Crioconservación de plantas, de la fantasía a la realidad

Martín Mata Rosas y José Luis Lorenzo Manzanarez     

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 16 de marzo 2022

Existen diferentes alternativas para la conservación de plantas fuera de su hábitat, pero la única que garantiza una conservación a largo plazo, es mediante la utilización de técnicas criogénicas.  

Palabras clave: crioconservación; plantas, cultivo de tejidos, vitrificación.

Ha sido muy frecuente en el cine de ciencia ficción observar técnicas avanzadas de congelación de seres humanos por diferentes motivos, por ejemplo, para realizar viajes interestelares, por condiciones médicas, como prisión, para revivir a hombres prehistóricos, hasta para explicar cómo pudo sobrevivir el Capitán América a la congelación por muchos años, al igual que Fry, el personaje principal de la serie animada Futurama. Pero en la realidad la conservación criogénica o crónica (preservación a baja temperatura de humanos que ya no pueden ser sostenidos por la medicina contemporánea) hasta la fecha no ha sido posible, esperemos que, con los avances científicos, en un futuro se pueda lograr y pase de la fantasía a la realidad. De lo que si hay conocimiento es de que algunos peces, lagartos, tortugas, insectos, ranas y toda clase de microorganismos soportan la congelación total hasta detener por completo su metabolismo, y al descongelarse reviven como si nada. 

En la actualidad lo que sí es una realidad es la conservación de diferentes tipos celulares, como: espermatozoides, óvulos, células madre y hasta embriones, pero ¿en tejidos y órganos vegetales es posible aplicar las técnicas criogénicas?, la respuesta es un si rotundo.

Existen múltiples ejemplos de especies vegetales que naturalmente crecen en zonas donde pasan temporadas a muy bajas temperaturas. Por ejemplo, en el hemisferio norte del planeta, donde la temperatura llega a bajar hasta -60°C y a pesar de esta condición, los árboles como coníferas (pinos) y las semillas de muchas especies de hierbas y arbustos pueden sobrevivir a esas temperaturas extremas. Pero cuando la temperatura aumenta, las plantas poseen la capacidad de retomar su crecimiento y las semillas pueden germinar y desarrollarse rápidamente. Estas especies poseen diferentes características que le han permitido adaptarse a esos climas gélidos, los científicos las han estudiado y han podido determinar los factores físicos, químicos y biológicos que permiten la supervivencia de las plantas en esas condiciones extremas. Este conocimiento científico lo han utilizado para aplicarlo en la crioconservación, es decir, en la conservación a largo plazo de germoplasma vegetal (diversidad genética de las especies vegetales, silvestres y cultivadas, de interés para la agricultura y ecología). 

El concepto de crioconservación en plantas se utiliza principalmente para el almacenamiento de material biológico a ultrabajas temperaturas, usualmente se emplea el nitrógeno líquido que tiene una temperatura de -196°C, de esta manera el material vegetal puede almacenarse sin daños o modificaciones durante periodos de tiempo ilimitados en un estado de suspensión animada. El fin de estas tecnologías es garantizar que las muestras biológicas de las plantas sigan vivas después de ser descongeladas.

Para lograr que las células, tejidos u órganos de las plantas puedan soportar la congelación a -196°C no solo es cortar un fragmento y sumergirlo en el nitrógeno líquido, existen diferentes técnicas y procedimientos que se han estudiado y perfeccionado con el paso del tiempo para poder criopreservar diferentes especies. Para lograr una exitosa congelación-descongelación de las muestras biológicas, el principal “enemigo” a vencer es el agua, debido a que el agua al congelarse forma pequeños cristales intracelulares que se multiplican, crecen y pueden dañar los diferentes componentes celulares y provocar la muerte de las células, por lo que las diferentes técnicas de crioconservación buscan la remoción de toda el agua congelable del tejido mediante deshidratación, seguido de una congelación ultrarrápida. 

El primer paso para lograr una exitosa crioconservación de tejidos vegetales es contar con un eficiente sistema de propagación mediante cultivo de tejidos (slider), es decir, haber determinado las condiciones propicias para que las plantas se puedan ser propagadas en condiciones controladas de laboratorio utilizando medios nutritivos adecuados para su crecimiento. El paso siguiente es seleccionar la mejor técnica de congelación que nos permita conservar la especie sin ponerla en riesgo. 

Existen diferentes técnicas de crioconservación, pero dentro de estás, las técnicas de vitrificación han mostrado ser de gran utilidad para un gran número de especies, debido a su sencillez, bajo costo y simplificación de los procedimientos, sin la necesidad de recurrir a aparatos caros. El término “vitrificación” se refiere a un proceso físico que evita la cristalización del agua al interior de la célula durante la congelación, consiste en sumergir pequeños tejidos de la planta en soluciones crioprotectoras, es decir, en sustancias viscosas y concentradas que promueven la salida del agua (deshidratación) de las células, pero que a su vez penetran al interior de éstas y que al momento de congelarse forman un sólido amorfo parecido al vidrio, pero sin la formación de cristales de hielo, de ahí provine el término “vitrificación”. Como consecuencia de este proceso, los tejidos vegetales están protegidos contra daños y permanecen viables durante su almacenamiento a largo plazo a -196°C (Figura 1).

A manera de ejemplo en la figura 2, se describen los pasos generales de la técnica de vitrificación que se ha utilizado con éxito en diversas especies vegetales.

Fig 2. Procedimiento general de crioconservación de tejidos vegetales mediante la técnica de vitrificación

1) Se selecciona la especie a crioconservar,

2) es necesario contar con un protocolo eficiente de propagación in vitro,

3) de la planta cultivada in vitro, se toma un pequeño fragmento de tejido, es frecuente el uso del meristemo apical (responsable del crecimiento vegetal),

4) los tejidos se incuban en una solución osmoprotectora, es decir, que contribuye a regular el agua intracelular y deshidrata parcialmente a las células,

5) se sustituye la solución osmoprotectora por la solución vitirificante que protegerá a las células durante la congelación,

6) los tejidos son sumergidos y almacenados directamente en el Nitrógeno líquido a una temperatura de -196°C,

7) después del tiempo de almacenamiento, los viales que contenien los tejidos se descongelan rápidamente en un baño de agua caliente a 40°C,

8) se lavan para eliminar la solución vitrificante,

9) los tejidos recuperados se vuelven a cultivar en medio de cultivo para reactivar su crecimiento,

10) finalmente se induce el crecimiento de plantas completas.

Crédito: José Luis Lorenzo Manzanarez     

  

En comparación con otras técnicas de conservación de plantas, las ventajas de la crioconservación es que se puede almacenar una gran cantidad de muestras en espacios pequeños, no hay cambios genéticos durante su almacenamiento, se optimizan costos y procesos, la manipulación durante el almacenamiento es mínima, lo que reduce riesgos de contaminación y pérdida del material. En México diferentes Universidades y centros de investigación realizan estudios para establecer protocolos de crioconservación, principalmente de las especies que se reproducen vegetativamente y de aquellas que poseen semillas recalcitrantes (que no se pueden almacenar por mucho tiempo), se busca que los protocolos sean fácilmente reproducibles en cualquier laboratorio y que sirvan para la conservación a largo plazo del valioso material genético vegetal de nuestro país. 

 

 

 

 

 

 

  

 

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