sltuaci6n actual y perspectivas de las … · el uso de tecnicas mas especializadas como el cultivo...

8
C..f cI. 65 SlTUACI6N ACTUAL Y PERSPECTIVAS DE LAS APLICACIONES BIOTECNOL6GICAS EN LA CONSERV ACI6N Y USO DE LOS RECURSOS FITOGENEncos Alia Abdeillour Centro de Investigaci6n en Biotecnologia. Instituto Tecnol6gico de Costa Rica RFSUMEN Las tecnicas biotecnol6gicas aplicadas a las plantas para la conservaci6n y usa de 10s recursos genCticos se estan utilizando en muchas especies. Han mostrado su aplicabilidad durante la colecta, la cuarentena, indexaci6n y erradicaci6n de enfermedades, la propagaci6n, la . . caracterizaci6n, evaluaci6n y monitoreo, el almacenarnientoy la distribuci6n de los materiales conservados. SedescribeD las principales ventajasy desventajas de carlatecnica y su valor en las diferentes etapas del proceso. Ademas, se seftalan algunas estrategias que favorecerian su - aplicaci6n sistematicacomo complemento a las tecnicas convencionalmente utilizadas para este prop6sito. INTRODUCCI6N La biotecnologia aplicada a las plantas representa una serle de metodos complementarios e independientes que seestanaplicando a la diversidad vegetal con objetivos variados. Comprende el cultivo de tejidos y la biologia molecular. La biologia molecular incluye las tecnicas de marcadoresmoleculares y la tecnologia del ADN recombinante 0 ingenieria genetica, ambasde gran aplicaci6n en la conservaci6n y usa de los recursos fitogeneticos. El cultivo de tejidos incluye tecnicas como la fertilizaci6n in vitro, cultivo de embriones, protoplastos, celulas, haploides, anteras y microsporas, consideradasfundamentales para 10strabajos de ingenieria genCtica. Ademas, incluye las tecnicas de micropropagaci6n 0 propagaci6n clonal, cuyo usa principal es la producci6n comercial de todo tipo de plantas, la producci6n de plantas libres de pat6genos y la conservaci6n e intercambio de los recursos fitogeneticos. En conjunto, estas tecnicas ya estan hacienda glandes contribuciones al mejorarniento de las plantas y a la conservaci6n y usa de los recursos fitogeneticos, ya sea complementando los metodos convencionales 0 aportando nuevas metodologias de trabajo. LA BIOTECNOLOGiA EN LA CONSERV ACI6N Y USO DE LOS RECURSOSFITOGENETICOS Para facilitar su entendimiento e identificar vacios en las diferentes etapas del proceso, la conservaci6n y usa del germoplasma vegetal seha descrito como un cicIo que comprende: a) la colecta, b) la cuarentena, indexaci6n y erradicaci6n de enfermedades,c) la propagaci6n, d) la caracterizaci6n, evaluaci6n y monitoreo, e) la conservaci6ny almacenarniento y f) la distribuci6n. Las tecnicas biotecnol6gicas tienen aplicaci6n en las diferentes etapasdel cicIo y se explican a continuaci6n. Xl Co"gresoN8Clo,,8i Agro,,6mico 1999 299

Upload: vunhan

Post on 07-Oct-2018

212 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: SlTUACI6N ACTUAL Y PERSPECTIVAS DE LAS … · El uso de tecnicas mas especializadas como el cultivo de meristemos, 0 la quimio 0 termoterapia combinadas con el cultivo de ... por

C..f cI. 65

SlTUACI6N ACTUAL Y PERSPECTIVAS DE LASAPLICACIONES BIOTECNOL6GICAS EN LACONSERV ACI6N Y USO DE LOS RECURSOSFITOGENEncos

Alia AbdeillourCentro de Investigaci6n en Biotecnologia. Instituto Tecnol6gico de Costa Rica

RFSUMEN

Las tecnicas biotecnol6gicas aplicadas a las plantas para la conservaci6n y usa de 10s recursosgenCticos se estan utilizando en muchas especies. Han mostrado su aplicabilidad durante lacolecta, la cuarentena, indexaci6n y erradicaci6n de enfermedades, la propagaci6n, la

. . caracterizaci6n, evaluaci6n y monitoreo, el almacenarniento y la distribuci6n de los materialesconservados. Se describeD las principales ventajas y desventajas de carla tecnica y su valor en lasdiferentes etapas del proceso. Ademas, se seftalan algunas estrategias que favorecerian su- aplicaci6n sistematica como complemento a las tecnicas convencionalmente utilizadas para este

prop6sito.

