Introducción
En
la agricultura se utilizan técnicas que permiten originar individuos
sin pasar por la reproducción sexual. Las nuevas plantas se forman en
este último caso a partir de estructuras morfológicas que en la
naturaleza no las originan habitualmente.
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Una
de estas técnicas es el cultivo de tejidos. Esta técnica consiste en aislar una porción de la planta
(explante) y proporcionarle artificialmente las condiciones físicas y
químicas apropiadas para que las células vegetales expresen su
potencial intrínseco o inducido de totipotencialidad, es decir, generar
un individuo completo a partir de una célula. La
formación de una nueva planta difiere por esta vía de la que ocurre en
la naturaleza. |
El
cultivo in vitro de anteras de
arroz consiste en la generación de una nueva planta a
partir de las microsporas uninucleadas por la vía organogénesis,
es decir la formación de órganos a partir de un callo (masa de
células indiferenciadas).
Se
inicia con la manipulación de
anteras jóvenes con la mayor parte de sus
granos de polen inmaduros (microsporas) para inhibir el desarrollo gametofítico
(o sea la formación del grano de polen maduro), e inducir el desarrollo esporofítico
(formación de plantas); lo que se conoce como
androgénesis. En
el caso del arroz, este proceso se inicia mediante la formación de un
tejido no diferenciado que se denomina callo
y culmina en la formación de embriones (embriogénesis)
y/o plantas (organogénesis), que es
la ruta más frecuente de obtención de plantas a partir de anteras.
Recolección
de los explantes y cultivo de anteras
El
cultivo de anteras se inicia con la recolección de los explantes,
panojas aún dentro de la vaina de la última hoja (hoja bandera). Estas
vainas se cortan y se colocan dentro de bolsas negras a una temperatura
de 8 ºC por 8 días. Este pretratamiento es fundamental ya que el estrés
producido por el frío hace que las microsporas inmaduras no sigan la
ruta gametofítica normal, sino que se induzca la esporofítica.
Luego
de los 8 días son cultivadas en un medio químicamente definido. En la
primera fase del cultivo de anteras se induce la formación de
microcallos por división
mitótica de las microsporas. En arroz, el estado de polen óptimo para
la inducción es el de gametofito inmaduro, es decir en el estado
uninucleado.
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A los dos días de cultivo la única célula de la
microspora sufre numerosas MITOSIS o
divisiones celulares formando una masa multicelular o microcallo
que contiene más de 100 células involucradas en el proceso y
que queda incluida en la pared de la microspora. Estos
microcallos posteriormente comienzan a diferenciar tejido
parenquimatoso, en el cual se diferencian meristemas. Una porción del
callo se divide más activamente y forma una o varias prominencias,
estas constituirán los meristemas que originaran un vástago, es decir
un ápice caulinar (de tallo) que formará la parte aérea de la planta.
Por continuas divisiones celulares este vástago se alarga pudiendo
formarse varios simultáneamente, pero siempre lo hacen del lado libre
del callo (opuesto al medio de cultivo). En esta etapa, entre la
formación del callo y la diferenciación de parte aérea y raíces, se
produce la duplicación de los cromosomas. Las plantas resultantes son
entonces la mayoría de las veces 2n, lo que les permite formar granos
más adelante, realizando la floración y maduración de manera idéntica
a una planta normal. Hay de todos modos, algunos casos en que los
cromosomas no se duplican y otros en los que el resultado es plantas
3n, 4n, etc.
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En el callo, en el extremo
opuesto al vástago, se diferencia el primordio de raíz, que aparece
internamente incluido en la masa parenquimática del callo, esto se
denomina de origen endógeno o meristemas internos. Las
raíces desarrollan pelos radicales unicelulares y efímeros, son los
encargados de la absorción de agua desde el medio.
Las
Monocotiledóneas se caracterizan en general por presentar un sistema
radical similar a un manojo de raíces; no hay una raíz principal ya
que todas son iguales en diámetro. |
En los callos cultivados in vitro,
se observa este mismo esquema, las raíces nacen todas del callo,
opuestas a los vástagos y sólo aparecen después de que se han
diferenciado los vástagos.
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Aclimatación
Cuando
los vástagos alcanzan aproximadamente 15 cm de longitud y muestran un
buen desarrollo radicular, son sacados del frasco, lavados los restos de
agar de las raíces, separados en forma individual y llevados a frascos
conteniendo agua de canilla, para su aclimatación a las condiciones
ambientales externas. La parte aérea es reducida mediante un corte a la
mitad de su área foliar para equilibrar la absorción de agua con la pérdida.
Serán pasadas a tierra aquellas plantas que muestran un nuevo
crecimiento de su parte aérea y se observa gutación en las primeras
horas de la mañana indicando una buena conexión raíz-parte aérea.
Luego
de una semana las plantas son llevadas a macetas con tierra y estas se
mantienen sumergidas en agua para mantener el suelo saturado hasta
floración y formación de semillas.Culmina así
entonces el ciclo de vida de una planta de arroz obtenida por cultivo in
vitro.
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