Propagación de plantas mediante biorreactores

Martín Mata Rosas, Alejandro Hernández Sánchez, Gabriela M. García Vázquez

Para la propagación de plantas existen varias alternativas, como la germinación de semillas o la propagación vegetativa, pero con el empleo de técnicas como las de cultivo de tejidos vegetales se puede potenciar la capacidad de propagación de las plantas, particularmente mediante el uso de biorreactores o sistemas de inmersión temporal, diseñados para una propagación eficiente y controlada de múltiples variables, además de reducir tiempos y costos de producción.

Palabras clave: Sistemas de inmersión temporal, cultivo in vitro, micropropagación

Las vías de reproducción en plantas pueden variar considerablemente, las estructuras reproductivas y los mecanismos no son iguales entre los musgos, helechos y las plantas con semillas (gimnospermas y angiospermas), pero centrándonos en estas últimas, las dos principales vías de propagación son la sexual y la vegetativa; la primera involucra el intercambio de gametos, es decir la transferencia de polen a los óvulos, seguido de un complejo proceso de fertilización que conduce a la formación de un embrión y tejido circundante de protección y reserva nutricional (endospermo), los detalles de la reproducción sexual son tan amplios, que ameritará que se detalle en otro documento. 

La reproducción vegetativa en plantas es una estrategia de propagación clonal del individuo, muchas plantas poseen la capacidad de regenerase a partir de tejidos y órganos somáticos, como hojas, fragmentos de ramas, tallos, raíces, etc., donde se activan o se forman tejidos meristemáticos (células morfológicamente indiferenciadas, pero especializadas en la función de dividirse ordenadamente y son las responsables del crecimiento de la planta y la formación de nuevos órganos). La reproducción vegetativa convencional se puede hacer mediante hoja, como en el caso de violetas africanas o plantas suculentas; con secciones de la planta (esquejes, acodos, guías, división de la planta, raíces, entre otras más). Reproducir una planta por vía sexual o vegetativa tiene sus ventajas y desventajas, dependiendo, desde el punto de vista antropocéntrico, cual será el uso final de las plantas.

Existe una alternativa biotecnológica para la propagación de plantas, el cultivo de tejidos vegetales o cultivo in vitro, que es un conjunto de técnicas que permiten el establecimiento y crecimiento de plantas a partir de cualquier parte de una planta, como órganos, tejidos y células, genéricamente llamados explantes, cultivadas en un medio nutritivo bajo condiciones nutricionales y ambientales controladas. La aplicación más práctica del cultivo in vitro es la micropropagación de plantas, es decir, la multiplicación de plantas a gran escala, pero también es una importante herramienta de investigación de diversos aspectos básicos, para conservación de germoplasma, mejoramiento genético de plantas, eliminación de enfermedades y producción de metabolitos secundarios. Una de las grandes ventajas es que a partir de fragmentos de tejidos se pueden producir grandes cantidades de plantas en un periodo de tiempo relativamente corto, en espacios reducidos y con condiciones independientes a la temporada y el clima durante todo el año (Fig. 1).

A pesar de que la propagación in vitro permite una producción numerosa y continua de plantas, en algunos casos el costo de propagar plantas por esta vía puede superar los beneficios, además en algunos casos también puede provocar algunos problemas como la hiperhidricidad, que es un trastorno fisiológico caracterizado por alta retención de agua a causa de condiciones adversas de los cultivos, además de una mayor dificultad de aclimatar las plantas producidas bajo condiciones de invernadero, por lo que continuamente se buscan alternativas para poder escalar la micropropagación de plantas, bajar gastos de producción, aumentar la tasa de formación de nuevas plantas y disminuir los tiempos de producción e incrementar los porcentajes de supervivencia de las plantas ex vitro

Muchas de los problemas antes descritos se han logrado solventar mediante el diseño y uso de biorreactores o sistemas de inmersión temporal (Fig. 2), éstos son contenedores de ambiente estéril que aprovecha los sistemas de nutrientes líquidos y aire en un sistema de entrada y salida. Esta diseñado para el cultivo intensivo y para el escalamiento, ofrece la oportunidad de monitorear y controlar las condiciones microambientales (e.g. aireación, temperatura). La característica principal, como su nombre lo señala, es que las plantas cultivadas no están completamente inmersas en medio líquido, sino solo están en contacto con el medio nutritivo por tiempos cortos y permite que la atmosfera del contendor se renueve. Los sistemas de inmersión temporal permiten el control de la contaminación, adecuado suministro de nutrientes y aire, menor número de subcultivos, facilidad de cambiar el medio y menor daño de las plantas por la baja manipulación. En los últimos años se han utilizado diferentes sistemas de inmersión temporal para la micropropagación de un gran número de especies vegetales. Dentro de las variantes más reportadas son los sistemas de frascos gemelos (Twin-Flask system) o biorreactores de inmersión temporal (BIT) (Fig. 3) y los Recipiente de Inmersión Temporal Automatizado (RITA) (Fig. 4), algunos de ellos se han patentado y otros son el resultado del ingenio de los investigadores para hacer mas eficientes y minimizar los costos de los sistemas. Una ventaja mas de los biorreactores es que se elimina el uso de agentes gelificantes (agar), el cual es uno de los componentes más costosos en el cultivo in vitro tradicional. 