INTRODUCCI6N

La biotecnologia aplicada a las plantas representa una serle de metodos complementarios eindependientes que se estan aplicando a la diversidad vegetal con objetivos variados. Comprendeel cultivo de tejidos y la biologia molecular. La biologia molecular incluye las tecnicas demarcadores moleculares y la tecnologia del ADN recombinante 0 ingenieria genetica, ambas degran aplicaci6n en la conservaci6n y usa de los recursos fitogeneticos. El cultivo de tejidosincluye tecnicas como la fertilizaci6n in vitro, cultivo de embriones, protoplastos, celulas,haploides, anteras y microsporas, consideradas fundamentales para 10s trabajos de ingenieriagenCtica. Ademas, incluye las tecnicas de micropropagaci6n 0 propagaci6n clonal, cuyo usaprincipal es la producci6n comercial de todo tipo de plantas, la producci6n de plantas libres depat6genos y la conservaci6n e intercambio de los recursos fitogeneticos.

En conjunto, estas tecnicas ya estan hacienda glandes contribuciones al mejorarniento de lasplantas y a la conservaci6n y usa de los recursos fitogeneticos, ya sea complementando losmetodos convencionales 0 aportando nuevas metodologias de trabajo.

LA BIOTECNOLOGiA EN LA CONSERV ACI6N Y USO DE LOS

RECURSOSFITOGENETICOS

Para facilitar su entendimiento e identificar vacios en las diferentes etapas del proceso, laconservaci6n y usa del germoplasma vegetal se ha descrito como un cicIo que comprende: a) lacolecta, b) la cuarentena, indexaci6n y erradicaci6n de enfermedades, c) la propagaci6n, d) lacaracterizaci6n, evaluaci6n y monitoreo, e) la conservaci6n y almacenarniento y f) la distribuci6n.Las tecnicas biotecnol6gicas tienen aplicaci6n en las diferentes etapas del cicIo y se explican acontinuaci6n.

Xl Co"greso N8Clo,,8i Agro,,6mico 1999 299

Page 2: SlTUACI6N ACTUAL Y PERSPECTIVAS DE LAS … · El uso de tecnicas mas especializadas como el cultivo de meristemos, 0 la quimio 0 termoterapia combinadas con el cultivo de ... por

Sitlillcion IlctJIlll y perspectivlls de Ills Ilplicllciones...".

COLECTALas tecnicas de cultivo in vitro hall abierto la posibilidad de colectar tejido vegetal en el campo ytransladarlo allaboratorio bajo condiciones esreriles. En el sitio de colecta el material es desinfectadosuperficialmente y luego colocado en envases que contienen el medio de cultivoesteril, previamentepreparado en ellaboratorio. Los estudios de colecta in vitro dan enfasis al desarrollo de metodosmuy sencillo, en los cuales 10 que se utiliza es equipo rudimentario que puede seT transportadofacilmente al sitio (Ashmore 1997). POT ejemplo, se puede utilizar como camara de transferenciauna caja de cart6n, forrada en su interior con papel aluminio para facilitar su limpieza con alcohol,antes de iniciar la manipulaci6n del material de interes y mecheros de alcohol para desinfectar losinstrumeJitos. En algunas ocasiones, la adici6n de fungicidas y antibi6ticos al medio de cultivopermite incrementar el porcentaje de explantes que llegan esteriles allaboratorio.

Durante cualquier misi6n de colecta de germoplasma se pueden utilizar una 0 mas estrategias; sinembargo, la colecta in vitro es especialmente util porque puede llevarse a cabo en cualquiermomento, independientemente del periodo de floraci6n de carla especie, cuando no haydisponibilidad de semillas 0 las semi lias no son viables, cuando las semillas son muy grandes ysuculentas que hacen ditlcil su transporte, cuando las probabilidades de que las semillaspermanezcan viables durante el transporte son bajas, cuando hay escases de material por 10 quela colecta debe limitarse y cuando la zona de recolecci6n es muy remota (Withers 1995).

La tecn~a de colecta in vitro ha sido desarrollada en varias especies como cacao (Theobromacacao) (Yidanaetal., 1987), coco (Cocos nucifera) (Assy-Bahetal., 1987)y algod6n (Gossypiumspp,) y mas recientemente evaluadas satisfactoriamente en otras especies como pastos forrajeros,uvas, bananos, cafe y citricos (Withers, 1995).

