CULTIVO DE
ANTERAS Y MEJORAMIENTO DE PLANTAS
Esta
técnica, consiste en colocar las anteras inmaduras que contienen polen en una
etapa específica de desarrollo en medios, donde el polen inmaduro se divide
para formar embriones o callo. Estos, se trasfieren a medios de regeneración,
formando así, nuevas plantas. Mayoritariamente suelen producirse plantas
haploides estériles, pero en algunas plantas ocurre una duplicación espontanea
de los cromosomas.
Condiciones que
afectan el cultivo de anteras
Genotipo de las
plantas donantes: el
factor más importante. Particularmente en cultivos de arroz, donde los
genotipos invernales de B. napus dan
una respuesta más fuerte a ese cultivo que los tipos de primavera.
A
continuación se muestra un cuadro de la influencia del genotipo de las plantas
cultivadas:
Albinismo: importante,
especialmente en los cereales, donde proceden plantas albinas procedentes del polen.
En
el cuadro siguiente se muestra un ejemplo en el cultivo de anteras de arroz.
Fisiología de
las plantas donantes:
el fotoperiodo, la intensidad de luz, la temperatura y la nutrición mineral de
las plantas donantes influye en el rendimeinto de los embriones procedentes de
microesporas y de las plantitas.
Desarrollo del
polen: las
pequeñas diferencias en el desarrollo del polen darían lugar a cambios notables
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 tardia y el polen temprano.
Pretratamiento
de las anteras: con
temperatura alta o baja, con choque osmótico, o con otros estimulos tiende a
aumentar la producción de plantitas de polen. El tratamiento de frio se ha
relacionado con una disminución en el albinismo de los cereales.
Medio de
cultivo: en
medio liquido (técnica desarrollada por chinos), elevo enormemente el
rendimiento de las plantas androgenicas. En el cuadro siguiente se muestra un
ejemplo del cultivo de anteras de arroz en distintos medios de cultivo:
Otros
compuestos de los medios de cultivo; la sacarosa y los reguladores de
crecimiento, también desempeñan un papel en la androgénesis.
CULTIVO DE
EMBRIONES Y OVULOS
Esta
técnica se ha utilizado para los siguientes propósitos: estudiar los
requerimientos nutricionales de embriones en desarrollo, rescatar embriones
híbridos que se hayan derivado de cruzamientos interespecíficos e
intergenéricos, producir monoploides y superar la latencia de las semillas,
etc.
El
desarrollo de embriones vegetales se caracteriza por dos estados distintos: el
estado temprano (heterotrófico) y el estado tardío (autotrófico).
CULTIVO DE
EMBRIONES
Ha
sido efectivo en el mejoramiento de la cebada.
Otra
aplicación del cultivo de embriones es el rescate de material de propagacion en
los frutales deciduos cuyas semillas son generalmente de baja viabilidad.
También ha servido para obtener híbridos en especies como peras y albaricoques.
Por
otro lado, esta técnica ha ayudado al mejoramiento genético de especies
arbóreas porque acorta el periodo de siembra-floración y el periodo de de
latencia de semillas.
Factores que
afectan el cultivo
Medio de
cultivo: el
medio modificado de Murashige et al. (1962)
parece estar mas cerca del medio ideal.
Para
embriones aislados de óvulos muy jóvenes se usan algunos medios relativamente
complejos; pueden incluir aminoácidos, vitaminas y varios extractos de plantas,
además de los componentes orgánicos y minerales del medio. El agua de coco no
esterilizada por medio de filtración, ha sido muy benéfica para el cultivo de
embriones de ciertas especies de plantas, con la adición de glutamina o CH
aumenta su efecto.
Osmolaridad: el endosperma
liquido empleado en los medios para embriones muy jóvenes tienen una
osmolaridad alta, incrementando la concentración de sacarosa en el medio es
posible cultivar embriones muy jóvenes provenientes de varias espacies de
plantas.
Reguladores de
crecimiento: su
efecto en el cultivo de embriones no es muy claro.
CULTIVO DE
EMBRIONES PARA LA HIBRIDACIÓN
Esta
técnica se ha utilizado para rescatar embriones derivados de cruzamientos
interespecíficos (algodón, papaya, etc.). También ha sido útil para rescatar
híbridos intergenérios y para rescatar embriones abortados en uvas sin
semillas.
Factores que
afectan el cultivo
Placenta: la velocidad
del desarrollo embrionario en los cultivos de óvulos se puede aumentar, algunas
veces, por medio del cultivo de óvulos con la placenta todavía adherida a
ellos.
Osmolaridad: la
concentración osmótica del medio afecta el desarrollo de los embriones
separados y también el cultivo de óvulos.
Reguladores de
crecimiento: el
agua de coco esterilizada por filtración y la KIN usadas conjuntamente,
estimulan el crecimiento y el desarrollo de embriones en los cultivos de
óvulos.
Fertilización
de óvulos in vitro
Se
ha desarrollado como otra alternativa para realizar cruzamientos y para
solucionar los problemas de autoincompatibilidad.
El
éxito de la fertilización de óvulos in vitro depende de ciertos factores. Tanto
la edad del óvulo como la del polen se deben determinar cuidadosamente para
detectar los estados de desarrollo apropiados para la germinación del polen in
vitro y para la fertilización del óvulo; la composición del medio de cultivo es
también importante para lograr una germinación normal del polen y un desarrollo
normal del óvulo fertilizado.
VARIACION
SOMACLONAL Y SU APLICACIÓN AL MEJORAMIENTO DE CULTIVOS
Con
mucha frecuencia la variación somaclonal puede usarse para recuperar la
variación genética natural de una variedad.
La
variación somaclonal puede causar una variación temporal o una variación
genética. Por definición, los cambios epigenéticos no se transmiten
meióticamente, razón por la cual no son útiles en el fitomejoramiento. Una
variación fenotípica tiene valor en el fitomejoramiento si proviene de una
verdadera modificación genética.
El
procedimiento general para buscar y seleccionar la variación somaclonal dentro
de una variedad es la siguiente:
1.
regeneración de plantas a partir de callos.
2.
crecimiento de las plantas en invernadero hasta la madurez (plantas SC1)
e identificación de las plantas SC1 fertiles.
3.
identificación de líneas mejoradas respecto a caracteres específicos dentro de
las plantas SC2 para comprobar la estabilidad hereditaria.
4.
pruebas de campo según un diseño experimental.
5.
reintroducción de las nuevas líneas provisorias en el cultivo de tejidos.
Potencial para el
mejoramiento de plantas
Se provee que la variación
somaclonal será muy útil para incorporar nuevas características a una variedad,
o para modificar las que esta tiene, en efecto, la variabilidad genética
inherente al somacultivo permite mejorar significativamente el valor agronómico
de una especie cultivada.
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