Germinación y conversión de plantas
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Germinación y conversión en plantas. Existe poca distinción entre los procesos de germinación y conversión de los embriones somáticos desarrollados in vitro. La germinación se refiere al desarrollo de la raíz y/o el brote, mientras que la conversión es definida como la supervivencia y desarrollo de la plántula en condiciones ambientales ex vitro.
Durante la maduración de los embriones somáticos se puede inducir artificialmente el estado de dormancia, pero para romper la misma se han empleado tratamientos con frío o aplicaciones de ácido giberélico (AG3), lo cual provoca una aceleración en la germinación y crecimiento del embrión. Además, el tratamiento con otros reguladores del crecimiento como las citoquininas pueden contrarrestar el efecto provocado por las auxinas durante la inducción y proliferación.
Sumario
Efecto del regulador de crecimiento 6-BAP
Se ha demostrado que para la germinación de los embriones somáticos en el cultivo de la yuca (Manihot esculenta Crantz) se requiere la adición de una citoquinina y la mayor repuesta (37,31%) se ha logrado sobre un medio de cultivo suplementado con 6 Bencilaminopurina (6-BAP) a una concentración de 0,10 mg.L-1.
Efecto del regulador de crecimiento AG3
Los resultados obtenidos en yuca, demostraron la importancia del Ácido Giberélico (AG3) durante el proceso de germinación de los embriones somáticos, ya que el porcentaje de germinación alcanzado en el clon ‘CMC-76’ son superiores al 68,0% y en el clon ‘CEMSA 74-725’ al 58,0% de germinación.
Los diferentes embriones somáticos presentaron la formación de raíces, seguido por la formación, alargamiento y reverdecimiento del hipocotilo y cotiledones. Sin embargo, los embriones somáticos aislados mostraron la elongación de ápices sin la formación de raíces o viceversa.
Para mejorar la eficiencia en el proceso de germinación de los embriones in vitro se ha logrado mediante el empleo del medio de cultivo en estado semisólido y líquido. Sin embargo durante los últimos años se ha utilizado de forma muy efectiva el Sistema de Inmersión Temporal (SIT).
Uso del Sistema Inmersión Temporal
Este sistema de propagación in vitro está basado en el contacto intermitente del medio de cultivo líquido con los explantes por un corto período de tiempo y la consecuente renovación de la atmósfera gaseosa donde se ha logrado evitar la hiperhidricidad de los tejidos y la acumulación de gases tóxicos.
En estos sistemas la superficie completa del explante está en contacto uniforme con los nutrientes del medio de cultivo, aun cuando no están sumergidos porque una película del medio de cultivo se adhiere sobre los tejidos vegetales por capilaridad y dicha película es demasiado delgada para inhibir el intercambio gaseoso y cada vez que se hace una inmersión se renueva.
Frecuencia y tiempo de inmersión
En estudios de embriogénesis somática, los parámetros de la frecuencia y el tiempo de duración de la inmersión han tenido un efecto directo en el desarrollo del embrión somático.
La frecuencia y duración óptima de la inmersión varía considerablemente de una especie a otra y de un contexto a otro. Sin embargo, parece que algunas especies mientras mayor sean los fragmentos de tejidos deben lograrse mayores frecuencias para evitar la desecación del mismo.
En el caso del embrión somático se requiere de períodos extremadamente cortos de inmersión los cuales conducen a la desecación del tejido y por tanto se estimula el proceso de germinación.
Aplicación del SIT para la germinación de embriones en yuca
En el INIVIT se han realizado estudios con resultados positivos y se lleva a la práctica el empleo del SIT tipo RITA® en la fase de germinación de los embriones somáticos del cultivo de la yuca, con la finalidad de incrementar la eficiencia de este método.
Influencia de la densidad de grupos de embriones
La densidad de grupos de embriones por unidad de inmersión es un aspecto importante a tener en cuenta para alcanzar la máxima respuesta biológica, ya que está íntimamente relacionado con el volumen de medio de cultivo por grupo de embriones.
Para el cultivo de la yuca se ha alcanzado hasta un 90,18% de germinación de los embriones somáticos cuando se utilizó una densidad de 20 grupos de embriones por unidad de inmersión.