CUARENTENA, INDEXACION Y ERRADICACION DE ENFERMEDADESEl material vegetal introducido al cultivo in vitro para propagaci6n 0 almacenamiento se encuentrabajo condiciones aseptic as, es decir, se encuentrara libre de contaminantes supertlciales, comohongos y bacterias ex6genas, 10 que se logra durante el proceso de desinfecci6n inicial. Ademas,la sanidad del material se asegura pOT mantenerse en un ambiente libre de contaminantes. Estohace a las tecnicas del cultivo in vitro valiosas cuando se trata de producci6n y distribuci6n deplantas Sallas (Dew, 1997). El uso de tecnicas mas especializadas como el cultivo de meristemos,0 la quimio 0 termoterapia combinadas con el cultivo de meristemos ofrecen la ventaja adicionalde permitir la eliminaci6n de virus que esten infectando log materiales de interes. Esta tecnica sebasa en el principio de que la zona meristematica puede no estar contaminada de particulasvirales. Sin embargo., aunque el material se encuentre bajo condiciones asepticas 0 se hayarealizado cultivo de meristemos, esto no implica que el germoplasma no deba indexarse paraanalizar la presencia de pat6genos en los tejidos. Los procedimientos de indexaci6n comprendenlos estudios de sintomatologia, injertaci6n/inoculaci6n en plantas indicadoras, ELISA y tecnicasmoleculares como la detecci6n de ARN de doble cadena. Por otra parte, si lo deseado es laprotecci6n de plantas contra enfermedades virales, esto puede lograrse a traves de la introducci6nde genes de resistencia, utilizando tecnicas de ingenieria genetica (Ashmore, 1997).

En resumen, las tecnicas biotecnol6gicas del cultivo de tejidos y de la biologia molecular facilitanel intercambiode germoplasma entre regiones y paises distantes, haciendo posible que los materialesvegetales sufran menores restricciones aduaneras y cuarentenarias y facilitando su estudio yutilizaci6n en programas de mejoramiento genetico y producci6n comercial.

-

300 Xl Congreso Nilcioltill Agroltomico 1m

Page 3: SlTUACI6N ACTUAL Y PERSPECTIVAS DE LAS … · El uso de tecnicas mas especializadas como el cultivo de meristemos, 0 la quimio 0 termoterapia combinadas con el cultivo de ... por

Anti Abdelnollr

PROPAGACI6NLa propagacion del germoplasma vegetal es especialmente importante cuando la disponibilidadde material es limitada, cuando se requiere material clonal, cuando se requieren grandes cantidadesde material de siembra para la produccion comercial, para mejorar la evaluacion de progenies enprogramas de mejoramiento genetico y para la produccion de semilla de calidad. Las tecnicas depropagacion por cultivo de tejidos 0 micropropagacion, simplemente representa una nuevaforma de propagacion vegetativa que ofrece ventajas sobre los metodos tradicionales. Permite lamultiplicacion clonal rapida, de plantas libres de enfermedades, en un ambiente controlado eindependiente de las condiciolles ambientales (Drew, 1997).

La micropropagacion puede lograrse a craves del incremento en la brotacion de yemas axilares, laformacion de brotes adventicios y la embriogenesis somatica. POt 10 general, la escogencia delmetodo a utilizar se basa en el exito obtenido. De estos metodos, la brotacion de yemas axilaresproduce mellor cantidad de plantas, ya que el nUmero de brotes producidos esta limitado pol elnUmero de yemas axilares sembradas en carla envase de cultivo, pero la estabilidad del material esmayor que cuando se utilizan las otras metodologias. La embriogenesis somatica presenta elmayor potencial de produccion de plantas, pero esta metodologia se ha desarro!lado en pocasespecies. Las tecnicas de micropropagacion estan disponibles para un gran nUmero de especiesy en muchos casos la propagacion de plantas utilizando el cultivo de tejidos se !leva a cabo aescala comercial. Ala fecha hay cientos de empresas en el mundo dedicadas a la micropropagacioncomercial y algunas de e!las producen mas de 200,000 plantas in vitro pOt semana, tanto deespecies horticolas, como de omamentales, frutales y forestales (Engelmann, 1997). En CostaRica, la mayoria de las empresas dedicadas a la micropropagacion producen plantas omamentalesy frutales.

