El cultivo in vitro de plantas: ventajas y aplicaciones
Alejandro Atarés Grupo de Cultivo in vitro y Mejora Vegetal I.B.M.C.P. – Departamento de Biotecnología Universidad Politécnica de Valencia
El cultivo in vitro de plantas: ventajas y aplicaciones Introducción al cultivo in vitro de plantas Definición Métodos y aparatos Aplicaciones del cultivo in vitro de plantas La multiplicación de plantas La mejora sanitaria La mejora genética El método haplo-diploide El aprovechamiento de la variación intraespecífica y extraespecífica La transformación genética Ventajas del cultivo in vitro
El cultivo in vitro de plantas: ventajas y aplicaciones
Definición de cultivo in vitro de plantas
Conjunto de técnicas que permiten el cultivo de las células y tejidos vegetales en condiciones axénicas y el aprovechamiento de su totipotencia, así como de su aptitud para la variación y capacidad de modificación genética
El cultivo in vitro de plantas: ventajas y aplicaciones
Definición de cultivo in vitro de plantas
Conjunto de técnicas que permiten el cultivo de las células y tejidos vegetales en condiciones axénicas y el aprovechamiento de su totipotencia, así como de su aptitud para la variación y capacidad de modificación genética
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Cultivo de células y tejidos vegetales Requerimientos para el crecimiento de células y tejidos vegetales
Aire Luz Agua Nutrientes
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Definición de cultivo in vitro de plantas
Conjunto de técnicas que permiten el cultivo de las células y tejidos vegetales en condiciones axénicas y el aprovechamiento de su totipotencia, así como de su aptitud para la variación y capacidad de modificación genética
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Cultivo axénico
Desarrollado en un ambiente donde no hay ningún otro organismo vivo
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Condiciones axénicas Métodos de esterilización
P T
t
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Condiciones axénicas Esterilización del material vegetal
NaOCl (0,25-1%) + 7X (gotas)
Agua desionizada estéril
5 minutos 10 minutos 10-30 minutos
15 minutos Agitación
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Condiciones axénicas Trabajo sin contaminación
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Condiciones axénicas Diseño del laboratorio Almacenamiento (temperatura ambiente y frío)
Áreas externas
Lavado (puede estar junto a la de esterilización) Otras (despachos, salas de reunión, recepción, etc) Preparación-esterilización de los medios de cultivo Transferencia (condiciones de esterilidad) Incubación de los cultivos (condiciones controladas) Transferencia
Áreas protegidas Incubación
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Definición de cultivo in vitro de plantas
Conjunto de técnicas que permiten el cultivo de las células y tejidos vegetales en condiciones axénicas y el aprovechamiento de su totipotencia, así como de su aptitud para la variación y capacidad de modificación genética
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Totipotencia Capacidad de regeneración de una planta entera a partir de una célula o un grupo de células
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Totipotencia Células vegetales totipotentes
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Totipotencia Organogénesis adventicia
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Totipotencia Embriogénesis somática
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Definición de cultivo in vitro de plantas
Conjunto de técnicas que permiten el cultivo de las células y tejidos vegetales en condiciones axénicas y el aprovechamiento de su totipotencia, así como de su aptitud para la variación y capacidad de modificación genética
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Aptitud para la variación genética
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Aptitud para la variación genética
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Definición de cultivo in vitro de plantas
Conjunto de técnicas que permiten el cultivo de las células y tejidos vegetales en condiciones axénicas y el aprovechamiento de su totipotencia, así como de su aptitud para la variación y capacidad de modificación genética
El cultivo in vitro de plantas: ventajas y aplicaciones
Capacidad para la modificación genética
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Aplicaciones del cultivo in vitro de plantas
La multiplicación de plantas: Micropropagación La mejora sanitaria: Microinjerto La mejora genética: Incremento de variabilidad genética Método haplodiploide Transformación genética
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Aplicaciones del cultivo in vitro de plantas
La multiplicación de plantas: Micropropagación La mejora sanitaria: Microinjerto La mejora genética: Incremento de variabilidad genética Método haplodiploide Transformación genética
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Micropropagación
Multiplication
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Micropropagación
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Micropropagación
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Aplicaciones del cultivo in vitro de plantas
La multiplicación de plantas: Micropropagación La mejora sanitaria: Microinjerto La mejora genética: Incremento de variabilidad genética Método haplodiploide Transformación genética
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Microinjerto en cítricos
Variedad Patrón
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Aplicaciones del cultivo in vitro de plantas
La multiplicación de plantas: Micropropagación La mejora sanitaria: Microinjerto La mejora genética: Incremento de variabilidad genética Método haplodiploide Transformación genética
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Incremento de la variabilidad genética Variación somaclonal: alternativa a otros agentes mutagénicos
Ficus benjamina
SC-Fb-’Green snow’
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Incremento de la variabilidad genética Rescate de embriones: solución de incompatibilidad sexual Polen Especie A Polinización
