Posibles vas morfogenticas:

- Organognesis- Embriognesis

Diferencias entre las dos posibles vas:

- La organognesis es de origen pluricelular. Un grupo de clulas del explanto inicial se desdiferencia inicialmente para luego rediferenciarse dando lugar a un rgano vegetal. No se obtienen por esta va plantas completas.

- La embriognesis se presupone de origen unicelular.Una clula del explante se asla y constituye el puntode partida para la obtencin de un embrin somtico.Se diferencian embriones o estructuras bipolaresque completan cada una de las etapas implicadasen la ontogenia de un embrin cigtico. El resultado es una planta completa.Existen dos posibles vas morfogenticas implicadas en la diferenciacin de novode brotes y/o plantas completas

Proliferacin de yemas apicales o axilares

Consiste en la multiplicacin de plantas a partir de las yemas axilares preexistentes. Representa la aceleracin in vitro del crecimiento natural de dichos meristemas.

La tasa de multiplicacin (t.m.) se calcula en base al nmero de brotes o vstagos obtenidos a partir de un explanto inicial, entre un repique y el sucesivo. Esta tasa puede variar entre 2 y 20 brotes por mes, dependiendo de la especie en cuestin, entre otras variables.

Por ejemplo, con una t.m. de 5/mes podran obtenerse 10.000.000 plantas en un solo ao, a partir de una nica yema inicial.

El cultivo de meristemas es un caso especial del uso de esta tcnica.Propagacin vegetativa a partir de yemas preexistentes

Sistemas de micropropagacin vegetalProliferacin de tejidos desdiferenciados

Consideraciones generales:

Callo: masa de clulas desdiferenciadasobtenidas a partir de un explanto cultivado in vitro (disco de hoja, meristema, clulas en suspensin, etc.)

Es posible regenerar brotes o vstagos a partir de estos callos.

Las plantas diferenciadas puedenno ser uniformes, debido al posible desarrollo de variantes somaclonales. Esto debe tenerse en cuenta, especialmente cuando se trabaja en propagacin clonal a gran escala.Resulta posible regenerar brotes o yemas a partir de tejidos vegetales desdiferenciados in vitro

Sistemas de propagacin vegetativa in vitro Regeneracin directa e indirecta

Secuencia de la desdiferenciacion y diferenciacion en cultivos de tejidos vegetalesCelula Unica (Cigote)Plntula Planta Madura Celula Unica (somtica)Plantas RegenerantesEmbrion CigticoCalloSuspensin CelularEmbrin somticoRaices y Brotes regenerados

Cultivos indiferenciadosCallos : en medio slido, crecimiento lento, gran heterogeneidad celular,Cultivos en suspensin: derivan de los anteriores, en medio lquido de composicin adecuada, crecimiento ms rpido y homogneo.Composicin del medio de cultivo. Fuente de carbono, minerales, vitaminas, fitohormonas (auxinas, citoquininas)

CallosTejidos no diferenciados ( a veces diferenciados), en divisin activa.Frecuentemente se desarrollan a partir de heridas.

Microscopio InvertidoSeguimiento del cultivo: viabilidad, multiplicacin, contaminacin.Control sobre cambios morfolgicos (efectos de hormonas, de tratamientos con medicamentos, de iones, interacciones, etc.

Problemas a considerar:

- Tasa de crecimiento

- Volumen del inculo

- Tamao y agregacin de las clulas

- Oxigenacin

- AgitacinCultivos en suspensin

Aplicaciones de las suspensiones CelularesEstudios sobre el ciclo celular.Estudios Fisiologicos y bioquimicos.Formacion de Metabolitos Secundarios.Aislamiento de Mutantes.Embriogenesis Somatica.

Aplicaciones de las suspensiones Celulares

Explante (disco de hoja)Explanto (clulas vegetales)REGENERACINSuspensin celularEmbriones somticosENCAPSULACINGERMINACINGERMINACINSemilla artificialCalloPropagacin vegetativa por embriognesis somtica

Semillas sintticas de orqudea obtenidas porencapsulacin en alginatoEmbriognesis: Obtencin de semillas artificiales

Cultivo de rganos: races transformadas

Agrobacterium rhizogenesTumor de races producido por Agrobacterium rhizogenes en discos de remolachaGentileza del Dr. Mark Tepfer

Produccinde metabolitos secundariospor cultivo in vitrode clulas y rganos vegetales: por qu?- Independizarse de factores externos tales como: cambios de temperatura, sequas, plagas, variabilidad de la produccin, factores polticos y sociales, etc.

- Evitar la extincin de especies vegetales.

Disponer de condiciones controladas en el proceso de produccin y extraccin.

- Posibilitar el mejoramiento vegetal en tiempos mas cortos.

Hacer viable la produccin de compuestos complejos con uno o ms C quirales en forma ms econmica respecto de la sntesis qumica

- Posibilitar la obtencin de nuevos compuestos no presentes en la planta madre.

Establecer procesos de biotransformacin slo realizables por enzimas provenientes de plantas.

- Insecticidas- Saborizantes- ColorantesLas plantascomo fuentede metabolitos secundarios de inters comercialPotencial

- 75 % de las nuevas estructuras qumicas descubiertas provienen de las plantas. - Slo se tiene buen conocimiento de 5.000 de las 250.000-300.000 especies vegetales que se creen existentes en el planeta.

- 25 % de los medicamentos de las industrias farmacuticas son de origen vegetal.- 75 % de la poblacin mundial utiliza la medicina tradicional que consiste principalmenteen el uso de extractos provenientes de plantas.- Medicinas- Herbicidas- Proteasas- Fragancias- Antimicrobianos- Enzimas

Algunos metabolitos secundarios producidospor races transformadasTomado de: Hairy Roots, Culture and Application, 1997.