En bancos de germoplasma esta tecnica permite el mantenimiento in vitro de las accesiones, laregeneracion, la multiplicacion de los materiales para evaluaciones y la distribucion delgermoplasma util y libre de enfermedades (Vi!laobos y Engelmann, 1995).

CARACTERIZACI6N, EV ALU ACI6N Y MONITOREOLa caracterizacion, evaluacion y monitoreo son todos parte de la identificacion genetica delgermoplasma vegetal. Para facilitar su manejo, todo germoplasma mantenido bajo alguna de lasmodalidades de conservacion ex situ debe estar bien caracterizado para: a) identificar el germoplasma(el reconocimiento 0 descripcion de las accesiones), b) conocer la relacion entre accesiones delgermoplasma (para entender la relacion entre accesiones y el grado de diversidad genetica en elacervo de una especie en particular), c) estructurar el germoplasma (integridad de las coleccionesde germoplasma) y d) localizar 0 identificar genotipos particulates en la co.!eccion activa).

La caracterizacion del material vegetal puede lograrse utilizando una variedad de tecnicas comoson: a) los marcadores morfologicos y las caracteristicas agronomicas, b) marcadores citologicos,incluyendo cariotipo a nivel cromosomal 0 subcromosomal, marcadores bioquimicos, como elanalisis de isoenzimas, electroforesis de proteinas y productos secundarios y c) los marcadoresmoleculares, que incluyen: Polimorfismo en la longitud de los fragmentos de restriccion (RFLPPOI sus siglas en ingles), ADN polimorfico amplificado al azar (RAPD), Polimorfismo enfragmentos amplificados (AFLP), microsatelites y otros que son nuevas tecnicas que ofrece labiologia molecular. La escogencia de la tecnica dependera de las facilidades y de la experienciadisponible en carla banco de germoplasma.

XI Congreso Nacional AgrontSmieo 1'" J91

Page 4: SlTUACI6N ACTUAL Y PERSPECTIVAS DE LAS … · El uso de tecnicas mas especializadas como el cultivo de meristemos, 0 la quimio 0 termoterapia combinadas con el cultivo de ... por

Situ/lcion /lctu/ll y perspectivllS de IllS /lplic/lciones...

Aunque en algunos casos se hall empleado con exito, log marcadores morfologicos y bioquimicospresentan algunas desventajas. Los marcadores morfologicos son afectados de manera intensapor el medio ambiente, por ejemplo, es dificil determinar en algunos casos, si una planta de maizdio un rendimiento pobre porque su potencial genetico no Ie permite un mejor rendimiento 0porque se cultivo en un lugar del campo con riego escaso 0 suelos pobres; mientras que logbioquimicos son especificos de un tejido en particular 0 de un estadio particular en el desarrollode la planta. La mayor desventaja de estos metodos es ellimitado nUmero de marcadoresmorfologicos y bioquimicos y el enorme esfuerzo requerido para conjuntar varias caracteristicasen una sola variedad y su analisis simultaneo. EI maximo de enzimas registradas es de alrededorde 60 (Mendoza-Herrera y Simpsoo, 1996).

Entre lag ventajas de log marcadores moleculares que sebasan en el ADN esta la de ser tecnicasprecisas y objetivas de identificar genotipos y marcar genes 0 regiones del cromosoma que estanrelacionados con rasgos geneticos como resistencia a enfermedades, color del fruto, etc. No sonafectados por el ambiente, ya que aunque lag plantas esten sujetas a condiciones extremas yvariadas, la informacion genetica no cambia y es constante en cualquier parte de la planta y encualquier estado de desarrollo. Ademas el nUmero de marcadores moleculares es ilimitado(Mendoza-Herrera y Simpson, 1996). Lo anterior permite evaluar diversidad y estabilidad en logmateriales colectados y de las colecciones almacenadas, a la vez, permiten identificar accesionesrepetidas e innecesarias dentro de las colecciones. Sin embargo, una de lag limitantes de laaplicacion de estas tecnicas es la necesidad de equipo costoso, personal entrenado y unesfuerzogrande en investigacion para poder aplicarlas a un alto fango de e~pecies.

