Este documento presenta una introducción general al cultivo de tejidos vegetales in vitro. Explica que este método permite la multiplicación masiva de plantas a través de la cultivo de células, tejidos u órganos en condiciones asépticas controladas. También describe los principales factores que intervienen como el inóculo, los medios nutritivos, las condiciones físicas y químicas, y las etapas del proceso, concluyendo con algunas de sus aplicaciones más importantes como la micropropagación, la obtención de

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA.
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA EXPERIMENTAL LIBERTADOR.
INSTITUTO “RAFAEL ALBERTO ESCOBAR LARA”
SUBDIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN Y POSGRADO
Maestría Enseñanza de la Biología
NÚCLEO DE INVESTIGACIÓN NIDE-ECYT
CULTIVO DE TEJIDOS
in vitro
DE PLANTAS
SUPERIORES
Generalidades
Dra. Eva Cabrera
MgSc.Virginia Rengifo
Maracay, Mayo 2016

2. Elaborada por: Dra. Eva Cabrera Enero 2016
Núcleo de Investigación, Docencia y Extensión en Enseñanza
de la Ciencia y la Tecnología.
(NIDE-ECYT)
Profesoras del curso:
Eva Cabrera de Reyes
Virginia Rengifo Vivas
https://padlet.com/ecare2855/og1on42sizm7

3. Es un conjunto de herramientas tecnológicas que hacen
posible el empleo de materiales vivos o partes de ellos con
el fin de obtener productos o servicios útiles
Materia prima BIOPROCES
O
Producto útil
Por
ejemplo Leche
Microorganismo u
otro organismo vivo
Lactobacilus yogurt
Biotecnología

4. Es el conjunto de técnicas que
implican o no la manipulación genética
de los organismos,
Con el propósito de producir bienes o
servicios. Se utilizan organismos
vivos, (incluyendo al hombre), parte de
esos organismos (células, genomas,
genes) o sus productos (enzimas,
proteínas y metabolitos secundarios), lo
que trae como consecuencia un avance
científico que tiene una aplicación
práctica en el campo agrícola,
farmacéutico, veterinario, alimenticio,
ecológico, industrial, etc.
Biotecnología

5.  Procesos fermentativos:
preparación del pan,
queso, yogurt y de bebidas
alcohólicas
Biotecnología Tradicional:
Elaborada por: Dra. Eva Cabrera octubre 2014

6. El mejoramiento de cultivos y de animales
domésticos (cruzamientos selectivos)
Biotecnología Tradicional:
Durante más de 10.000 años el hombre ha utilizado el
mejoramiento para domesticar animales y plantas,
seleccionando aquellos cultivos de mayor o más rápido
crecimiento, semillas más fuertes o frutos más dulces
Elaborada por: Dra. Eva Cabrera octubre 2014

7.  Implica la manipulación
deliberada de las moléculas
de DNA.
Biotecnología Moderna
Modificar y/o
transferir genes
seleccionados
individuales de un
organismo a otro,
o “ingeniería genética”
Elaborada por: Dra. Eva Cabrera octubre 2014

8. ÁMBITOS DE APLICACIÓN
MÉDICO
• Producción de antibióticos
• Desarrollo de vacunas y
nuevos medicamentos
• Creación de nuevas formas
de diagnóstico
• Terapias génicas
INDUSTRIAL
• Uso de enzimas como
catalizadores
• Plásticos biodegradables
• Biocombustibles.
AGRÍCOLA/PECUARIO
• Mejoramiento especies
animales o vegetales mediante
transgénesis: resistentes a
enfermedades, plagas o
factores ambientales.
• Control biológico de plagas
• Biofertilizantes. Biocidas
AMBIENTAL
• Uso de microorganismos o
sus productos para
degradar contaminantes
ambientales
• Crianza de especies
acuáticas con técnicas de
mejoramiento genético de
avanzada
Elaborada por: Dra. Eva Cabrera octubre 2014

10. La multiplicación vegetativa.
La multiplicación o propagación
vegetativa es posible ya que
cada una de las células de un
vegetal, posee la capacidad de
multiplicarse, diferenciarse y
generar un nuevo individuo
idéntico al original. A esta
característica se la denomina
totipotencialidad.

