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Articulo de referencia

Crioconservación de plantas

La criopreservación de plantas es una estrategia de conservación de recursos genéticos que permite almacenar indefinidamente material vegetal, como semillas, polen, ápices de br...

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La criopreservación de plantas es una estrategia de conservación de recursos genéticos que permite almacenar indefinidamente material vegetal, como semillas, polen, ápices de brotes o yemas latentes, en nitrógeno líquido. [ 1 ] Tras la descongelación, estos recursos genéticos pueden regenerarse en plantas y utilizarse en el campo. Si bien esta estrategia de conservación por criopreservación puede aplicarse a todas las plantas, a menudo solo se utiliza en determinadas circunstancias: 1) cultivos con semillas recalcitrantes, como el aguacate , [ 2 ] el coco, [ 3 ] 2) cultivos sin semillas, como el banano y el plátano cultivados, [ 4 ] o 3) cultivos que se propagan clonalmente, como la yuca, la patata, el ajo y el boniato. [ 5 ] [ 6 ]

Historia

La historia de la criopreservación de plantas comenzó en 1965 cuando Hirai estudiaba las actividades biológicas que ocurrían al congelar muestras biológicas. [ 1 ] Tres años después, se realizó el primer intento exitoso de criopreservación de células de callo . [ 1 ] En los años siguientes, se desarrollaron nuevos métodos de criopreservación, como la inmersión directa, la congelación lenta y la vitrificación, y se aplicaron a un número cada vez mayor de especies y tejidos vegetales. [ 7 ]

Métodos

  • Inmersión directa . Consiste en sumergir el material vegetal directamente en nitrógeno líquido o después de la desecación. Esto se suele hacer con semillas (ortodoxas) que ya tienen un bajo contenido de humedad o polen. [ 8 ] Este método no se puede utilizar con tejidos que contienen mucha agua o que son sensibles a la deshidratación.
  • Congelación lenta . Este método se basa en el mecanismo de congelación-deshidratación para extraer el agua de las células y así evitar la formación de hielo en ellas. [ 9 ]
  • Vitrificación. Mediante la congelación ultrarrápida y la deshidratación osmótica, el agua presente en la célula no puede cristalizar y pasa a formar parte de una solución vítrea o vitrificada . [ 10 ] Este método se puede subdividir en diferentes variantes, como la vitrificación por gotas, la deshidratación por encapsulación y la vitrificación por placas. Estas técnicas se han utilizado con éxito en diversos cultivos de importancia económica, como el crisantemo [ 11 ] o la dicentra. [ 12 ]

Obstáculos y limitaciones

Además de los desafíos inherentes a la crioconservación en general, un obstáculo importante al desarrollar protocolos de crioconservación para el almacenamiento de germoplasma vegetal es que las plantas de una misma especie pueden presentar diferentes tolerancias a la crioconservación. [ 10 ] [ 5 ] Esta diferencia parece estar relacionada con la resistencia a la sequía de los distintos cultivares dentro de la especie. [ 10 ] [ 13 ] Incluso dentro de la propia planta pueden existir diferencias notables según el tejido utilizado, ya que tanto la estructura como la composición desempeñan un papel importante durante la crioconservación. [ 5 ] [ 14 ]