Por ahora los biorreactores o sistemas de inmersión temporal poseen una variedad de características que los hace ideales para su uso en la micropropagación semiautomatizada de un gran número de especies. En el INECOL hemos empleado con gran éxito el uso de biorreactores para la micropropagación de diferentes especies de cactus, orquídeas, embriones somáticos de aguacate, plantas ornamentales como anturios, alcatraces, vainilla, pimienta. A pesar de que los parámetros de cultivo establecidos para una especie en particular pueden emplearse como base para la propagación de otra especie, en muchos casos dichos parámetros difieren significativamente de una especie a otra, por lo que las condiciones de cultivo in vitro deben determinarse experimentalmente para cada una de ellas, por lo que en el INECOL nos esforzamos en determinar un mayor número de protocolos para la micropropagación de diversas especies vegetales de interés tanto biológico como económico.

 

Pies de figuras

Fig 1. Cultivo tradicional in vitro de Anturios en medio nutritivo gelificado con agar. Crédito: Martín Mata Rosas 

Fig 2. Sistemas de inmersión temporal o biorreactores para el cultivo de plantas instalados en el Instituto de Ecología, A.C. Crédito: Martín Mata Rosas

Fig 3. Sistemas de frascos gemelos (Twin-Flask system) o biorreactores de inmersión temporal (BIT) utilizados en el INECOL para la propagación de orquídeas. Crédito: Martín Mata Rosas 

Fig 4. Recipiente de Inmersión Temporal Automatizado (RITA) utilizado para la micropropagación de Vainilla. Crédito: Martín Mata Rosas 

 

30 Jun 2022 07:59
Luciérnagas jarochas

Luciérnagas jarochas Viridiana Vega-Badillo y Andrés Ramírez-Ponce

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 30 de junio 2022

Las luciérnagas son escarabajos [ ... ]

Leer más...
29 Jun 2022 08:36
Caminando, volando y nadando con parásitos

Caminando, volando y nadando con parásitos Carlos Daniel Pinacho Pinacho, Ismael Guzmán Valdivieso, Denisse Maldonado Sánchez

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana [ ... ]

Leer más...
28 Jun 2022 08:24
Manglares:dioses del agua

Manglares: dioses del agua Gabriela Cerón Aguilera1, Susana Alvarado Barrientos2* y Julio A. Salas Rabaza1

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 28 de junio 2022

Los [ ... ]

Leer más...
27 Jun 2022 08:35
¿Qué nos dicen los ácidos grasos del tejido adiposo de las ballenas jorobadas?

¿Qué nos dicen los ácidos grasos del tejido adiposo de las ballenas jorobadas? Janet Nolasco Soto1 y Luis Medrano González2

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana [ ... ]

Leer más...
23 Jun 2022 08:12
La transformación del paisaje cafetalero del centro de Veracruz

La transformación del paisaje cafetalero del centro de Veracruz Carlos Alberto López Arcadia y Martha Bonilla Moheno

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 23 [ ... ]

Leer más...
22 Jun 2022 07:13
¿Se pueden diferenciar los hongos comestibles de los venenosos?

¿Se pueden diferenciar los hongos comestibles de los venenosos? Gerardo Mata y Dulce Salmones

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 22 de junio 2022

Distinguir [ ... ]

Leer más...
21 Jun 2022 08:04
Abejas en las ciudades: Importancia y conservación

Abejas en las ciudades: Importancia y conservación Gerardo Quintos Andrade; Jorge E. Valenzuela González; Fernando Nicolalde Morejón

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana [ ... ]

Leer más...
20 Jun 2022 07:55
El uso (y abuso) de la categoría de subespecie

El uso (y abuso) de la categoría de subespecie  Octavio Rojas Soto, Alejandra Galindo Cruz y Claudio Mota Vargas

 

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 20 de [ ... ]