Cuando las colecciones de germoplasma se mantienen in vitro, es importante monitorear laestabilidad genetica de log materiales, debido a que durante el cultivo de tejidos puede presentarsevariacion somaclonal. Algunos de estos cambios son el resultado de mutaciones geneticas heredablesy otros pueden efectos epigeneticos, que no son transmitidos a la siguiente generacion. Sehamencionado que el ambiente de cultivo, la concentracion y tipo de regulador del crecimientoutilizado y el grado de organizacion celular parecen ser log factores que afectan el nivel y tipo devariacion, ademas de factores como el genotipo y el tipo de explante (Drew, 1997). La variacionsomaclonal es mas comiin en cultivos desorganizados como callos y suspensiones celulares ymenos frecuente en estructuras organizadas mantenidas en cultivo y es por esta razon que serecomienda la utilizacion detejido organizado como meristemas existentes y embriones, para laconservacion de germoplasma in vitro.

Estudios de la estabilidad genetica de materiales almacenados in vitro a mediano y largo plazo(crioconservaci6n) hall sido realizados en varias especies. Por ejemplo, se utiliz6 la tecnica deRFLPs para monitorear lag colecciones de yuca mantenidas por CIAT en Colombia, despues depermanecer 10 alios bajo crecimiento reducido, sin que mostraran ninguna modificacion. Proyectossimilares hall sido conducidos en papa y calia de azUcar. En papa se detennin6 un 15% devariaci6n en plantas recuperadas despues del mantenimiento bajo condiciones de crecimientoreducido; sin embargo, no se encontraron cambios en las plantas recuperadas de brotes mantenidosbajo crioconservaci6n en ninguna de lag dog especies evaluadas (Ashmore, 1997).

CONSERVACI6NYALMACENAMIENTOLa conservacion de germoplasma utilizando tecmcas de cultivo de tejidos, abrio nuevas posibilidadespara la conservaci6n de especies consideradas como problematicas para el almacenamiento:especies con semillas recalcitrantes, intermedias y las especies propagadas vegetativamente. Adiferencia de las semillas ortodoxas, que son resistentes a la desecacion hasta contenidos bajos de

302 iI} Xl Collgreso N/lcioll/ll Agrollomico1999

Page 5: SlTUACI6N ACTUAL Y PERSPECTIVAS DE LAS … · El uso de tecnicas mas especializadas como el cultivo de meristemos, 0 la quimio 0 termoterapia combinadas con el cultivo de ... por

Ana Abdelnoul\ .""",':;'J

humedad y que resisten el almacenamiento en a temperaturas entre SOCy -20°C, las semillasrecalcitrantes no resisten alto grado de desecacion y permanecen viables por cortos periodos(semanas 0 unos pocos meses), RUn cuando se almacenanbajo sus condiciones optimas (altahumedad y temperatura) (Roberts, 1973). Por otra parte, las especies intermediadas puedenresistir alto grado de desecacion, pero pierden su viabilidad al almacenarse bajo las condicionesque se encuentran en los bancos de semillas. Para estas especies, junto con aquellas propagadasvegetativamente, la Unica opcion de conservaci9n ex situ eran las coJecciones de campo, queresultan bastante costosas de mantener pOT el terreno que requieren, los insumos que demandany el personal involucrado. No aseguran el mantenimiento a largo plazo de los rec~os fitogeneticos,ya que estan expuestas a plaga.s, enfermedades, desastres naturales como sequias, inundaciones,fuego, etc. Ademas, estas colecciones estan sujetas a cambios en politicas institucionales ygubernamentales que pueden atentar contra su permanencia (Engelmann, 1991).

Las tecnicas del cultivo de tejidos ofrecen dos modalidades de conservacion y almacenarniento invitro, la conservacion a mediano plazo, que utiliza procedimientos para reducir 0 retardar elcrecimiento y la conservacion a largo plazo que utiliza la crioconservacion (Engelmann, 1997).

Conservaci6n a mediano plazo:En la conservacion a mediano plazo se utilizan tecnicas que permiten extender el periodo desubcultivo de la especie entre 12 meses a 2 0 4 alios, 10 que reduce considerablemente losinsumos, el tiempo de labor del personal encargado y el espacio requerido, si se compara con elmetodo de conservacion en colecciones de campo. Tambien presentaotras ventajas muy valiosascomo que los materiales se mantienen bajo condiciones esteriles, en un ambiente controlado (librede plagas y cambios climaticos) y las plantas pueden ser rapidamente propagadas cuando serequiera. La desventaja de esta modalidad de conservacion es su costo, ya que demandainfraestructura y equipo especializado y la estabilidad genetica de Ios cultivos dybe ser analizada

periodicamente (Engelmann, 1997).