Organizaciones que dependen de la criopreservación de plantas

Referencias

  1. 1 2 3 Reed BM (2017-08-01). "Crioconservación de plantas: un requisito continuo para la seguridad alimentaria y de los ecosistemas" . In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant . 53 (4): 285– 288. doi : 10.1007/s11627-017-9851-4 . ISSN 1475-2689 . S2CID 32177737 .  
  2. ^ O'Brien C, Hiti-Bandaralage JC, Folgado R, Lahmeyer S, Hayward A, Mitter N (2020). "Desarrollo de un protocolo de criopreservación de puntas de brotes apicales de aguacate (Persea americana Mill.) utilizando diferentes antioxidantes" . Acta Horticulturae (1285): 15– 22. doi : 10.17660/ActaHortic.2020.1285.3 . ISSN 0567-7572 . S2CID 226751510 .  
  3. ↑ Sopade PA, Samosir YM, Rival A, Adkins SW (diciembre de 2010). "La deshidratación mejora la criopreservación del coco (Cocos nucifera L.)". Cryobiology . 61 (3): 289– 96. doi : 10.1016/j.cryobiol.2010.09.007 . PMID 20959171 . 
  4. ↑ Panis B, Swennen R (1995). "Crioconservación de germoplasma de banano y plátano (especies de Musa)". Crioconservación de germoplasma vegetal I. Biotecnología en agricultura y silvicultura. Vol. 32. Berlín, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. pp. 381–397 . doi : 10.1007/978-3-662-03096-7_27 . ISBN   978-3-642-08184-2.
  5. 1 2 3 Wilms H, Fanega Sleziak N, Van der Auweraer M, Brands M, Verleije M, Hardeman D, et al. (7 de septiembre de 2020). "Desarrollo de un protocolo de criopreservación rápido y fácil de usar para recursos genéticos de batata" . Scientific Reports . 10 (1): 14674. Bibcode : 2020NatSR..1014674W . doi : 10.1038/s41598-020-70869-3 . PMC 7477159. PMID 32895398 .   
  6. ↑ Zimnoch-Guzowska E., Chmielarz P., Wawrzyniak MK, Plitta-Michalak BP, Michalak M., Pałucka M., Wasileńczyk U., Kosek P., Kulus D., Rucińska A., Mikuła A., 2022. Criobancos polacos: investigación y conservación de recursos fitogenéticos. Acta Societatis Botanicorum Poloniae 91: 9121. https://doi.org/10.5586/asbp.9121
  7. ↑ Kulus D., Zalewska M., 2014. La criopreservación como herramienta para el almacenamiento a largo plazo de especies ornamentales: una revisión. Scientia Horticulturae 168: 88-107. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2014.01.014
  8. ↑ da Silva RL, de Souza EH, de Jesus Vieira L, Pelacani CR, Souza FV (2017-05-17). "Crioconservación de polen de accesiones de piña silvestre". Scientia Horticulturae . 219 : 326– 334. doi : 10.1016/j.scienta.2017.03.022 . ISSN 0304-4238 . 
  9. ↑ Kartha KK (1982). Respuestas de crecimiento in vitro y regeneración de plantas a partir de meristemas criopreservados de yuca (Manihot esculenta Crantz)*) . Casilla de Correos 209, Corrientes (3400) Argentina.: Facultad de Ciencias Agrarias, Instituto de Botánica del Nordeste. OCLC 709654438 . {{cite book}}: CS1 mantenimiento: ubicación ( enlace )
  10. 1 2 3 Panis B, Piette B, Swennen R (2005-01-01). "Vitrificación de gotas de meristemos apicales: un protocolo de criopreservación aplicable a todas las Musaceae". Plant Science . 168 (1): 45– 55. doi : 10.1016/j.plantsci.2004.07.022 . ISSN 0168-9452 . 
  11. ↑ Kulus, D., Rewers, M., Serocka, M. et al. La criopreservación mediante encapsulación-deshidratación afecta el crecimiento vegetativo del crisantemo, pero no altera su estructura quimérica. Plant Cell Tiss Organ Cult 138, 153–166 (2019). https://doi.org/10.1007/s11240-019-01614-6
  12. ↑ Kulus, D. Crioconservación de ápices de brotes de Lamprocapnos spectabilis (L.) Fukuhara mediante diferentes enfoques y evaluación de la estabilidad a nivel molecular, bioquímico y de arquitectura vegetal. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 3901. https://doi.org/10.3390/ijms21113901
  13. ↑ Escobar RH, Mafla G, Roca WM (abril de 1997). "Una metodología para recuperar plantas de yuca a partir de ápices de brotes mantenidos en nitrógeno líquido". Plant Cell Reports . 16 (7): 474– 478. doi : 10.1007/s002990050263 . PMID 30727635 . 
  14. ^ Hu, Chun (2015), "Chrysanthemum morifolium Ramat 菊花 (Juhua, crisantemo floristas)" , en Liu, Yanze; Wang, Zhimin; Zhang, Junzeng (eds.), Hierbas dietéticas chinas: química, farmacología y evidencia clínica , Viena: Springer, págs. 681–691 , doi : 10.1007/978-3-211-99448-1_77 , ISBN  978-3-211-99448-1, consultado el 3 de noviembre de 2020