El documento describe los fundamentos y aplicaciones del cultivo de tejidos vegetales. Explica que cualquier célula vegetal puede regenerar una planta completa debido a su totipotencialidad, y que la desdiferenciación/rediferenciación celular permite la regeneración en cultivo. También cubre temas como la organogénesis, embriogénesis somática, micropropagación, conservación de germoplasma y crioconservación.

1. CULTIVO DE TEJIDOS VEGETALES:CULTIVO DE TEJIDOS VEGETALES:
FUNDAMENTOS Y APLICACIONES ENFUNDAMENTOS Y APLICACIONES EN
DIFERENTES ESPECIDIFERENTES ESPECIES
CURSO – TALLER DE
BIOTECNOLOGIA VEGETAL
Dra. Miriam Isidrón PérezDra. Miriam Isidrón PérezDra. Miriam Isidrón PérezDra. Miriam Isidrón Pérez

2. ??
Las plantasLas plantasLas plantasLas plantas desdedesdedesdedesde el laboratorio hasta el campo.el laboratorio hasta el campo.el laboratorio hasta el campo.el laboratorio hasta el campo.

3. Introducción al cultivo in vitro de plantas.
Desdiferenciación / Rediferenciación.
Morfogénesis de novo.
Tipo de respuestas en el cultivo in vitro de
Plática 2.
Tipo de respuestas en el cultivo in vitro de
tejidos vegetales:
Organogénesis y Embriogénesis directa e
indirecta.

4. • Existen tres conceptos básicos que fundamentan
el cultivo in vitro de células y tejidos vegetales:
- Totipotencialidad celular.
- Balance de reguladores del crecimiento
vegetal.
Principales
conceptos
fisiológicos
aplicables
a los cultivos
in vitro
•Desdiferenciación / Rediferenciación.

5. Desdiferenciación / Rediferenciación
• En condiciones de laboratorio “in vitro”, se parte de
cualquier planta o de cualquier órgano de la planta
(condición es que sean células vivas).
• Se puede obtener el cultivo de meristemos y la
diferenciación de brotes y raíces, siempre que se parta dediferenciación de brotes y raíces, siempre que se parta de
un pedazo de la planta (explante) que tenga células vivas,
en condiciones y medios apropiados.
• Este es el fundamento fisiológico de la obtención de los
cultivos de tejidos vegetales “in vitro”, tanto de plantas
dicotiledóneas (tabaco, papa, tomate, etc.) como de plantas
monocotiledóneas ( arroz, maíz, caña de azúcar, etc.).

6. Desdiferención y Rediferenciación
TROZO DE
TALLO CON
YEMA
Se siembra en un medio de cultivo

7. Explanto
(asepsia)
Ambiente
• Sin respuesta
• Cultivo infectado
• Regeneración
indirecta
Respuesta
Posibles respuestas de los cultivos vegetales in vitro
(asepsia)
Cultivo
indirecta
• Regeneración
directa

8. Desdiferención y Rediferenciación
proceso

9. Morfogénesis
Morfogénesis de novo: es el resultado de una
división y diferenciación celular organizada con
patrones definidos, que depende básicamente de
la actividad y expresión de ciertos genes.
Organogénesis Embriogénesis
somática
MITOSIS UNIDIRECCIONAL MITOSIS BIDIRECCIONAL

10. • Posibles vías morfogenéticas:
- Organogénesis
- Embriogénesis
• Diferencias entre las dos posibles vías:
- La organogénesis es de origen pluricelular. Un grupo o
cluster de células del explanto inicial se desdiferencia
inicialmente para luego rediferenciarse dando lugar a un
Existen dos
posibles vías
morfogenéticas
implicadas en
la diferenciación
de novo de brotes
y/o plantas
completas
inicialmente para luego rediferenciarse dando lugar a un
órgano vegetal. No se obtienen por esta vía plantas
completas. MITOSIS UNIDIRECCIONAL
- La embriogénesis se presupone de origen unicelular.
Una célula del explanto se aísla y constituye el punto
de partida para la obtención de un embrión somático.
Se diferencian embriones o estructuras bipolares
que completan cada una de las etapas implicadas
en la ontogenia de un embrión cigótico. El resultado es
una planta completa. MITOSIS BIDIRECCIONAL

11. - Organogénesis:
-Es de origen pluricelular.
-Un grupo de células del explante inicial se desdiferencia
inicialmente para luego rediferenciarse dando lugar a un
brote o a un órgano vegetal.
- LA DIVISION MITOSICA ES UNIDIRECCIONAL.
- Embriogénesis:
-Se presupone de origen unicelular.-Se presupone de origen unicelular.
- Una célula del explante se aísla y constituye el punto de
partida para la obtención de un embrión somático.
-Se diferencian embriones o estructuras bipolares que
completan cada una de las etapas implicadas en la
ontogenia de un embrión cigótico.
-LA DIVISION MITOSICA ES BIDIRECCIONAL.

