59 Cultivo in vitro de celulas

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Cultivo In Vitro de Células 
y Tejidos Vegetal 
 
Guadalupe Rivas Cancino 
 
Durante las últimas décadas, la técnica del cultivo “in vitro” 
ha ganado especial interés para el establecimiento de 
diversas plantas para la producción de compuestos o la 
obtención de cultivos más resistentes a los factores 
ambientales. 
 
El cultivo in vitro de vegetales se basa en el aislamiento de 
órganos, tejidos o células vegetales y en el ajuste de las 
condiciones necesarias para la obtención de respuestas 
fisiológicas o morfogénicas a partir de estos explantes 
(Höxtermann, 1997). La expresión in vitro significa cultivar 
plantas dentro de un frasco de vidrio en un ambiente 
artificial. 
 
El cultivo de células y tejidos in vitro (CCTV) involucra 
diferentes técnicas de cultivo de material vegetal tales 
como cloroplastos, células, tejidos, órganos y plantas 
completas, que por medio de estas técnicas de cultivo, las 
cuales un explante (porción de tejido o de un órgano que se 
retira del resto de la planta para iniciar un cultivo.), y (en 
caso de la micro propagación es más viable partir de una 
yema o ápice meristemático que garantice la estabilidad 
genética de sus células), se cultiva en un medio de 
composición química definida. Lo cual, gracias a esto, es 
posible obtener plantas libres de patógenos en un medio nutritivo y aséptico en condiciones 
ambientales controladas, gracias a su totipotencia, que es la capacidad de generar un individuo 
completamente idéntico a la célula madre, la cual tiene la misma información genética y la misma 
función (Kieran & Col, 1997), es decir, indica que cualquier célula vegetal contiene una copia íntegra del 
material genético de la planta a la que pertenece sin importar su función o posición en ella, y por lo 
tanto tiene el potencial para regenerar una nueva planta completa (Ferl y Paul, 2000). En esta técnica se 
hace uso de la reproducción asexual, la cual se puede realizar debido a que las células vegetales poseen 
un mecanismo de división mitótico. La división celular mitótica implica una replicación de los 
cromosomas de las células hijas, por lo que las mismas poseen un genotipo idéntico al de la célula 
madre. 
 
Figura 1. Propagación in vitro. 
Fuente:http://sian.inia.gob.ve/repositorio/re
vistas_tec/ceniaphoy/articulos/n3/texto/alba
ran.htm. 
http://sian.inia.gob.ve/repositorio/revistas_tec/ceniaphoy/articulos/n3/texto/albaran.htm
http://sian.inia.gob.ve/repositorio/revistas_tec/ceniaphoy/articulos/n3/texto/albaran.htm
http://sian.inia.gob.ve/repositorio/revistas_tec/ceniaphoy/articulos/n3/texto/albaran.htm
 
 
 
 
 
 
La potencialidad de una célula diferenciada (una 
célula de conducción, epidérmica, etc.) para 
generar tejidos nuevos y eventualmente un 
organismo completo, disminuye con el grado de 
diferenciación alcanzado por esa célula, pero 
puede revertirse parcial o completamente según 
las condiciones de cultivo a las que se la someta. 
De este modo y desde la óptica de la 
conservación de especies vegetales la aparición 
de la variación espontánea no controlada y al 
azar durante el proceso del cultivo in vitro se 
convierte en un fenómeno inesperado y no de-
seado en la mayoría de veces. Contrariamente a 
estos efectos, su utilidad en la mejora de los 
cultivos mediante la creación de nuevas 
variantes también ha sido bien documentada 
(Bouharmont, 1994; Mehta y Agra, 2000; 
Predieri, 2001). 
 
El cultivo se incuba bajo condiciones de luz, temperatura y humedad controladas, que junto con las 
fisicoquímicas y nutricionales conducen el desarrollo del explante hacia la formación de una masa 
celular amorfa denominada callo, o hacia la diferenciación en un tejido organizado que producirá 
órganos o embriones. Los callos obtenidos mediante este procedimiento pueden subcultivarse para su 
mantenimiento y propagación o inducir su diferenciación para formar órganos (organogénesis), 
embriones (embriogénesis) o pasarse a un medio de cultivo líquido para obtener células y pequeños 
agregados en suspensión. 
 
Los factores que se deben tener presentes para obtener una respuesta adecuada del explante incluyen: 
 Posición de la planta donadora 
 Edad ontogenética (juvenilidad/madurez) de la planta 
 Estado fisiológico de la misma. 
 
Aunado, se deberá considerar la especie con la que se está trabajando y los objetivos que se buscan. 
Uno de estos, es el uso de meristemos apicales para la producción de plantas libres de virus (Razdan, 
2003). 
 
 
Figura 2. Etapas de cultivo in vitro. Cultivo de 
células y órganos vegetales. 
Fuente: http://slideplayer.es/slide/2273495/ 
 
 
 
 
 
 
 
La reproducción asexual de 
plantas por cultivo de tejidos es 
posible gracias a que, en general, 
las células de un individuo vegetal 
poseen la capacidad necesaria 
para permitir el crecimiento y el 
desarrollo de un nuevo individuo, 
sin que medie ningún tipo de 
fusión de células sexuales o 
gametos. 
 
Así, las células vegetales crecidas 
en condiciones asépticas sobre 
medios de cultivo adicionados con 
hormonas vegetales, pueden 
dividirse dando dos tipos de 
respuesta: 
 
i) Una desdiferenciación 
celular acompañada de 
crecimiento tumoral, 
que da lugar a una 
masa de células indiferenciadas denominada callo, la cual bajo las condiciones adecuadas es 
capaz de generar órganos o embriones somáticos (llamados así porque son estructuras 
similares a un embrión pero que no se originaron por unión de gametos). 
ii) Una respuesta morfogenética por la cual se forman directamente órganos (organogénesis) o 
embriones (embriones somáticos). 
 
