Aplicaciones

Organogénesis y micropropagación

Las principales aplicaciones de la técnica de cultivo de células, tejidos y órganos vegetales son en los campos de micropropagación, obtención de plantas libres de patógenos, preservación de germoplasma, mejoramiento genético, biosíntesis de metabolitos e investigación básica en áreas como la genética, fisiología y bioquímica (Fowler 1987, Carpita y McCann 2000). [18]

En micropropagación, la embriogénesis y la organogénesis pueden usarse para obtener clones somáticos y regenerar plantas completas con características uniformes y así establecer cultivares de plantas valiosas, libres de microorganismos y difíciles de obtener por métodos de cultivo tradicionales. Los cultivos in vitro también pueden almacenarse por largos períodos de tiempo mediante alguno de los métodos de conservación utilizados para microorganismos como es la refrigeración y criopreservación. Esta es una forma de eliminar los problemas de espacio físico, exceso de mano de obra, contaminación de los cultivos y los efectos de la erosión genética. Entre las principales ventajas del cultivo de células y tejidos vegetales en la investigación básica, micropropagación y producción de compuestos con actividad biológica como metabolitos secundarios, proteínas y productos transgénicos, destaca el hecho de que permiten realizar estudios en un tiempo mucho menor y bajo condiciones más controladas que con plantas cultivadas por métodos tradicionales (Twyman 2003).[18]

Si los cultivos in vitro se incuban o someten a condiciones de estrés fisiológico, pueden expresar características de adaptación y resistencia que en condiciones naturales nunca manifestaron, creciendo selectivamente sólo aquellas células capaces de adaptarse a sus nuevas condiciones. Esta variación genética también se puede inducir por técnicas de mutación, ingeniería genética, fusión de protoplastos y transformación genética por inclusión de DNA foráneo de manera similar a las aplicadas comúnmente en microorganismos (Yeoman et al 1980, Rhodes et al 1987, Crozier et al 2000). En este último caso se obtienen cultivos o plantas transgénicas en donde el DNA foráneo debe integrarse al genoma vegetal para garantizar una expresión estable en su progenie. [18]

Plantas transgénicas 

Las plantas transgénicas o genéticamente modificadas se generan a partir de células vegetales a las que previamente se les introduce genes modificados o extraídos de otras especies como microorganismos, animales, u otras especies vegetales completamente diferentes y genéticamente incompatibles (Casey 1992, Hammond-Kosack y Jones 2000). La introducción de estos genes, denominados transgenes, no sería posible usando los métodos de hibridación o cruzas usada durante la revolución verde (Vasil 1998, Khush 2001). Estos genes foráneos pueden proporcionar a la planta características y capacidades nuevas, por ejemplo mayor y más rápido crecimiento, rendimiento, productividad, mejores frutos y semillas, resistencia a pestes y enfermedades, tolerancia a calor, frío, sequía y salinidad (Niggeweb et al 2004, Davulury et al 2005). [18]

Los métodos más comunes para la transformación de plantas son el uso de bacterias del suelo y la biobalística o bombardeo de tejidos vegetales con partículas cubiertas con el DNA foráneo. El método bacteriano usa Agrobacterium tumefasciens o Agrobacterium rhizogenes (Park y Facchini 2000). Con el primero se obtiene un tumor celular o callo transgénico, conocido como agalla de cuello o agalla de la corona, mientras que con el segundo el producto es la inducción de raíces aéreas pilosas (hairy roots). En cualquier caso el tejido con el DNA foráneo puede rediferenciarse hasta generar plantas transgénicas con propiedades genéticas, bioquímicas y morfológicas diferentes a la planta madre. [18]