Las tecnicas que se utilizan para reducir el crecimiento del material vegetal incluyen modificacionesen la composicion del medio de cultivo, reduccion de la temperatura, reduccion de la luminosidad,adicion de inhibidores osmoticos 0 de crecimiento, la deshidratacion de tejidos, la modificaciondel ambiente gaseoso y combinaciones de estos.Actualmente existen colecciones de varias especies tropicalys de interes agronomico almacenadasbajo esta modalidad. La coleccion de cafe es mantenida pOT brotes a 27°C con la concentracion decitocininas reducida, gengibre pOT brotes a una temperatura entre 24 y.27°C con manitol y bajouna capa de parafina, pilla a 25° con la concentracion de sales reducida a la cuarta parte, bananoa 16°C en presencia de reguladores de crecimiento, fresa y mora a 4°C tambien en presencia dereguladores de crecimiento. Tambien existen colecciones de brotes y microtuberculos de papa,tiquisque, YUCa, calia de azUcar y otras.Sin embargo, se ha recomendado recientemente evitar la adicion de reguladores de crecimiento,retardadores de crecimiento y retardadores osmoticos como el manitol y el sorbitol para reducir0 evitar la aparicion de variantes somaclonales (Ashmore, 1997).

Es importante considerar que para utilizar esta modalidad de conservacion se debe contar con unafuente de poder continuar y confiable, 10 que no es factible en muchos paises. Ademas se debecontrolar cuidadosamente las condiciones de esterilidad dellaboratorio durante los periodos detransferencia de los cultivos y durante el mantenimiento de las colecciones , ya que el germoplasmapodria perderse, como ocurrio con ei 90% de la coleccion de calia de azUcar pOT problemas deacaros (Engelmann, 1997).

--

\Xl'ColIgreso Nlrcionlll Agron6mico 1999 303

Page 6: SlTUACI6N ACTUAL Y PERSPECTIVAS DE LAS … · El uso de tecnicas mas especializadas como el cultivo de meristemos, 0 la quimio 0 termoterapia combinadas con el cultivo de ... por

Sitllacwn actllal y perspecti1/aS de lu aplicaciones...-

Crioconservaci6n:La crioconservaci6n es la Unica opci6n disponible para el almacenamiento a largo plazo delgemloplasrna de especies propagadas vegetativamente y especies con semillas intemledias 0recalci1rantes. Comprende el almacenamiento de log rnateriales a ultra bajas temperaturas, 10 quepemlite la suspensi6ndel metabolismo y la divisi6n celular, pOT 10 tanto, el material alrnacenadopemlanece sin modificaciones 0 alteraciones pOT tiempo indefinido. La utilizaci6n de nitr6genoliquido (-196°C) asegura lag ultra bajas temperaturas y la no dependencia de la electricidad. Parala crioconservaci6n se requiere de un espacio muy reducido, el material se encuentra protegido dela contaminaci6n, ya que una vez almacenado no se manipula y el mantenimiento requerido pOTla colecci6n es minimo, ya que la Unica labor rutinaria es el Ilenado peri6dico del tanque dealmacenamiento (Abdelnour, 1999).

Como en todo metodo de conservaci6n de gemloplasma, se recomienda el almacenamiento deestructuras organizadas como meristemas, apices, sernillas, embriones cig6ticos polen y embrionessomaticos para asegurar la estabilidadgenetica de log rnateriales; sin embargo, esta modalidadpemlite almacenar desde celulas basta 6rganos y es de gran utilidad para almacenar materialesgenerados en ellaboratorio y de la ingenieria genetica (Day y McLellen 1995). Como requisitoindispensable antes de iniciar el programa de crioconservaci6n la especie de interes es contar conel protocolo de micropropagaci6n, este debe estar bien evaluado y pemlitir altos porcentajes deregeneraci6n de lag plantas.

Para la gran mayoria de lag especies vegetales, la crioconservacion estli en estado experimental,imicamente en especies como Rubus, Pyrus, Solanum spp. y Elaeis guineensis es utilizada demanera rutinaria (Ashmore, 1997).

