El rescate de embriones es una de las formas más tempranas y exitosas de técnicas de cultivo in vitro que se utiliza para ayudar en el desarrollo de embriones de plantas que podrían no sobrevivir para convertirse en plantas viables. [1] El rescate de embriones juega un papel importante en el fitomejoramiento moderno , permitiendo el desarrollo de muchos híbridos de cultivos de plantas ornamentales y alimentos interespecíficos e intergenéricos. Esta técnica nutre al embrión inmaduro o débil, lo que le da la oportunidad de sobrevivir. Los embriones de plantas son estructuras multicelulares que tienen el potencial de convertirse en una nueva planta. El procedimiento de rescate de embriones más utilizado se conoce como cultivo de embriones e implica la extirpación de embriones de plantas y su colocación en medio de cultivo. [2]El rescate de embriones se usa con mayor frecuencia para crear cruces interespecíficos e intergenéricos que normalmente producirían semillas que se abortan. La incompatibilidad interespecífica en las plantas puede ocurrir por muchas razones, pero la mayoría de las veces ocurre el aborto de embriones. [3] En el fitomejoramiento, los cruces de hibridación amplia pueden resultar en pequeñas semillas encogidas que indican que ha ocurrido la fertilización, sin embargo la semilla no se desarrolla. Muchas veces, las hibridaciones remotas no lograrán una reproducción sexual normal, por lo que el rescate de embriones puede ayudar a sortear este problema. [4]
Historia
El rescate de embriones se documentó por primera vez en el siglo XVIII cuando Charles Bonnet extirpó embriones de Phaseolus y Fagopyrum y tuvo éxito, los plantó en el suelo y el cruce dio como resultado plantas enanas. [5] Poco después de esto, los científicos comenzaron a colocar los embriones en varios medios nutritivos. Durante el período de 1890 a 1904, los sistemas de rescate de embriones se volvieron sistemáticos mediante la aplicación de soluciones nutritivas que contenían sales y azúcares y la aplicación de una técnica aséptica . [6] El primer cultivo de embriones in vitro exitoso fue realizado por Hanning en 1904, sin embargo, describió problemas con embriones precoces que daban como resultado plántulas pequeñas, débiles y, a menudo, inviables. [7]
Aplicaciones
- Cría de especies interespecíficas e intergenéricas incompatibles
- Superar la latencia de las semillas
- Determinación de la viabilidad de la semilla.
- Recuperación de haploides maternos que se desarrollan como resultado de la eliminación cromosómica después de la hibridación interespecífica.
- Utilizado en estudios sobre la fisiología de la germinación y el desarrollo de semillas.
Técnicas
Dependiendo del órgano cultivado, puede denominarse cultivo de embriones , óvulos u ovarios . El cultivo de óvulos o cultivo de embriones en óvulos es una técnica modificada de rescate de embriones mediante la cual los embriones se cultivan mientras aún están dentro de sus óvulos para evitar dañarlos durante el proceso de escisión. [8] El cultivo de ovario o vaina, por otro lado, emplea el uso de un ovario completo en cultivo. Es necesario extirpar todo el embrión pequeño para prevenir el aborto temprano del embrión. Sin embargo, es técnicamente difícil aislar los pequeños embriones intactos, por lo que a menudo se utilizarán ovarios con embriones jóvenes o óvulos fecundados completos. [9]
Factores a considerar
Los embriones se extirpan manualmente y se colocan inmediatamente en un medio de cultivo que proporciona los nutrientes adecuados para apoyar la supervivencia y el crecimiento (Miyajima 2006). Si bien los procesos de desinfestación y escisión de explantes difieren para estas tres técnicas, muchos de los factores que contribuyen a la recuperación exitosa de plantas viables son similares. Los principales factores que influyen en el éxito son; el tiempo de cultivo , la composición del medio , y la temperatura y la luz . El tiempo se refiere principalmente a la etapa de maduración del embrión antes de la escisión. El momento óptimo, especialmente para el rescate de embriones que implican cruces incompatibles, sería justo antes del aborto del embrión. No obstante, debido a las dificultades que entraña la cría de embriones jóvenes en comparación con los que han alcanzado la fase autótrofa de desarrollo, normalmente se permite que los embriones se desarrollen in vivo el mayor tiempo posible. Si bien en general, dos tipos principales de medios basales son los más utilizados para los estudios de rescate de embriones, es decir, el medio Murashige y Skoog (MS) [10] y el medio B-5 [11] de Gamborg (Bridgen, 1994), medio variará en términos de las concentraciones de suplementos de medio requeridos. Esto generalmente dependerá de la etapa de desarrollo del embrión. Por ejemplo, los embriones jóvenes requerirían un medio complejo con altas concentraciones de sacarosa, mientras que los embriones más maduros normalmente pueden desarrollarse en un medio simple con bajos niveles de sacarosa. El requisito de temperatura y luz es generalmente específico de la especie y, por lo tanto, generalmente se regula para estar dentro del mismo requisito de temperatura que el de su padre con embriones de cultivos de estación fría que requieren temperaturas más bajas que las de los cultivos de estación cálida.