Leer más...
16 Jun 2022 07:18
MAPIMI, un Observatorio Participativo Sociecológico (OPSE) con interés multidimensional

MAPIMI, un Observatorio Participativo Sociecológico (OPSE) con interés multidimensional Víctor Manuel Reyes Gómez y Elisabeth Huber-Sannwald

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación [ ... ]

Leer más...
15 Jun 2022 08:54
Chayote: alimento mesoamericano benéfico para la salud humana

Chayote: alimento mesoamericano benéfico para la salud humana Erika Valencia-Mejía, Juan L. Monribot-Villanueva, José A. Guerrero-Analco 

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación [ ... ]

Leer más...
14 Jun 2022 07:58
Polinizadores incógnitos: Las moscas

Polinizadores incógnitos: Las moscas Sergio Ibáñez-Bernal y María Teresa Suárez-Landa

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 14 de junio 2022

Los insectos [ ... ]

Leer más...
13 Jun 2022 08:01
Cómo rehabilitar a tu dragón

Cómo rehabilitar a tu dragón Sergio Albino1 y Edna Diaz2

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 03 de junio 2022

La película que todos conocemos “Cómo entrenar [ ... ]

Leer más...
09 Jun 2022 09:58
Macro…¿qué? Una visión panorámica para entender la diversidad biológica

Macro…¿qué? Una visión panorámica para entender la diversidad biológica Fabricio Villalobos

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 09 de junio 2022

La vida [ ... ]

Leer más...
08 Jun 2022 07:18
La hierbabuena y sus parientes en el jardín

  La hierbabuena y sus parientes en el jardín Brenda Yudith Bedolla García y Luis Rey Flores Pérez

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 08 de junio 2022

Las [ ... ]

Leer más...
07 Jun 2022 07:52
La rata nopalera un roedor sui generis

  La rata nopalera un roedor sui generis   Alberto González-Romero y Perla D. Ventura-Rojas

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 07 de junio 2022

En este [ ... ]

Leer más...
06 Jun 2022 07:15
Qué SÍ es y que NO es “ciencia”

Qué SÍ es y que NO es “ciencia” Rogelio Macías Ordoñez 

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 06 de junio 2022

La “ciencia” no asegura nada, descubre [ ... ]

Leer más...
02 Jun 2022 05:51
Nueve datos curiosos que no sabías de química

Nueve datos curiosos que no sabías de química José Luis Olivares Romero, Israel Bonilla Landa, Liliette Barcelona Cazanave

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana [ ... ]

Leer más...
01 Jun 2022 07:43
El suelo: historias bajo las raíces de los manglares

El suelo: historias bajo las raíces de los manglares Ana Laura Lara-Domínguez, Ma. Del Carmen Martínez García, Eduardo Sáinz Hernández, Víctor Manuel Vásquez Reyes

Artículo publicado en la [ ... ]

Leer más...
31 May 2022 06:21
Las 8 inesperadas formas en las que los anfibios son importantes

Las 8 inesperadas formas en las que los anfibios son importantes Adriana Sandoval Comte y Juan M. Díaz García 

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 31 de mayo [ ... ]

Leer más...
30 May 2022 07:10
Agua contaminada y fitotecnologías

Agua contaminada y fitotecnologías Eugenia J. Olguín

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 30 de mayo 2022

Las fitotecnologías son “Soluciones Basadas en [ ... ]

Leer más...
26 May 2022 07:36
La erosión del suelo y sus repercusiones

La erosión del suelo y sus repercusiones César Augusto Gallo Gómez, Alexandro Medina Chena, Óscar Muñoz Jiménez y Rafael Villegas Patraca

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación [ ... ]

Leer más...
25 May 2022 07:42
Percepciones sobre la gestión de los árboles urbanos, aliados contra las altas temperaturas en Xalapa

Percepciones sobre la gestión de los árboles urbanos, aliados contra las altas temperaturas en Xalapa Nadia Olinka Gómez Luna y Orlik Gómez García

Artículo publicado en la Crónica y el Portal [ ... ]

Leer más...
24 May 2022 08:21
Desmitificando el tema: Curiosidades evolutivas del pene en primates y similitudes con el hombre

Desmitificando el tema: Curiosidades evolutivas del pene en primates y similitudes con el hombre Juan Carlos Serio Silva 

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el [ ... ]

Leer más...
23 May 2022 08:14
Brotes de bambú, un nuevo alimento para México

Brotes de bambú, un nuevo alimento para México Ma. Teresa Mejia-Saulés y Mauricio Mora Tello 

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 23 de mayo 2022

Los brotes [ ... ]

Leer más...
20 May 2022 05:46
Día Mundial de las Abejas

Mayo 20 - Día Mundial de las Abejas Paola A. Gonzales Vanegas y Carlos A. Cultid-Medina

Esta semana es momento de conmemorar a unos pequeños seres que son de gran importancia para nuestra seguridad [ ... ]

Leer más...
19 May 2022 08:01
Lombrices de tierra…¿de colores?