Dentro de esta modalidad de conservaci6n in vitro existen varias recnicas que hall resultadoefectivas, encontramos lag tecnicas clasicas que utilizan un congelador programable y que estanbasadas en la inducci6n de la deshidrataci6n protectora de lag celulas por medio de la reducci6ngradual de la temperatura. El exito de estas tecnicas se limita principalmente a cultivos de c6lulas,ya que es muy dificil de aplicar a unidades celulares maJores como apices y embriones, ademas,el costo del equipo es muy alto. Las nuevas t6cnicas que se basan en la vitrificaci6n, se halldesarrollado en log ultimos 10 aiios, no hacen uso del costoso equipo de congelaci6n controladay son muy sencillas. Las necesidades de equipo se limitan alas instalaciones de un laboratorio decultivo de tejidos, un tanque surtidor de nitr6geno liquido y un tanque de almacenamiento demuestras. Entre lag mas utilizadas estan el encapsulamiento en alginato/deshidrataci6n,encapsulamiento/vitrificaci6n, precultivo/deshidrataci6n y la deshidrataci6n. En todos log casosse utiliza la deshidrataci6n, ya sea con sustancias como el sulf6xido de dimetilo (DMSO), sacarosa,polietilenglicol y glicerol, como utilizando el flujo de aire esteril de la camara de transferencia, 0silica gel. El congelamiento de log materiales se realiza rapidamente por inmersi6n de lag muestrasen nitr6geno liquido (Engelmann, 1997).

DISTRIBUCI6NCuando se require distribuir el germoplasma para que sea utilizado por mejoradores, investigadoresy otros, el transporte de material in vitro es la opci6n mas segura. Por lag caracteristicas de estetipo de cultivo (cultivos asepticos, en envases hemleticamente cerrados), log materiales seencuentran libres de bacterias y bongos exogenos y podrian estar tambi6n libres de virus. De noestar libres de virus, el cultivo de meristemos y lag tecnicas asociadas para su erradicaci6n, juntocon lag indexaciones antes de la distribuci6n, facilitan el movimiento de gemloplasrna entre

314 Xl Congreso Nacional Agronomico 1999

Page 7: SlTUACI6N ACTUAL Y PERSPECTIVAS DE LAS … · El uso de tecnicas mas especializadas como el cultivo de meristemos, 0 la quimio 0 termoterapia combinadas con el cultivo de ... por

Ana Abdeillo.r ,

paises. Gennoplasma de banano, platano, forrajes, palma aceitera, papa, yuca, name, tiquisque,cafe, cebolla,citricos, fresa, camote, pera, mora, cafia de azUcar, uva y muchas otras especies hansido distribuidas de estamanera (Engelmann, 1997).

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Desde la decada de 1970 seha hecho conciencia en la necesidad de realizar esfuerzos colectivospara conservar la diversidad genetica. Los recursos fitogeneticos son parte de la biodiversidad yademas, son la materia prima para la agricultura. En ellos se basan los mejoradores para aumentarla productividad de los cultivosque nos alimentan en la actualidad y para producir aumentos ailnmas dramatic os necesarios para alimentar a la poblaci6n en lag pr6ximas decadas.

Eldesarrollo de la biotecnologia de plantas ha permitido f{)rtalecer todas las areas relacionadascon la conservaci6n y uso de los recursos fitogeticos. Las tecnicas del cultivo de tejidos y labiologia molecular han hecho posible introducir genes de rasgos deseables a especies nonecesariamente emparentadas. Una vez identificado y clonado, el gen de cualquier organismopuede ser introducido a una planta, permitiendo queesta crezca en condiciones adversas, ya seade frio, salinidad, presencia de insectos 0 enfennedades. Ademas,juegan un papel importante enla caracterizaci6n y monitoreo de las colecciones. Tambien penniten la producci6n de clones y sumultiplicaci6n a gran escala, la detecci6n y erradicaci6n de enfermedades y virus que infectan lasplantas y que en muchos casos resultan en su muerte 0 en reducciones significativas de laproducciOn. Ala vez, estas tecnicas ban venido a fortalecertodas las etapas del cicIo de conservaci6ny uso de los recursos fitogeneticos y en el caso de especies recalcitrantes y propagadasvegetativamente, ban permitido el desarrollo de bancos de germoplasma a largo plazo, bajocondiciones de alta estabilidad genetica.