Esterilización
Fruto inmaduro
Pistilo Especie B
Aislamiento de semillas inmaduras con proembriones
Semilla inmadura con embrión híbrido
Híbrido interespecífico
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Incremento de la variabilidad genética Rescate de embriones: solución de incompatibilidad sexual
Lilium auratum
x
Lilium henry
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Incremento de la variabilidad genética Hibridación somática Permite la unión de dos materiales con incompatibilidad sexual
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Incremento de la variabilidad genética Hibridación somática
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Incremento de la variabilidad genética Hibridación somática En función de la información genética que se combina de ambos parentales se habla de: - hibridación simétrica - hibridación asimétrica - cibridación
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Incremento de la variabilidad genética Hibridación somática Hay distintos métodos de fusión de protoplastos: - químicos - eléctricos - combinados
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Incremento de la variabilidad genética Hibridación somática
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Incremento de la variabilidad genética Hibridación somática
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Aplicaciones del cultivo in vitro de plantas
La multiplicación de plantas: Micropropagación La mejora sanitaria: Microinjerto La mejora genética: Incremento de variabilidad genética Método haplodiploide Transformación genética
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El método haplo-diploide Obtención de plantas haploides
Estadios florales
Cultivo de anteras
Regeneración plantas haploides
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El método haplo-diploide Ejemplo de mejora del arroz
Oryza sativa x O. glaberrima
Obtención de dobles haploides
Selección
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Aplicaciones del cultivo in vitro de plantas
La multiplicación de plantas: Micropropagación La mejora sanitaria: Microinjerto La mejora genética: Incremento de variabilidad genética Método haplodiploide Transformación genética
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La transformación genética Cocultivo de explantes con Agrobacterium
(+)
Plántula de tomate
Cultivo sin PS (2-3 días)
Precultivo
A. tumefaciens
Selección
Infección
Desarrollo
Co-cultivo
TG1
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La transformación genética
Soja
Algodón
Maíz
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La transformación genética Informe anual del I. S. A. A. A. (INTERNATIONAL SERVICE FOR THE ACQUISITION OF AGRI-BIOTECH APPLICATIONS)
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La transformación genética Presente y futuro
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Ventajas del cultivo in vitro de plantas Micropropagación
Uniformidad y reproducibilidad
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Ventajas del cultivo in vitro de plantas Micropropagación
Uniformidad y reproducibilidad Obtención de un producto “superior”
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Ventajas del cultivo in vitro de plantas Micropropagación
Uniformidad y reproducibilidad Obtención de un producto “superior” Mayor control sanitario
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Ventajas del cultivo in vitro de plantas Micropropagación
Uniformidad y reproducibilidad Obtención de un producto “superior” Mayor control sanitario Aplicable a un amplio espectro de especies
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Ventajas del cultivo in vitro de plantas Micropropagación
Uniformidad y reproducibilidad Obtención de un producto “superior” Mayor control sanitario Aplicable a un amplio espectro de especies Mejor planificación durante el año
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Ventajas del cultivo in vitro de plantas Micropropagación
Uniformidad y reproducibilidad Obtención de un producto “superior” Mayor control sanitario Aplicable a un amplio espectro de especies Mejor planificación durante el año Ahorro de espacio
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Ventajas del cultivo in vitro de plantas Micropropagación
Uniformidad y reproducibilidad Obtención de un producto “superior” Mayor control sanitario Aplicable a un amplio espectro de especies Mejor planificación durante el año Ahorro de espacio Alta tasa de multiplicación
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Ventajas del cultivo in vitro de plantas Micropropagación
Uniformidad y reproducibilidad Obtención de un producto “superior” Mayor control sanitario Aplicable a un amplio espectro de especies Mejor planificación durante el año Ahorro de espacio Alta tasa de multiplicación Disminución de costes
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Ventajas del cultivo in vitro de plantas Mejora sanitaria Saneamiento del material cultivado
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Ventajas del cultivo in vitro de plantas Mejora sanitaria Saneamiento del material cultivado Eliminación de enfermedades de origen vírico
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Ventajas del cultivo in vitro de plantas Mejora sanitaria Saneamiento del material cultivado Eliminación de enfermedades de origen vírico Aumenta la seguridad en el intercambio de germoplasma
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Ventajas del cultivo in vitro de plantas Mejora genética Mayor rapidez en la obtención de ciertos logros
El cultivo in vitro de plantas: ventajas y aplicaciones
Ventajas del cultivo in vitro de plantas Mejora genética Mayor rapidez en la obtención de ciertos logros Objetivos difíciles de conseguir por los métodos clásicos
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Ventajas del cultivo in vitro de plantas Mejora genética Mayor rapidez en la obtención de ciertos logros Objetivos difíciles de conseguir por los métodos clásicos Objetivos inabordables por los métodos convencionales