11. Totipotencia
Es la capacidad que tienen las células
provenientes de cualquier parte de la planta
y dadas las condiciones apropiadas, de
poder desarrollarse en una planta completa

12. Elaborada por: Dra. Eva Cabrera octubre 2014

13. Elaborada por: Dra. Eva Cabrera octubre 2014

14. CÉLULA
DIFERENCIADA desdiferenciación
CÉLULA
MERISTEMÁTICA
CÉLULA
DIFERENCIADA
CÉLULAS EN
DIVISIÓN
CALLO
OBTENCIÓN «IN VITRO» DE TEJIDOS DE PLANTAS
Tejido donante (hoja, tallo, raíz,
etc.) Influencia
hormonal
rediferenciación

15. CULTIVO ASÉPTICO
RECIPIENTES DE
VIDRIO O PLÁSTICO
MULTIPLICACIÓN
VEGETATIVA O
ASEXUAL
abarca
mediante
implica
se cultiva en
CÉLULAS
TEJIDOS
CONTROL DE
PROCESOS
MORFOGÉNICOS
ÓRGANOS
INÓCULO O
EXPLANTE
MEDIO
NUTRITIVO
PRODUCCIÓN
DE CLONES
COPIAS
GENÉTICAMENTE
IDÉNTICAS
en un
FRAGMENTO DE HOJA,
TALLO, YEMA, RAÍZ
TEJIDO
MERISTEMÁTICO
(Conjunto de células no
diferenciadas)
Se inicia en
Ápices de tallos y raíces, axilas de hojas, cambium
de tallos, márgenes de hojas, callos
Bajo la influencia de
LUZ, TEMPERATURA,
HORMONAS, OTROS
SE DIFERENCIAN EN HOJAS,
TALLOS, RAÍCES Y OTROS
ÓRGANOS Y TEJIDOS.
POTENCIALIDAD
DE
DIFERENCIACIÓN
Cultivo de Tejidos Vegetales in vitro

16. Técnica
Tomar una sección de tejido
vegetal (explante), órgano,
células aisladas y
desinfectarlo
Se implanta asépticamente en
un medio nutritivo adecuado
Sales minerales, vitaminas, aminoácidos y
azúcares, complementando con fito-
hormonas necesarias para dirigir la
formación de las plántulas.
Respuesta morfogénica
Obtención de una planta
completa

17. •Se pueden obtener plantas libres de enfermedades (bacterias,
hongos, virus).
•Se puede propagar masivamente material vegetal en cualquier
época del año y en poco tiempo, conservando su potencial
genético y calidad sanitaria.
•Permite optimizar el uso de factores ambientales y
nutricionales.
•Facilita el cultivo de un gran número de plantas en una
pequeña superficie.
•Permite conservar material biológico por periodos de tiempo
prolongados.
• Se pueden incluir aspectos de fitomejoramiento.
Ventajas

18. Principales aplicaciones
MICROPROPAGACIÓN
OBTENCIÓN DE
PLANTAS LIBRES
DE VIRUS U
OTROS
PATÓGENOS
MEJORAMIENTO
GENÉTICO
CONSERVACIÓN
DE
GERMOPLASMA

19. MICROPROPAGACIÓN
 Alto número de plantas de un
genotipo
 Reducción del tiempo de
multiplicación
 Superficie reducida, bajos costos
por planta
 Mayor control sanitario
 Mayor facilidad de transporte
 Posibilidad de multiplicar una
variedad donde existan pocos
ejemplares
 Menor riesgos de variantes
fenotípicas o genotípicas.
 VENTAJAS

20. OBTENCIÓN DE PLANTAS LIBRES
DE VIRUS U OTROS PATÓGENOS
 Aislamiento de meristemos
tratados o no con
termoterapias u otros
métodos.
 Pequeñas dimensiones
 Verificación de ausencia de
patogenicidad:
Ej. test Elisa
 Previsión de contaminación
antes, durante y después.

21. MEJORAMIENTO
GENÉTICO
 Creación de híbridos, en caso de
esterilidad o incompatibilidad de
variedades
 Se puede lograr variabilidad natural
mediante callogénesis, cultivo de
células o cultivo de protoplastos.
 Se pueden o no usar técnicas de
ingeniería genética
 La regeneración se hace vía:
embriogénesis somática u
organogénesis.

