermedades, etc. Sin embargo, en algunos casos, la reproducción solo es posible de manera similar; por ejemplo, para la remolacha azucarera, simplemente no existe otro método.
A continuación, por ejemplo, diremos algunas palabras sobre la clonación de plantas específicas, pero primero, debemos compartir información sobre la recuperación de plantas utilizadas como material de plantación. ¿Cómo se puede lograr esto?
Recuperación
Hay varias formas de convertir una planta de enferma en saludable, y la primera de ellas es colocar el brote en una cámara o caja especial, donde se mantienen condiciones estériles, y "rellenarla" con antibióticos. Este método es bueno para todos, excepto que no hace frente a todas las bacterias.y virus a los que pueden estar expuestas las plantas. En tales casos, para desinfectar las plantas, se les da termoterapia, es decir, tratamiento térmico en cámaras especiales aisladas, donde la temperatura se aumenta diariamente durante varios días seguidos. La quimioterapia es otra forma de combatir infecciones y bacterias para las plantas infectadas.
Sobre la clonación de patatas
La patata, por cierto, es uno de los pocos cultivos que se puede propagar mediante el cuarto de los métodos anteriores. Pero, por supuesto, esto está lejos de ser la única forma, y a menudo también recurren a la activación de meristemos apicales y axilares "dormidos". Los tubérculos obtenidos después de la clonación son exactamente iguales a los "originales": se diferencian solo en un tamaño más pequeño, estos son los llamados microtubérculos. Y además, seguro que estarán sanos y libres de virus.
En la propagación microclonal de la papa, se cultiva en probetas de dos esquejes, las probetas se colocan bajo la luz de lámparas fluorescentes con una potencia de seis a ocho mil lux, la temperatura se mantiene por la noche dentro de los dieciocho grados, durante el día, unos veinticinco. En Rusia, son las patatas las que se cultivan más activamente mediante la clonación.
Sobre la clonación de manzanos: lo que necesitas saber
En la micropropagación de manzanos, el primer método es ampliamente utilizado: la propagación mediante yemas axilares. Hay una alta capacidad de arraigo de esta cultura y la tasa de supervivencia de másexplantes.
Se colocaron en un medio nutritivo líquido, que se actualizaba constantemente, a diario. La temperatura para las plantas de probeta también se mantuvo a veinticinco grados durante el día, el experimento se llevó a cabo durante tres o cuatro semanas.
Datos interesantes
- Esta técnica, como puedes adivinar fácilmente, obtuvo su nombre del concepto de “clon”, que apareció en 1903. Del idioma griego, esta palabra se traduce como "descendencia" o "corte".
- El primer lugar en nuestro país donde se llevaron a cabo los primeros intentos experimentales de propagación microclonal de plantas fue el Instituto Timiryazev de Moscú.
- La micropropagación clonal es un método excelente para controlar virus y producir plantas sanas y libres de infecciones.
- El período que atraviesa una planta antes de florecer y fructificar se denomina juvenil, y en aquellos organismos que se obtienen por clonación, se minimiza.
- Se considera que los Estados Unidos de América, los Países Bajos, Italia, Polonia, Israel e India son los países líderes en la producción de plantas de la forma anterior.
- Casi dos mil quinientas especies y variedades de plantas ahora se pueden propagar utilizando la técnica "in vitro".
- En las primeras etapas, las plantas cultivadas in vitro pueden diferir en apariencia, pero a medida que crecen, todas las diferencias desaparecen y, al final, las plantas se vuelven similares, como gemelas.
- Es mejor enraizar los explantes de plantas jóvenes que los demadura.
- Una de las condiciones importantes en la propagación microclonal es la selección del medio nutritivo más favorable para la planta, y puede ser tanto en estado líquido como sólido.
- Las células de los tejidos meristemáticos no suelen contener virus.
- El tamaño del explante está directamente relacionado con la posible presencia de virus en el mismo. Cuanto más pequeño es, menor es el riesgo de infecciones.
- Otro nombre para la micropropagación es propagación de meristemas.
Esta es la información sobre la micropropagación de plantas, un tema tan complejo como interesante.