Los resultados obtenidos permiten plantear que cuando se utilizaron 10 mL de medio de cultivo por agregado embriogénico (20 grupos de embriones por RITA®) se logró un mayor porcentaje de germinación de los embriones somáticos.
El mayor porcentaje de embriones somáticos germinados (90,18%) se alcanzó cuando se utilizó una densidad de 20 grupos de embriones por unidad de inmersión.
Efecto del tiempo de inmersión
En los sistemas de cultivo in vitro con inmersión temporal de los explantes, está claro que el tiempo de inmersión es un parámetro muy influyente ya que determina la absorción de nutrientes y controla la hiperhidricidad. Para el caso de la yuca, el mayor porcentaje de germinación de los embriones somáticos (89,14%), se logró cuando se aplicó un tiempo de inmersión de un minuto con una frecuencia de ocho horas, con diferencias significativas respecto a los tratamientos donde los tiempos de inmersión de los explantes fueron de cinco y diez minutos respectivamente.
El empleo del SIT tipo RITA®, permitió reducir el 30% del tiempo de germinación de los embriones somáticos de yuca (de más de 45 días de cultivo en medio de cultivo semisólido a menos de 30 días cuando se empleó este sistema de propagación). Además, se incrementó el porcentaje de germinación y se mejoró la ontogénesis de los embriones somáticos. Por otra parte, dentro de las ventajas de la aplicación de los SIT se encuentran: la reducción de mano de obra en las áreas de cuartos de cultivo, la disminución del número de contenedores o frascos de cultivo utilizados y el tiempo requerido para la germinación del embrión.
En general, durante el estudio de los experimentos realizados con relación a la germinación de los embriones somáticos y el incremento de la efectividad de esta etapa de la embriogénesis somática en yuca, mediante el método de caracterización visual no se observó mortalidad de los grupos de embriones, no se produjo hiperhidricidad y la germinación parcial de los embriones somáticos fue prácticamente nula. Los resultados obtenidos permite recomendar el uso del sistema de inmersión temporal tipo RITA® para dar respuesta a una gran problemática en la metodología de regeneración vía embriogénesis somática de este cultivo y a su aplicación práctica.
Fuentes
- Alvard, D.; F. Cote; C. Teisson. Comparison of methods of liquid medium culture for banana micropropagation. Effects of temporary immersion of explants. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 32:55-60. 1993.
- Borroto, C.G. Temporary immersion bioreactor systems reduce micropropagation costs. Agricell Report 30(1): 2. 1998.
- Jiménez, E.; M. de Feria. Empleo de biorreactores para la propagación masiva. Capítulo 12. En: Pérez, J.N. (Ed.). Propagación y Mejora Genética de Plantas por Biotecnología. Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, Santa Clara, Cuba. p. 207-222. 1998.
- Medero, V.; S. Rodríguez; C. Borroto; R. Gómez; J. López; M. García; J. Ventura, M. Cabrera. Sistema para embriogénesis somática en clones cubanos de yuca (Manihot esculenta, Crantz). Proc. Cassava Biotechnology IV International Scientific Meeting – CBN. Brasilia. 2000. p. 408 - 419.
- Medero, V.; S. Rodríguez; C. Borroto; R. Gómez; J. López; M. de Feria, M. García; J. Ventura, L. del Sol, M. Cabrera, C. Pons, C. Cortés, M. Martínez, M. Alvarez; J. García. Sistema de Inmersión Temporal para producción intensiva de material de siembra de yuca. Continente yuquero; Informativo del Consorcio Latinoamericano y del Caribe de Apoyo a la Investigación y Desarrollo de la Yuca, CLAYUCA. Colombia. No. 3. Enero, p. 10-11. 2001.
- Medero, V. Embriogénesis Somática en Yuca (Manihot esculenta Crantz). Tesis en opción al título de Doctor en Ciencias Agrícolas. Universidad de Ciego de Ávila. 101 p. 2006.
- Etienne, H.; P. Montoro, N. Michaux-Ferriere; M.P. Carron. Effects of desiccation, medium osmolarity and abscisic acid on the maturation of Hevea brasiliensis somatic embryos. J. Exp. Bot. 44(267): 613-1619. 1993.
- Etienne H.; M. Berthouly. Temporary immersion systems in plant micropropagation. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 69:215–231. 2002.