22. CONSERVACIÓN DE GERMOPLASMA
 Preservación de recursos fitogenéticos para mantener
la biodiversidad
 Almacenaje de gran número de clones en espacios
reducidos
 Germoplasma libre de patógenos
 Costos de mantenimiento menores
En los bancos de
germoplasma se
almacena el genoma de
especies vegetales en
forma de semillas y otros
materiales para
garantizar su
conservación. Se trata
de copias de
seguridad para el
conjunto de las plantas
de un determinado
rublo o región "

23. Otras aplicaciones
Estudios básicos de: Fisiología, genética y
bioquímica
Bioconversión y producción de compuestos
útiles. E.j Biocombustibles
Incremento de variabilidad genética.
Roca y Mroginski (1993)

24. Cultivo de órganos: Meristemas o ápices,
microestacas y embriones.
Callos: Células no diferenciadas que conservan el
poder de dividirse (Células meristemáticas-
embriogénicas)
Suspensiones celulares: Células libres o
microagregados de células, en medio líquidos y en
movimiento.
Cultivo de protoplastos: Células sin pared
pectocelulósica , Contenido celular rodeado de
membrana
Cultivo de anteras: Anteras enteras con polen
inmaduro, forman embriones y callos en medios de
regeneración, producen plantas haploides.
Tipos de propagación in vitro

25. Factores que intervienen en
el cultivo de tejidos
El inóculo o
explante
• Fragmento de
vegetal utilizado
para la
regeneración de
plantas completas.
Pueden ser:
• Órganos
• Tejidos o
fragmentos
• Células
• Deben provenir de
material joven,
sano y vigoroso.
Factores físicos
• pH 4,5-7
• Intercambio
gaseoso
• Humedad:70-100
%
• Intensidad y tipo
de luz: artificial o
natural:900W/m2
• 400-700
nanómetros
Factores químicos
• Medio nutritivo:
mezcla de
sustancias sobre la
que crecen los
explantes o
inóculos.
• Estimula la
diferenciación
• Mantiene la
variabilidad
• Guía el
crecimiento

26. E
X
P
L
A
N
T
E
S
ORIGEN

27. RESPUESTAS MORFOGÉNICAS

28. Productos intermedios

29. COMPONENTES DE LOS MEDIOS NUTRITIVOS
REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES
EN CONDICIONES NATURALES
CONDICIONES IN
VITRO
GELIFICANT
E
(soporte)
AGUA Y
SALES
MINERALES
PRODUCE
HORMONAS Y
VITAMINAS
PARA
REGULAR LOS
PROCESOS
DE
CRECIMIENT
O
REGULADORES
DE CRECIMIENTO
O
FITOHORMONAS
SACAROSA COMO
FUENTE DE CARBONO
ALTA
HUMEDAD
TEMPERATURA E
ILUMINACIÓN VARIABLES
ILUMINACIÓN
Y
TEMPERATUR
A
CONTROLADA
Baja actividad fotosintética
Raíces y estomas poco
operativos
Mayor riesgo de
contaminación
bacteriana y
fúngica

30. MEDIOS NUTRITIVOS

31. Tipos de envases para el cultivo
Tubos de
ensayo
Capsulas
de petri
Frascos
de vidrio
Botellas de
crecimiento
Envases de
plástico

32. ETAPAS
• Selección del material vegetal
• Limpieza y desinfección del material vegetal
• Preparación de medios nutritivos
• Esterilización de medios e instrumental
• Desinfección y organización de superficies de trabajo
• Implantación aséptica de los explantes
• Control y evaluación de la respuesta del material implantado
• Aclimatación y adaptación progresiva a condiciones
naturales en laboratorio e invernadero
• Traslado a vivero o campo

33. Preparación de medios nutritivos

34. Materiales, sustancias, cristalería

35. Equipos para lograr la asepsia
Cámara de flujo
laminar
Autoclave
Mecheros

36. 1.Desinfección de explantes
Agua destilada estéril
Detergentes
Hipoclorito
Alcohol etílico
Agua del grifo
ETAPAS

37. 2. Implantación aséptica

38. 3. Respuesta de los explantes

39. 4. Crecimiento y multiplicación

40. 5. Adaptación a condiciones
naturales:
Fase multiplicación

41. CONDICIONES IN VITRO
GELIFICANTE
(soporte)
AGUA Y
SALES
MINERALES
Reguladores de
crecimiento o
Fitohormonas
SACAROSA COMO
FUENTE DE CARBONO
Alta
humedad
Iluminación y
temperatura
controlada
Baja actividad
fotosintética
Raíces y estomas
poco operativos
Mayor riesgo de
contaminación
bacteriana y
fúngica

42. 6. Adaptación a condiciones
naturales: Fase: Aclimatación

43. 7. Aclimatación a condiciones naturales:
Fase: Invernadero

44. 8. Aclimatación a condiciones
naturales: Fase: Campo