Les plantes no sols creixen en els camps de cultiu
1987/10/01 Martiarena, Ramon Iturria: Elhuyar aldizkaria
Fa 50 anys va fer els seus primers passos, ha deixat el món de la ciència-ficció per a convertir-se en un mètode agrícola revolucionari. En l'actualitat, gràcies als investigadors de diferents laboratoris distribuïts per tot el món, el creixement in vitro per a la reproducció de cèl·lules i teixits vegetals ha arribat a la fase comercial.
De fet, en alguns laboratoris aquesta tècnica s'ha convertit en una pràctica habitual. D'una sola planta, s'està obtenint periòdicament una collita formada per milers d'exemplars que són bessons entre si: ha arribat la reproducció biològica fins a l'infinit.
En altres ocasions, s'està fent un esforç enorme per crear noves espècies vegetals o híbrids adequats entre dues espècies diferents.
Al mateix temps, l'exclusió de malalties víriques que contagiaven certs tipus de plantes s'ha convertit en un treball diari. Els bancs de plantes de provetes que mantenen exemplars sense contaminació viral estan preparats per als agricultors.
Potser les tres primeres aplicacions directes que poden resultar més espectaculars en el camp de les plantes de provetes. Malgrat els greus problemes que sorgeixen en el tram, tractarem d'analitzar que el creixement in vitro ens aporta altres avantatges.
Si ens haguéssim acostat als nostres avis quan estàvem abillats amb les seves plantes de patata i tomàquet de la seva horta, els vam dir que podíem crear una planta que donaria els seus fruits junts, abans que ens diguessin res, ens haurien pres l'excusa i ens hagués respost per a començar a treballar al costat. Una altra cosa seria, a més, que la planta fora de rovell, és una planta sana sense virus.
Est historio, o similar, ha estat avui una realitat per part dels biotecnólogos. El mètode de cultiu in vitro d'algunes plantes comercials ja es realitza sistemàticament.
Aquest camp concret de la biotecnologia, que en molts casos es coneix per analogia amb el concepte de proveta-ume com a mètode de la planta de provetes, ens proporcionarà o adquirir els següents avantatges i millores:
- Les tècniques clàssicament utilitzades en la reproducció de plantes són massa lentes, per la qual cosa el mètode de creixement in vitro està revolucionant enormement. A més d'obtenir l'infinit d'ugalmas d'una sola planta (amb el que s'ha reduït el temps de producció i el cost), s'ha aconseguit eliminar les malalties víriques que contaminaven la mateixa planta, millorant la qualitat sanitària de les plantes. Per part seva, les recerques dutes a terme tant per mutants com per híbrids somàtics en
una altra secció de producció vegetal, concretament en el camp de la millora genètica dels vegetals, han fet que aquest sistema sigui de gran importància.
A més, el que fins ara era impossible s'ha convertit en una realitat: es pot aconseguir el creixement dels individus haploides. És a dir, partint de cèl·lules sexuals (anteres, microsporas, etc.) es poden formar plantes senceres amb la meitat de la dotació genètica normal. No podem oblidar que, passant a un
altre nivell, facilita les recerques sobre les respostes morfogenètiques en el camp científic. Finalment
, i a manera d'hipòtesi, si de moment es necessita un gran nombre de productes aïllats de plantes tropicals (fàrmacs, pesticides i aromatitzants), s'aconseguirà la seva producció a escala industrial, conreant les cèl·lules vegetals en recipients de fermentació, igual que ho fan els microbiòlegs.
Una mica d'història
Ens sembla tan cridaner que abans de començar a analitzar com podem fer la reproducció, reconeguem les seves bases. Esmentarem alguna cosa sobre la història (encara que sigui a grans trets) de les idees que han fet possible aquesta tècnica.
Venim per a això a l'any en què la bibliografia ens presenta amb origen. A principis d'aquest segle, cap a 1902, a l'investigador Haberland se li va ocórrer que la cèl·lula vegetal podia ser totalment totipotente, és a dir, aquest científic deia que la cèl·lula somàtica era capaç de regenerar tota la planta.
Encara que va intentar aïllar i conrear cèl·lules de blat de moro, no va aconseguir cap èxit experimental. Les causes principals de la fallida podrien ser, d'una banda, la inadequació de la planta cotiledofluvial que va triar per al seu treball (el blat de moro és en realitat bastant inapropiat per a la reproducció in vitro) i, per un altre, la falta d'utilització de factors de creixement reguladors o de creixement, com es va demostrar posteriorment.