12. Organogénesis (formación de
órganos)
Formación de tallos, raíces, flores, etc.
¡¡Regeneración de una planta completa!!
Explante
MITOSIS UNIDIRECCIONAL
Organogénesis
Formación de tallos Formación de raíces
Enraizamiento Tallos
Planta completa
MITOSIS UNIDIRECCIONAL

13. EJEMPLO DE ORGANOGENESIS
DIRECTA
EJEMPLO DE
ORGANOGENESIS DIRECTA

18. ORGANOGENESIS INDIRECTA
(a partir de callo)

19. Embriogénesis Somática
• Procedimiento para la regeneración vía
embriogénesis somática
• 1. Iniciación: callos embriogénicos
• 2. Proliferación: callos embriogénicos, masas
proembriogénicas (PEM)proembriogénicas (PEM)
• 3. Desarrollo y maduración de embriones :
embriones
• 4. Germinación de embriones (Regeneración)
• Estadíos de desarrollo en dicotiledóneas:
– Masas proembriogénicas
– Estadío globular
– Torpedo
– Embrión somático

21. Elección del explanto inicial
Semillas comerciales
(zanahoria, tomate)
Escarificación
Esterilización
Semillas estériles
Germinación
Tritón X-100 3%, 10 min
Hipoclorito de Na 15%, 20 min
MS + 2,4-D
Germinación
% de germinación?
Disección bajo lupa
Esterilidad Medio de Hoagland
M. apical
Hoja
M. axilar
Tallo
Raíz
M. radicular

23. Regeneración directa e indirecta MITOSIS UNIDERECCIONAL.
Organoogénesis
directa
Organogénesis
indirecta

24. Explanto
(disco de hoja)
Explanto
(células vegetales)
REGENERACIÓN
Callo
Propagación vegetativa por embriogénesis somática
Suspensión celular
Embriones somáticos
ENCAPSULACIÓN
GERMINACIÓN
GERMINACIÓN Semilla
artificial

25. •• Caña de azúcarCaña de azúcar
•• PapayaPapaya
•• Bananos yBananos y
plátanosplátanos
•• GuayabaGuayaba•• GuayabaGuayaba
•• CaféCafé
•• CaobaCaoba
•• AnthuriumAnthurium
••FrijolFrijol

26. C) Formación de yemas con callo previoA) Yemas apicales y/o axilares, después raíces
Ejemplos de algunos sistemas de micropropagación
Organogénesis directa Organogénesis indirecta
B) Formación de yemas sobre explantes y
después raíces
Embriogénesis somática indirecta
(ej.: tabaco, papa etc.)(ej.: piña,clavel, kiwi, manzano, etc.)
(ej.: begonia, violeta africana, etc.)
(ej.: trigo, maiz, apio, zanahoria, abeto, etc.)
Organogénesis directa
D) Formación de embriones sobre callos

27. • La micropropagación vegetal, o propagación clonal
masiva de plantas superiores, posibilita la obtención
y cultivo de plantas a gran escala.
• Se realiza bajo estrictas condiciones de esterilidad en
un medio sintético nutritivo y con control de temperatura,
luz y fotoperíodo.
La
micropropagación
constituye la
principal aplicación
comercial del
cultivo de tejidos
vegetales

28. Propagación vegetativa in vitro
Regeneración directa e indirecta
Sistemas de
propagación
vegetativa
in vitro

29. Aplicaciones del Cultivo de tejidos a la
conservación de GERMOPLASMA
Colecta e IntroducciColecta e IntroducciColecta e IntroducciColecta e Introduccióóóónnnn
ConservaciConservaciConservaciConservacióóóónnnn
““““Ex situEx situEx situEx situ””””
En campoEn campoEn campoEn campo
““““InInInIn vitrovitrovitrovitro””””
Banco deBanco deBanco deBanco de GermoplasmaGermoplasmaGermoplasmaGermoplasma
CaracterizaciCaracterizaciCaracterizaciCaracterizacióóóónnnn EvaluaciEvaluaciEvaluaciEvaluacióóóón preliminarn preliminarn preliminarn preliminar
ConservaciConservaciConservaciConservacióóóónnnn
““““In situIn situIn situIn situ””””
““““InInInIn vitrovitrovitrovitro””””
DocumentaciDocumentaciDocumentaciDocumentacióóóónnnn
UsoUsoUsoUso

