Cultivo in vitro en plantas, finalidad, elementos, beneficios y desventajas

Cultivo in vitro en plantas

La importancia de los ejemplares que conforman el reino Plantae para el ser humano como fuente de alimentos, materias primas, compuestos terapéuticos, a nivel ecológico, ambiental y ornamental ha llevado a la investigación en el avance hacia procedimientos y métodos que faciliten su cultivo y desarrollo, uno de ellos es el cultivo in vitro, llamado de esa manera porque se realiza en el laboratorio. El cultivo in vitro en plantas constituye el tema central de estos párrafos, en los que se resalta su definición, finalidad, elementos, ventajas así como sus desventajas.

Definición y finalidad del cultivo in vitro en plantas

El término cultivo in vitro en plantas abarca una serie de técnicas y metodologías, por medio de las cuales se cultiva o desarrolla una porción de un vegetal, denominada explante, en medios definidos y bajo condiciones ambientales determinadas y controladas, así como de asepsia, con diferentes fines y aplicaciones.

Los objetivos que se desean obtener con el empleo del cultivo in vitro en plantas son cuantiosos y heterogéneos, los cuales involucran desde la investigación básica para obtener conocimientos en diferentes campos como fisiología, genética, bioquímica, entre otras, también para obtener vegetales carentes de microorganismos patógenos (saber más sobre microbios), para la multiplicación de ejemplares de plantas (sobre todo aquellos ejemplares de difícil propagación), la obtención de algún compuesto de interés y utilidad, la preservación del germoplasma o para aumentar la variabilidad genética, entre otros.

Está documentado que los primeros experimentos relacionados con las técnicas del cultivo in vitro en plantas comenzaron a desarrollarse desde el año 1902, sin mucho éxito, ya para 1922 se logró germinar semillas de orquídeas en el laboratorio, en 1934 se consiguió el primer cultivo de órganos y en 1939 se obtuvo el cultivo de células meristemáticas y tejido tumoral. El cultivo in vitro en plantas es posible gracias a la capacidad de totipotencialidad que poseen algunas células de los vegetales, es decir, el potencial de regeneración para la formación de un individuo, involucrando células con niveles de diferenciación variables.

Por medio de la utilización de técnicas y procedimientos para el cultivo in vitro en plantas se pueden obtener diferentes tipos de respuesta que se agrupan en dos categorías:

– La generación de una masa de células, denominadas técnicamente como callos y que posteriormente puede dar lugar a la formación del individuo completo, por lo que constituye una organogénesis o embriogénesis indirecta.

– La obtención bien sea de órganos o embriones de manera directa.

Elementos necesarios para el establecimiento de cultivo in vitro en plantas

Como ha sido mencionado de forma previa el cultivo in vitro en plantas reúne una serie de elementos o caracteres indispensables y necesarios para su ejecución, los cuales son:

El explante

Constituye la porción del vegetal a cultivar en el laboratorio. Los explantes utilizados en el cultivo in vitro en plantas son variados, incluyen células y protoplastos, así como cualquier tejido u órgano del ejemplar madre, como meristemas, hojas, cotiledones, anteras, ápices, raíces, entre otros.

Dependiendo del explante a emplear así como los objetivos que se pretendan alcanzar, varían también los métodos y procedimientos empleados para dicho cultivo. Es importante para la selección adecuada del explante, tomar en cuenta una serie de consideraciones, como la disponibilidad, la comodidad o facilidad de manipulación, la homogeneidad del mismo, la probabilidad de alanzar una rápida respuesta deseada y la utilización de aquellos con una baja incidencia de contaminación con algún microorganismo o patógeno.

Además la respuesta a obtener también va a depender del estado de desarrollo y edad del explante, así como de la planta donadora del mismo, como es de suponer, se han obtenido mejores resultados con estados más juveniles y con aquellos que posean mayores tamaños.

Asepsia

Resulta primordial la ejecución del cultivo in vitro en plantas en condiciones de asepsia para que no ocurra contaminación con algún tipo de microorganismos, para ello, se deben utilizar ambientes apropiados, esterilizar los medios, desinfectar los explantes, así como las superficies, espacios, utensilios y materiales a emplear, el manipulador debe realizar un correcto lavado y esterilización de manos y antebrazos y llevar la indumentaria adecuada (gorro, tapaboca) y llevar a cabo los procedimientos preferiblemente el laminares de aire estéril.

Para la desinfección de los explantes se suelen emplear generalmente soluciones con alcohol al 70% o hipoclorito de sodio (entre el 1 y 3%) o incluso una mezcla de ambos, entre otras sustancias, seguidas de varias secuencias de lavado con agua destilada estéril, todo esto dependiendo de la especie vegetal y el tipo de explante. Algunas metodologías incluyen una pre-incubación de explantes para posteriormente seleccionar los que carecen de contaminación.

Los medios de cultivo

Deben estar integrados por una serie de moléculas indispensables para el desarrollo de los vegetales, como una fuente de carbono, generalmente un azúcar, nutrimentos minerales, bien sea macro o micronutrientes, compuestos vitamínicos, reguladores del crecimiento de las plantas, agentes gelificantes (en el caso de los medios que lo ameriten, como los semisólidos) y otros compuestos pocos definidos. Actualmente existen medios distintos que se utilizan en base a la especie vegetal, el explante, así como al tipo de respuesta que se desea alcanzar.

Condiciones ambientales de incubación

La característica a la que hace alusión la palabra in vitro, es precisamente el conjunto de condiciones controladas en el laboratorio a la que se someten los vegetales que se desean desarrollar, estas condiciones abarcan la calidad intensidad y periodo de duración de la luz, la humedad, así como la temperatura. Por ello, el cultivo in vitro en plantas se realiza en incubación con una fuente luminosa de algún tipo de lámpara, a una humedad y temperatura determinada (generalmente entre 25 y 28°C) en base al ejemplar y explante utilizado.

Ventajas del cultivo in vitro en plantas

Existen algunas ventajas del cultivo in vitro en plantas frente a los métodos convencionales de cultivo de estos ejemplares, entre ellas destacan:

– Menores periodos de tiempo en la obtención de los vegetales en espacios más reducidos.

– La cantidad de individuos a obtener por estas técnicas es cuantiosa, llegando incluso a obtener ilimitado número de vegetales.

– No interfieren las condiciones ambientales, por lo que se pueden desarrollar plantas independientemente de la época del año, clima, entre otros.

– Los especímenes obtenidos son exentos de microorganismos y patógenos, es decir, vegetales sanos.

– Propicio para la obtención de especímenes de crecimiento lento y con bajas tasas reproductivas, tanto asexual como sexualmente.

– Las técnicas son aplicables para la multiplicación de vegetales de interés y beneficio para el hombre, como las que proveen alimento, materias primas para la industria, diversos productos, así como compuestos terapéuticos, plantas de uso ornamental, entre otros.

Desventajas del cultivo in vitro en plantas

La principal desventaja del cultivo in vitro en plantas es que puede resultar en costos elevados de producción, no siendo rentable en algunos casos, además que para algunos ejemplares es difícil la obtención de plantas con estas metodologías, sin embargo, la investigaciones continúan avanzando en algunas especies de interés económico.

Biografia consultada

  • Castillo, A. (2004).
  • Domínguez, M.; González, M.; Rosales, C.; Quiñonez, C.; Delgadillo, S.; Mireles, S.; Pérez, E. (2008).
  • Mroginski, L.; Roca, W. (1993).
  • Rodríguez, M. (2018).
  • Segretín, M. (2006).