Criopreservación de plantas

La criopreservación de plantas es una estrategia de conservación de recursos genéticos que permite que el material vegetal, como semillas, polen, puntas de brotes o cogollos inactivos, se almacene indefinidamente en nitrógeno líquido. ^[1] Después de la descongelación, estos recursos genéticos pueden regenerarse en plantas y usarse en el campo. Si bien esta estrategia de conservación de criopreservación se puede usar en todas las plantas, a menudo solo se usa en ciertas circunstancias: 1) cultivos con semillas recalcitrantes, por ejemplo, aguacate, ^[2] coco ^[3] 2) cultivos sin semillas como banano y plátano cultivados ^[4] o 3) cultivos que se propagan por clonación como mandioca, batata. ^[5]

Historia

La historia de la criopreservación de plantas comenzó en 1965 cuando Hirai estaba estudiando las actividades biológicas que ocurrían cuando se congelaban muestras biológicas. ^[1] Tres años después, hubo el primer intento exitoso de criopreservar las células del callo . ^[1] En los años siguientes, se desarrollaron nuevos métodos de crioconservación, como la inmersión directa, la congelación lenta y la vitrificación, además de aplicarse a cada vez más especies y tejidos vegetales.

Métodos

• Inmersión directa . Esta es la inmersión de material vegetal directamente en nitrógeno líquido o después de la desecación. Esto a menudo se hace con semillas (ortodoxas) que ya tienen un bajo contenido de humedad o polen. ^[6] Este método no se puede utilizar con tejidos que contienen mucha agua o que son sensibles a la deshidratación.
• Congelación lenta . Este método se basa en el mecanismo de deshidratación por congelación para extraer el agua de las células y evitar así la formación de hielo en la célula. ^[7]
• Vitrificación. Congelando a una velocidad ultrarrápida y usando deshidratación osmótica, el agua que todavía está presente en la célula no puede formar cristales y será parte de una solución similar al vidrio o vitrificada . ^[8] Este método se puede dividir aún más en diferentes variantes, por ejemplo, vitrificación de gotas, deshidratación por encapsulación y vitrificación en placa.

Obstáculos y limitaciones

Aparte de los desafíos relacionados con la criopreservación en general, un obstáculo importante al desarrollar protocolos de criopreservación para el almacenamiento de germoplasma vegetal es que las plantas dentro de una especie pueden tener una tolerancia diferente a la criopreservación. ^{[8] [5]} Esta diferencia parece estar relacionada con la resistencia a la sequía de los diferentes cultivares dentro de la especie. ^{[8] [9]} Incluso dentro de la propia planta, puede haber diferencias notables dependiendo del tejido que se utilice, ya que tanto la estructura como la composición juegan un papel importante durante la criopreservación. ^{[5] [10]}

Organizaciones que dependen de la criopreservación de plantas

• Alianza de Bioversity International y Ciat
• Centro Internacional de la Papa
• Jardín Huntington
• Administración de desarrollo rural de Corea
• Instituto Leibniz de Genética Vegetal e Investigación de Plantas de Cultivos

Referencias

1. Reed BM (1 de agosto de 2017). "Criopreservación de plantas: un requisito continuo para la seguridad alimentaria y de los ecosistemas". Biología In Vitro Celular y del Desarrollo - Planta . 53 (4): 285–288. doi : 10.1007 / s11627-017-9851-4 . ISSN  1475-2689 . S2CID  32177737 .
2. O'Brien C, Hiti-Bandaralage JC, Folgado R, Lahmeyer S, Hayward A, Mitter N (2020). "Desarrollo de un protocolo de criopreservación de puntas de brotes apicales de aguacate (Persea americana Mill.) Utilizando diferentes antioxidantes" . Acta Horticulturae (1285): 15-22. doi : 10.17660 / ActaHortic.2020.1285.3 . ISSN 0567-7572 . 
3. Sopade PA, Samosir YM, Rival A, Adkins SW (diciembre de 2010). "La deshidratación mejora la criopreservación del coco (Cocos nucifera L.)". Criobiología . 61 (3): 289–96. doi : 10.1016 / j.cryobiol.2010.09.007 . PMID 20959171 . 
4. Panis B, Swennen R (1995). "Criopreservación de germoplasma de banano y plátano (especie Musa)". La criopreservación de Germoplasma Vegetal I . Biotecnología agrícola y forestal. 32 . Berlín, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. págs. 381–397. doi : 10.1007 / 978-3-662-03096-7_27 . ISBN 978-3-642-08184-2.
5. Wilms H, Fanega Sleziak N, Van der Auweraer M, Brands M, Verleije M, Hardeman D, et al. (7 de septiembre de 2020). "Desarrollo de un protocolo de crioconservación rápido y fácil de usar para los recursos genéticos de la batata" . Informes científicos . 10 (1): 14674. doi : 10.1038 / s41598-020-70869-3 . PMC 7477159 . PMID 32895398 .  
6. da Silva RL, de Souza EH, de Jesus Vieira L, Pelacani CR, Souza FV (17 de mayo de 2017). "Criopreservación de polen de accesiones de piña silvestre". Scientia Horticulturae . 219 : 326–334. doi : 10.1016 / j.scienta.2017.03.022 . ISSN 0304-4238 . 
7. Kartha KK (1982). Respuestas de crecimiento in vitro y regeneración de plantas a partir de meristemas criopreservados de yuca (Manihot esculenta Crantz) *) . Casilla de Correos 209, Corrientes (3400) Argentina .: Facultad de Ciencias Agrarias, Instituto de Botánica del Nordeste. OCLC 709654438 . 
8. Panis B, Piette B, Swennen R (1 de enero de 2005). "Vitrificación de gotitas de meristemas apicales: un protocolo de criopreservación aplicable a todas las Musáceas". Ciencia de las plantas . 168 (1): 45–55. doi : 10.1016 / j.plantsci.2004.07.022 . ISSN 0168-9452 . 
9. Escobar RH, Mafla G, Roca WM (abril de 1997). "Una metodología para la recuperación de plantas de yuca a partir de puntas de brotes mantenidas en nitrógeno líquido". Informes de células vegetales . 16 (7): 474–478. doi : 10.1007 / s002990050263 . PMID 30727635 . 
10. Hu, Chun (2015), Liu, Yanze; Wang, Zhimin; Zhang, Junzeng (eds.), "Chrysanthemum morifolium Ramat 菊花 (Juhua, Florists Chrysanthemum)" , Dietary Chinese Herbs: Chemistry, Pharmacology and Clinical Evidence , Viena: Springer, págs. 681–691, doi : 10.1007 / 978-3- 211-99448-1_77 , ISBN 978-3-211-99448-1, consultado el 2020-11-03