La primera respuesta se conoce como organogénesis o embriogénesis indirecta (mediada por un estado 
de callo) mientras que la segunda respuesta se considera organogénesis o embriogénesis directa. 
 
Como se comentó previamente, el cultivo in vitro consiste en tomar una porción de una planta (ej. el 
ápice, una hoja o segmento de ella, segmento de tallo, meristemo, embrión, nudo, semilla, antera, etc.) 
y colocarla en un medio nutritivo estéril (usualmente gelificado, semisólido) donde se regenerará una o 
muchas plantas. 
 
 
Figura 3. Imagen 3. Técnicas in vitro en el cultivo de tejidos. 
Fuente: Lindsey & Jones, 1989. Plant Biotechnology in Agriculture p 
59. 
 
 
 
 
 
 
La formulación del medio cambia según se quiera obtener un tejido desdiferenciado (callo), crecer 
yemas y raíces, u obtener embriones somáticos para producir semillas artificiales. 
El éxito en la propagación de una planta dependerá de lograr la expresión de la potencialidad celular 
total, es decir, que algunas células recuperen su condición meristemática. Para lograrlo, debe 
inducirse primero la desdiferenciación y luego la rediferenciación celular. Un proceso de este carácter 
sucede durante la formación de las raíces adventicias en el enraizamiento de estacas, la formación de 
yemas adventicias. Entre los factores más importantes a tener en cuenta para lograr la respuesta 
morfogenética deseada, es la composición del medio de cultivo. En todo intento de propagación vegetal, 
ya sea in vitro o in vivo, el carácter del proceso de diferenciación depende del genoma de la especie, y 
está regulado por el balance hormonal propio y por el estado fisiológico del órgano, tejido o célula 
puesta en cultivo. Sin embargo, también se sabe que ese balance puede ser modificado por el agregado 
de compuestos que imiten la acción de las hormonas vegetales. Esos compuestos, denominados 
reguladores del crecimiento, son los que se emplean en los medios de cultivo para conseguir la 
micropropagación de una planta. 
 
Las principales aplicaciones de la técnica de cultivo de células, tejidos y órganos vegetales son en los 
campos de micropropagación, obtención de plantas libres de patógenos, preservación de germoplasma, 
mejoramiento genético, biosíntesis de metabolitos e investigación básicaen áreas como la genética, 
fisiología y bioquímica (Fowler 1987, Carpita y McCann, 2000). 
 
Ventajas de la técnica de CCTV 
 Producción de gran número de plantas. Obtención de plantas en cualquier época del año 
 Almacenamiento de plantas en poco espacio 
 Producción de plantas libres de contaminación 
 Fitomejoramiento: plantas de alta calidad 
 Propagación masiva de plantas, especialmente beneficiosa para especies de difícil propagación 
por otros métodos, o en vías de extinción 
 Clonación de individuos de características agronómicas muy deseables durante todo el año 
 Obtención de plantas libres de virus 
 Producción de semillas sintéticas 
 Conservación de germoplasma: material de un conjunto de individuos que representa la 
variabilidad genética de una población vegetal 
 Obtención de metabolitos secundarios 
 Producción de nuevos híbridos 
 Mejora genética de plantas, incluyendo obtención de plantas transgénicas 
 Germinación de semillas 
 
 
 
 
 
 
 Producción de haploides 
 Estudios fisiológicos diversos 
 
Desventajas de la técnica in vitro 
No todas las especies son viables de propagar in vitro 
Cada especie requiere de métodos específicos 
La estandarización de protocolos resulta costosa 
La clonación puede producir empobrecimiento genético de las especies 
 
Fuentes consultadas 
Albarrán, J.; Fuenmayor, F.; Fuchs, M. 2003. Propagación Clonal Rápida de Variedades Comerciales de Yuca Mediante 
Técnicas Biotecnológicas. Ceniap. Venezuela. 
Bermejo, C.M.E. 2010. Cultivo in vitro de Jatropha curcas para la Obtención de Curcina. Instituto Politécnico Nacional. 
México. 
Bouharmont, J. 1994. Application of Somaclonal Variation and in vitro Selection to Plant Improvement. Acta Hortic. 355: 213-
331. 
Calva, C.G.;Pérez, V. J. 2005. Cultivo de Células y Tejidos Vegetales: Fuente de Alimentos para el Futuro. Revista Digital 
Universitaria. México. 
Ferl, R.; Paul, A. L. 2000. Genome Organization and Expression. En: Buchanan B., Gruissem W., Jones R. (eds.) Biochemistry 
and Molecular Biology of Plants. USA: American Society of Plant Physiologists, pp. 312-357. 
Fowler, M. W. 1987. Products From Plant Cells. En: Bu'lock J., Kristiansen B. (Eds.) Basic Biotechnology. Academic Press, M., 
London, England. pp. 525-544. 
Höxtermann, E. 1997. Cellular “Elementary Organisms” in vitro. The Early Vision of Gottlieb Habertlandt and its Realization. 
Physiol. Plant. 100: 716-728. 
Kieran, P.; MacLoughlin, P.; Malone, D. 1997. Plant Cell Suspension Cultures: Some Engineering Considerations. Journal of 
Biotechnology. 59: 39-52. 
Predieri, S. 2001. Mutation Induction and Tissue Culture in Improving Fruits. Plant Cell Tissue Organ Cult. 64: 185-210. 
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