El callo vegetal ( callos plural o callos ) es una masa creciente de células del parénquima vegetal desorganizadas . En las plantas vivas, las células callosas son aquellas que cubren la herida de una planta. En la investigación biológica y la biotecnología, la formación de callos se induce a partir de muestras de tejido vegetal (explantes) después de la esterilización de la superficie y la siembra en un medio de cultivo de tejidos in vitro (en un recipiente de cultivo cerrado como una placa de Petri ). [1] El medio de cultivo se complementa con reguladores del crecimiento de las plantas , como auxina , citoquinina y giberelina , para iniciar la formación de callos oembriogénesis somática . La iniciación de callos se ha descrito para todos los grupos principales de plantas terrestres.
Inducción de callos y cultivo de tejidos
Se ha demostrado que las especies de plantas que representan a todos los principales grupos de plantas terrestres son capaces de producir callos en el cultivo de tejidos. [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] Un cultivo de células de callo generalmente se mantiene en medio de gel. El medio de inducción de callos consiste en agar y una mezcla de macronutrientes y micronutrientes para el tipo de célula dado. Hay varios tipos de mezclas de sales basales que se utilizan en el cultivo de tejidos vegetales, pero sobre todo el medio modificado de Murashige y Skoog , [13] el medio de White, [14] y el medio de plantas leñosas. [15] También se proporcionan vitaminas para mejorar el crecimiento, como las vitaminas Gamborg B5 . [16] Para las células vegetales, el enriquecimiento con nitrógeno , fósforo y potasio es especialmente importante. El callo de la planta generalmente se deriva de los tejidos somáticos . Los tejidos utilizados para iniciar la formación de callos dependen de las especies de plantas y de los tejidos disponibles para el cultivo de explantes . Las células que dan lugar a callos y embriones somáticos suelen sufrir una división rápida o son parcialmente indiferenciadas, como el tejido meristemático . En la alfalfa, Medicago truncatula , sin embargo, los callos y los embriones somáticos se derivan de las células del mesófilo que se desdiferencian . [17] Las hormonas vegetales se utilizan para iniciar el crecimiento de los callos.
Morfología
Las proporciones específicas de auxina a citoquinina en el medio de cultivo de tejidos vegetales dan lugar a una masa desorganizada en crecimiento y división de células callosas. Los cultivos de callos a menudo se clasifican en términos generales como compactos o friables. Los callos friables se deshacen fácilmente y pueden usarse para generar cultivos de suspensión celular. El callo puede sufrir directamente una organogénesis y / o embriogénesis donde las células formarán una planta completamente nueva. Este proceso se conoce como cultivo de callos. [ cita requerida ]
Muerte de células de callos
Los callos pueden oscurecerse y morir durante el cultivo, principalmente debido a la oxidación de compuestos fenólicos . En las células callosas de Jatropha curcas , las células callosas pequeñas organizadas se desorganizaron y variaron de tamaño después de que se oscureciera. [18] Browning también se ha asociado con la oxidación y los compuestos fenólicos tanto en los tejidos del explante como en las secreciones del explante. [19] En el arroz, presumiblemente, una condición que es favorable para la inducción del callo escutelar también induce necrosis. [20]
Usos
Las células de los callos no son necesariamente genéticamente homogéneas porque a menudo un callo está hecho de tejido estructural, no de células individuales. [se necesita aclaración ] Sin embargo, las células de los callos a menudo se consideran lo suficientemente similares como para que el análisis científico estándar se realice como si se tratara de un solo sujeto. Por ejemplo, un experimento puede hacer que la mitad de un callo se someta a un tratamiento como grupo experimental , mientras que la otra mitad se somete a un tratamiento similar pero no activo que el grupo de control .
Los callos de plantas derivados de muchos tipos de células diferentes pueden diferenciarse en una planta completa, un proceso llamado regeneración, mediante la adición de hormonas vegetales al medio de cultivo. Esta capacidad se conoce como totipotencia . La regeneración de una planta completa a partir de una sola célula permite a los investigadores de transgénicos obtener plantas completas que tienen una copia del transgén en cada célula. La regeneración de una planta completa que tiene algunas células transformadas genéticamente y algunas células no transformadas produce una quimera . En general, las quimeras no son útiles para la investigación genética o aplicaciones agrícolas.
Los genes se pueden insertar en las células de los callos mediante bombardeo biolístico , también conocido como pistola de genes , o Agrobacterium tumefaciens . Las células que reciben el gen de interés se pueden recuperar en plantas completas utilizando una combinación de hormonas vegetales . Las plantas completas que se recuperan se pueden usar para determinar experimentalmente la función o funciones de los genes o para mejorar los rasgos de las plantas de cultivo para la agricultura moderna.
El callo es de uso particular en la micropropagación, donde se puede usar para hacer crecer copias genéticamente idénticas de plantas con características deseables.
Historia
Henri-Louis Duhamel du Monceau investigó las respuestas de cicatrización de heridas en olmos y fue el primero en informar la formación de callos en plantas vivas. [21]
En 1908, EF Simon pudo inducir callos de tallos de álamo que también producían raíces y brotes. [22] Los primeros informes de inducción de callos in vitro provienen de tres investigadores independientes en 1939. [23] P. White indujo callos derivados de tejidos procambiales que desarrollan tumores del híbrido Nicotiana glauca que no requirió suplementación hormonal. [14] Gautheret y Nobecourt pudieron mantener cultivos de callos de zanahoria mediante la adición de hormonas auxinas. [ cita requerida ]
Ver también
- Rescate de embriones
- Embriogénesis somática
- Quimera (genética)
- Hiperhidricidad
Referencias
- ^ ¿Qué es el cultivo de tejidos vegetales?
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