Lombrices de tierra…¿de colores? Carlos Fragoso

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 19 de mayo 2022

Las lombrices de tierra presentan colores que la mayoría [ ... ]

Leer más...
18 May 2022 08:11
Hongos: materia prima para la medicina

Hongos: materia prima para la medicina David Ramos, Leticia Montoya, Victor M. Bandala y Antero Ramos

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 18 de mayo 2022

Los [ ... ]

Leer más...
17 May 2022 06:37
La marchitez de los cultivos causada por los hongos Fusarium

La marchitez de los cultivos causada por los hongos Fusarium Gloria Carrión y Damaris Desgarennes 

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 17 de mayo 2022

Las [ ... ]

Leer más...
16 May 2022 09:44
Conservando la biodiversidad amenazada mediante áreas protegidas comunitarias y privadas

 

Conservando la biodiversidad amenazada mediante áreas protegidas comunitarias y privadas Paulina García Bañuelos y Eduardo O. Pineda Arredondo

Artículo publicado en la Crónica y el Portal [ ... ]

Leer más...
13 May 2022 07:47
El maíz nativo de Coacoatzintla, Veracruz

El maíz nativo de Coacoatzintla, Veracruz Rosa María González Amaro, Héctor Armando Contreras Hernández y Carlos Isaías Flores Romero

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación [ ... ]

Leer más...
12 May 2022 07:09
Escarabajos, diversidad funcional e importancia

Escarabajos, diversidad funcional e importancia Cuauhtémoc Deloya y José F. Dzul Cauich

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 12 de mayo 2022

Conocer la historia [ ... ]

Leer más...
11 May 2022 07:23
Los colores del mar: mareas rojas, bioluminiscencia y dinoflagelados

Los colores del mar: mareas rojas, bioluminiscencia y dinoflagelados Bertha Pérez Hernández y Tobías Portillo Bobadilla

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el [ ... ]

Leer más...
09 May 2022 12:50
Las aves y los glucocorticoides

Las aves y los glucocorticoides Carolina Valdespino y Luis Morales Cid

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 09 de mayo 2022

Sin duda, las aves forman uno de [ ... ]

Leer más...
06 May 2022 03:54
El chinine, un aguacate silvestre nativo de México

El chinine, un aguacate silvestre nativo de México José de Jesús Pale Pale y Francisco G. Lorea-Hernández  

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 02 de mayo [ ... ]

Leer más...
06 May 2022 03:48
¿Qué entendemos por hábitat y qué importancia tiene para la fauna?

¿Qué entendemos por hábitat y qué importancia tiene para la fauna? Sonia Gallina

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 06 de mayo 2022

El hábitat puede ser [ ... ]

Leer más...
04 May 2022 08:28
Cuando los lazos más débiles en reñida son los más fuertes

Cuando los lazos más débiles en reñida son los más fuertes Israel Bonilla-Landa, Alfonso Reyes-Luna y José Luis Olivares-Romero

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana [ ... ]

Leer más...
03 May 2022 07:23
Nuestro fósforo de cada día

Nuestro fósforo de cada día Karla Tapia Fierro, Beatriz E. Marín Castro, Sandra Rocha

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 03 de mayo 2022

El fósforo es [ ... ]

Leer más...
28 Abr 2022 08:03
Jardín etnobiológico en el Jardín Botánico Fco. J. Clavijero

 

Jardín etnobiológico en el Jardín Botánico Fco. J. Clavijero Andrew P. Vovides, Milton H. Díaz-Toribio, Victoria Sosa

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana [ ... ]

Leer más...
27 Abr 2022 11:19
Ciencia del diseño

Ciencia del diseño Guillermo López Escalera Argueta

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 27 de abril 2022

El ser humano desde el inicio ha tenido la necesidad [ ... ]

Leer más...
26 Abr 2022 10:34
De carnívoro a carnívoro: interacciones de mamíferos del orden Carnívora

De carnívoro a carnívoro: interacciones de mamíferos del orden Carnívora Gabriel Andrade-Ponce y Salvador Mandujano

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 26 [ ... ]

Leer más...
Artículos anteriores