30. ¿¿¿¿QUE SE CONSERVA?
foráneas
primitivas
VARIEDADES
mejoradas
Donaciones,
prospecciones,
intercambio
internacional
La mejora
genética
nacional
locales especies silvestres
Accesiones con cualidadesAccesiones con cualidades
puntualizadas, cultivadas, silvestres,puntualizadas, cultivadas, silvestres,
géneros y especies afinesgéneros y especies afines

31. • Bancos de semillas en
frigoríficos o en campo
(camote, fresa)
• Colecciones in vitro a
Existen
diferentes
métodos para
la conservación
de germoplasma
• Colecciones in vitro a
mediano plazo
• Crioconservación (largo
plazo)

32. Conservación de Germoplasma ex situ
• Conservar colecciones a partir de
colectas nacionales e introducción de
material foráneo.
Conservación de semillas
Botánicas
Colecciones de campo
Técnicas de almacenamiento apoyadas por
BIOTECNOLOGÍA:
• Colecciones in vitro.
- A corto y mediano plazo (medio mínimo,
poca luz, no hormonas
- Crioconservación (- 196ºC)
Botánicas

33. El cultivo in vitro permite sanear plantas
infectadas sistémicamente por diferentes
tipos de patógenos, como bacterias, hongos,
virus y viroides.
Sanear
antes de
conservar o
multiplicar

34. • El material vegetal infectado por virus, bacterias, hongos
y/o micoplasmas puede ser tratado con diferentes
técnicas:
-Termoterapia: 44 ºC ---25ºC----4horas/cu
-Quimioterapia: Rivavirin 10mg/L (retroviral)
- Electroterapia: 10-30Volt/5-30 minutos
- Cultivo de meristemos
Posibles
metodologías
utilizadas para
el tratamiento
de plantas
•Estos tratamientos pueden usarse por separado, pero
incrementan notablemente su efectividad cuando se los
combina, ya sea in vivo o in vitro.

35. • La conservación de germoplasma se basa en limitar
el crecimiento del material vegetal controlando
las condiciones del cultivo de tejidos.
• La restricción del crecimiento puede implementarse
por distintas vías:
- Medios de cultivo de composición subóptima.
Colecciones in
vitro o bancos de
germoplasma
in vitro
- Baja intensidad lumínica (< 500 lux)
- Temperaturas inferiores a las adecuadas
para el metabolismo normal de las células
y tejidos vegetales bajo cultivo (15-20 ºC)
- Alta concentración de compuestos
osmóticamente activos (sacarosa, manitol, etc.)

36. Crioconservación

37. Crioconservación en nitrógeno líquido a –196°C de
temperatura de cultivos celulares de banano y
plátano

38. Protocolo para la crioconservación y cultivo
de meristemas de soja

39. BANANOS Y PLÁTANOS (MUSABANANOS Y PLÁTANOS (MUSA sppspp.).)
producidos por cultivoproducidos por cultivo in vitroin vitro..
‘Somaclon
Plátano Saba’
(ABB)
Somaclon bananao
‘SH-3362’
(AA)

40. • La teoría de la totipotencialidad celular, enunciada
por Haberlandt a principios del siglo veinte, postula que
toda célula vegetal individual es capaz de regenerar una
planta entera a partir de un cultivo in vitro sin importar el
grado de diferenciación alcanzado. Para ello se requieren
condiciones específicas referidas al medio del cultivo,
relaciones hormonales, temperatura, fotoperíodo, etc.
• Todo proceso de diferenciación está regulado por el
balance entre diferentes tipos de reguladores del
crecimiento, fundamentalmente de auxinas y citocininas.
Resumen:
Los
fundamentos
teóricos
y prácticos
del cultivo
de tejidos
vegetales
crecimiento, fundamentalmente de auxinas y citocininas.
•La desdiferenciación consiste en la transformación y pérdida
de las características de especialización de un tipo celular
para dar lugar a células de tipo meristemático. El siguiente
paso involucrado en la regeneración de una planta es la
redifereciación de las células previamente desdiferenciadas.