El segon pas, segons Hanning, va ser donat dos anys més tard, quan va aconseguir aïllar l'embrió d'una planta del grup de crucificeros i créixer in vitro .
Durant les recerques, en 1934, White va descobrir que era possible conrear les arrels de tomàquet sense cap altre òrgan. En aquells treballs de recerca va utilitzar extractes de llevat com a font d'aliment de les cèl·lules. En les sessions realitzades va demostrar que la vitamina B era obligatòria.
No obstant això, fins a 1946 no es va aconseguir la regeneració total de la planta: R. Bell als EUA, Lupinus sp. conreant els vèrtexs de la tija de la planta va aconseguir per primera vegada una regeneració completa amb bons resultats.
Abans d'aquest reeixit treball, ja deu anys abans, es va observar que les auxines (derivats químics de l'àcid indolacético) tenien una especial incidència en el cultiu de plantes, que van ser identificades com a cultius reguladors mitjançant diferents experiments.
Relacionat amb aquest últim descobriment i E. Com a pioners dels treballs de Bell, sabem que mentre Gautheret i Nobecourt investigaven la pastanaga en aquesta planta i que el comportament d'aquest grup hormonal feia que es produís una fava en forma de tumor in vitro .
Més tard, l'any 1952, G, es va produir un fet inoblidable en la història de les plantes de provetes. Morel i C. Els francesos (que tractaven de comprovar que el teixit meristémico de les plantes era una part inofensiva davant els atacs dels virus) només van conrear els vèrtexs vegetals, a partir de les dayas contaminades amb tres tipus de virus, capaços de conrear noves plantes sense restes d'aquestes malalties. Cal destacar que les característiques de les cobertes madures es mantenien completament normals.
del cultiu consisteix a introduir (1) part de l'òrgan triat net de virus al tub que conté un mitjà hormonal (2). En el seu cas, té una sola hormona (indol acètic en el nostre exemple) i crearà una estructura anomenada fava (3), que provocarà la proliferació cel·lular.
En el segon pas (4), mitjançant agitació lenta, les cèl·lules s'aïllen i, fent passar per un tamís, les cèl·lules aïllades se separen. A continuació
es col·loquen en un mitjà amb la segona hormona, la benziladenina (citoquinina). Cada cèl·lula es reprodueix i creix per diferència fins a adquirir la forma de planta petita amb arrels, tiges i fulles (6).
Tot això es deu a la totipotencia de la cèl·lula, és a dir, a la capacitat de la cèl·lula vegetal per a expressar globalment la potencialitat de la seva genomio. El 5 representa la ressembrada del cultiu cel·lular.
A partir d'aquí, sense afeblir la força de l'escepticisme, molts investigadors han tractat d'aplicar el mètode a un gran nombre de tipus de plantes.
Tots aquests treballs experimentals han donat lloc a dades i resultats de tota mena i grandària.
En què consisteix aquesta forma de reproducció?
El sistema de plantes de provetes es basa en la forma natural de reproducció: la reproducció vegetativa.
En contra del que ocorre en la reproducció a través de cèl·lules sexuals, en aquesta forma de reproducció només participa la mitosi. La cèl·lula mare somàtica produeix cèl·lules de cries genèticament idèntiques entre si com a descendents, alhora que són genèticament iguals per al pare.
Així, accepta l'expansió d'individus genèticament idèntics als de qualsevol reproducció vegetativa, traient de la planta materna clons homogenis.
En qualsevol cas, a més del procés mitòtic de regeneració de tota la planta, és necessària una diferenciació cel·lular i una organogénesis adequada. A pesar que el primer s'aconsegueix amb certa facilitat, els dos veïns han portat aconsegueixo un munt de caps.
La majoria dels experts que treballen en aquesta reproducció vegetativa concreta de les plantes solen classificar les etapes de desenvolupament del procés com:
Per exemple, se sap que la rizogénesis (regeneració del brot d'arrel) només pot deure's a la col·locació d'auxina o que l'addició d'aquesta hormona en petites quantitats i l'elevada concentració de citoquinina indueixen la morfogènesi del brot durant l'assaig.