Es posible el cultivo tanto de células vegetales como animales, tejidos y órganos en un medio nutritivo artificial en condiciones controladas de laboratorio. Se pueden obtener muchos productos deseados a través del cultivo de tejidos, como fármacos, vacunas y anticuerpos monoclonales.
Ver también
Referencias
- ^ Sage, TL; Strumas, F .; Cole, WW; Barret, S (2010). "Rescate de embriones y regeneración de plantas tras cruces interespecíficos en el género Hylocereus (Cactaceae)". Euphytica . 174 : 73–82. doi : 10.1007 / s10681-010-0135-x .
- ^ Miyajuma, D. (2006). "Óvulos que no pudieron formar semillas en zinnia ( Zinnia violacec Cav)". Sci Hortic . 107 (2): 176–182. doi : 10.1016 / j.scienta.2005.06.014 .
- ^ Reed, Sandra (2005). Robert N. Trigiano; Dennis J. Gray (eds.). Desarrollo vegetal y biotecnología (PDF) . Prensa CRC. págs. 235-239. ISBN 0-8493-1614-6. Archivado desde el original (PDF) el 12 de marzo de 2012 . Consultado el 18 de abril de 2011 .
- ^ Bridgen, Mark P. (1994). "Una revisión del cultivo de embriones vegetales" . HortScience . 29 : 1243-1246. doi : 10.21273 / hortsci.29.11.1243 .
- ^ Sharma, RD; Daur, R .; Kumar K. (1996). "Rescate de embriones en plantas-una revisión". Euphytica . 89 : 325–337. doi : 10.1007 / BF00022289 .
- ^ Amanate-Bordeos, AD; Nelson, RJ; Oliva, NP; Dalmacio, RD; Leung, H .; Sitch, LA (1992). "Transferencia de la resistencia al añublo y al tizón bacteriano del arroz salvaje tetrapliod Oryza minuta al arroz cultivado, O. sativa ". Theor. Apl. Genet . 84 : 345–354. doi : 10.1007 / bf00229493 .
- ^ Mehetre, S. S; Aher, AR (2004). "Rescate de embriones: una herramienta para superar la hibridación interespecífica incompatible en Gossypium Linn. - Una revisión". Revista India de Biotecnología . 3 : 29–36.
- ^ Cisneros, Aroldo; Tel-Zur (2010). "Rescate de embriones y regeneración de plantas tras cruces interespecíficos en el género Hylocereus (Cactaceae)". Euphytica . 174 : 73–82. doi : 10.1007 / s10681-010-0135-x .
- ^ Ikeda, N .; Niimi, Y. Han D. (2003). "Producción de plántulas a partir de óvulos extirpados en etapa de cigoto en Lilium spp". Cultivo de órganos de tejidos de células vegetales . 73 (2): 159-166. doi : 10.1023 / A: 1022818413617 .
- ^ Murashige, T; Skoog, F. (1962). "Un medio revisado para el crecimiento rápido y bioensayos con cultivos de tejido de tabaco". Physiol. Planta . 15 (3): 473–497. doi : 10.1111 / j.1399-3054.1962.tb08052.x .
- ^ Gamborg, OL; Miller, RA; Ojima, K. (1968). "Requerimientos de nutrientes de cultivos en suspensión de células de raíz de soja". Exp. Cell Res . 50 (1): 151-158 [157]. doi : 10.1016 / 0014-4827 (68) 90403-5 . PMID 5650857 .
enlaces externos
- http://www.stbw.nl/Embryo-Rescue%20Techniques.pdf