Es urgente aumentar la investigaci6n en tecnicas que faciliten la conservaci6n y uso de nuestrosrecursos fitogeneticos, estos son recurso naturales irrenovables que cuando se pieden, desaparecetoda la informaci6n que en ellosse guarda. Existe la necesidad de optimizar las metodologias deconservaci6n a mediano plazo y de desarrollar investigaci6n en crioconservaci6n, ampliando laspruebas a una gran cantidad de accesiones por especies, ademas, es urgente el monitoreo de lascolecciones que ya estan siendo mantenidas in vitro. Actualmente las tecnicas biotecnol6gicaspara la conservaci6n y uso de los recursos fitogeneticos se aplican en pocos cultivos tropicales,pero conforme el recurso humano se capacite en las mismas, su impacto sera carla vez mayor ylos frutos se obtendran a mas corto plaza.

Es importante que los esfuerzos por conservar el germoplasma de manera sistematica cuentencon el apoyo y financiamiento estatal para que puedan tener continuidad, 10 que ha resultadodificil en muchos casos, ailn cuando los mismos gobiernos han fmnado los convenios mundiales.En nuestro pais, la mayoria de los programas de conservaci6n ex situ se ban iniciado con rondosexternos, pero una vez que estos finalizan no se ha contado con rondos internos, la gran competenciapor los limitados recursos econ6micos ha hecho que, por 10 general, estos vayan a apoyar areasde investigaci6n que prometen resultados a corto plazo y el almacenamiento del germoplasmavegetal no da frutos en el corto plazo, mas bien es motivado por la necesidad de responsabilizarsea largo plazo.

---~---" " ,

XI Coligreso NlICiolial Agrollomico 1999 305

Page 8: SlTUACI6N ACTUAL Y PERSPECTIVAS DE LAS … · El uso de tecnicas mas especializadas como el cultivo de meristemos, 0 la quimio 0 termoterapia combinadas con el cultivo de ... por

Situacion actual y perspectivas de las aplicaciones...

iF;;;:'LITERATURA CITADA "', '

c .ABDELNOUR, A. 1999. Crioconservaci6n de plantas. Estado actual de la investigaci6n en CostaRica. Agronomia Costarricense. En prensa.ASSY-BAH, B., DURAND-GAS SELIN, T. Y PANNETIER, C. 1987. The use of zygotic embryoculture to collect germplasm of coconut (Cocos nucifera L.). FAO~PGRI Plant Genetic ResoursesNewsletter. 71:4-10. .ASHMORE, S. 1997. Status report on the development and application of in vitro techniques for theconservation and use of plant genetic resourses. International Plant Genetic Resourses Institute,Rome, Italy. 67p.DEW, R.A. 1997. The application of biotechnology to the conservation and improvement oftropical and subtropical ftuit species. Seed and Plant Genetic Resourses Service. FAO, Roma. 68p.ENGELMANN, F. 1997. In vitro conservation methods. In: Biotechnology and Plant GeneticResourses: Conservation and Use. Ed. Por Cal1ow, 1.A., Ford-Lloyd, B.V. y Newbury, 1.H. CABInternational, Wallingford. pp. 119-161.ENGELMANN, F. 1991. Tropical plant germplasm conservation. In: Biotechnology for tropicalcrop imprvement in Latin America. Ed. Por Nabors, M. W. FoUrth Conference of the InternationalPlant Biotechnology Network (IPBNet). San lose, Costa Rica. pp. 51-62.DAY, J.G. Y McLELLAN, M.R. 1995. Cryopreservation and freeze-drying protocols. HumanaPress, Totowa, N.l. pp.I-6.MENDOZA-HERRERA, A. Y SIMPSON, 1. 1996. Usode matcadores moleculares en la agronomia.Avances y Perspectivas. CINVESTAV, Unidad de Irapuato. 16: 53-57.ROBERTS, E.H. 1973. Predicting the viability of seeds. Seed Science Technology. 1:499-514.WITHERS, L. 1995. Col1ecting in vitro for genetic resourses conservation. In: Guarino, L.,Ramanatha, R. y Reid, R. (eds).Col1ecting plant genetic diversity. Technical guidelines. CAB I,Wallingford, Oxon. pp. 511-526.YIDANA, 1.A., WITHERS, L.A. Y IVINS, 1.D. 1987. Development of a simple method forcol1ecting and propagating cocoa germplasm in vitro. Acta Horticulturae. 212:95-98.

"",,1. t

P.4.LABRAS CL.4YES: biotecnologia;

306 '.""XI Congreao Nadoltdl A.grono"'icw1999