També convé dir que avui dia l'àrea de les hormones vegetals encara ens resulta bastant desconeguda. I és que tots els treballs i usos realitzats fins ara han estat empírics. Segons alguns autors, l'analogia entre aquests grups químics i les hormones animals ha estat excessiva, almenys a l'hora de proposar plantejaments de recerca.
Però no són els factors de creixement les úniques substàncies presents en el mitjà cultural d'assaig: En general, és necessari afegir aigua, sals minerals, sucres, certes vitamines i àcids orgànics, així com solucions per a mantenir un pH adequat.
No obstant això, en molts casos, tant el treball com la mena de planta no requereixen una gran especificitat, per la qual cosa la substitució de zones tan costoses i costoses es realitza mitjançant extractes de llevat.
Posteriorment, a tots els aliments se'ls sotmet a un tractament típic en treballs de microbiologia: es barregen amb una substància lingirente d'agar-agar per a donar consistència.
Per a tenir el material preparat es realitzarà una esterilització profunda. A més de prestar especial atenció a aquest pas obligat, perquè l'experiment sigui un èxit, és necessari que al llarg de tota l'activitat prenguem importants mesures d'asèpsia.
La raó d'això és evident si ens fixem en la llista d'ingredients dels mitjans de cultiu: seria difícil trobar un entorn format per aliments tan rics en nutrients per al creixement d'un elevat nombre de microorganismes.
Per això, les sales de cria il·luminades s'esterilitzaran i en lloc d'utilitzar la campana clàssica de sembra, haurem de tenir especial cura en la campana especial de flux laminar.
Ugalmena sense límits: supermultiplicación
Cap a 1960 es va observar la possibilitat que les plantes creades mitjançant meristemes es fragmentessin en microramas i s'implantessin repetidament en el nou mig cultural. Si tot el procés es duia a terme amb la freqüència adequada, es podien crear milers de nous exemplars a partir d'un solo pioner.
Gràcies a aquesta nova opció, s'ha aconseguit conservar els clons sans en sessions, de manera que en un petit espai es pugui organitzar un banc d'exemplars de porteries sanes.
Problemes
Perquè l'aplicació d'aquest sistema s'estengui en fruiters, les recerques avancen.
En l'actualitat, a causa de la rapidesa que ofereix el mètode, en països en els quals el sistema està estès (A.E.F., els EUA, el Japó i França) tècnics de plantes han utilitzat el cultiu de provetes. Es dediquen a la reproducció dels millors clons d'alzinars, nogueres i tipus de roures d'interès.
No obstant això, els avanços en els treballs sobre els arbres van més lents. Pel fet que la planta llenyosa és més complexa que la de l'herba, volem i necessitem un millor coneixement de la fisiologia i bioquímica del desenvolupament de les primeres. Més encara: en plantar-se aquests arbres en boscos a llarg termini, seria massa perillós utilitzar aquesta via reproductiva mentre no es coneguin amb detall els avantatges que ofereix el nou material obtingut amb la tècnica in vitro enfront dels tradicionals.
És obligatori el creixement d'un número i tipus de clons rics, sobretot en el cas d'espècies forestals, per a assegurar l'heterogeneïtat genètica. Si no fos així, atès que tots els exemplars són idèntics, si es produís algun canvi en el medi ambient o si hi hagués alguna pesta, tots els exemplars respondrien de la mateixa manera, tindríem un desastre.
La senzillesa i rendibilitat del clonaje, juntament amb la reducció de les característiques genètiques, suposaria una catàstrofe ecològica desitjada.
Com a conseqüència de l'ús de mutàgens químics i físics, comentarem un dels assoliments més espectaculars ja anunciats en matèria de millora genètica, sense ànim d'aprofundir massa. Un equip de biòlegs d'una Universitat de Minnesota ha creat i desenvolupat una nova varietat de cures resistents a les toxines d'un fong microscòpic que atacava les fulles de blat de moro. La incorporació de la toxina fúngica al cultiu cel·lular i la posterior selecció d'embrions vencedors van aconseguir aquesta nova varietat.
No hi ha dubte que l'exposat no són més que exemples introductoris. A partir d'ara, gràcies a altres biotecnologies, com el desenvolupament de protoplastos o la creació d'aquesta nova metodologia per part de l'enginyeria genètica, creiem que la nostra activitat tradicional serà objecte d'un gran impuls, una revolució.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
