Embriogénesis somática.

 Técnica de cultivo: Embriogénesis somática.

En muchas especies forestales, el mejoramiento genético se realiza clonando las variedades seleccionadas a partir de los rebrotes del árbol, sin embargo, este tipo de clonación no es posible en algunas especies, por esta razón es que se lleva a cabo esta técnica de cultivo in vitro llamada Embriogénesis somática, la cual permitirá mejorar todas aquellas características potencialmente mejorables en estas técnicas in vitro.

La embriogénesis somática, es posible, ya que implícitamente toda célula somática vegetal tiene la capacidad de desarrollarse en un embrión (totipotencia) a partir de la manipulación de condiciones de cultivo y la aplicación de sustancias reguladoras de crecimiento (Freire, 2003). Las primeras evidencias de que las plantas podían producir embriones somáticos in vitro, fueron presentadas por Steward et al. (1958) y Reinert (1959), lo que ya es un hecho bien establecido en más de 200 especies de interés agronómico (Vilchez, 2016).

La embriogénesis somática, es la vía de desarrollo celular donde células somáticas dan lugar a organizaciones similares a embriones cigóticos sin que medie la fusión de los gametos, o sea, una organización bipolar que no tiene conexión vascular con el tejido parental (von Arnold et al., 2002).

De esta manera, las células somáticas pueden generar plantas completas, aunque al no ser la célula inicial producto de un proceso de recombinación y fusión de gametos, se conserva íntegramente el genotipo de la planta donante (clonación). La composición de las células, tejidos y órganos de alta respuesta a las señales específicas de las condiciones químicas y ambientales, pueden ser el punto de partida para nuevos programas de desarrollo referidos a la inducción de la embriogénesis somática (Freire, 2003).

Cuando nosotros tenemos una planta madre, podemos iniciar un proceso de cultivo a partir de las diferentes partes que tiene la planta en cuestión, y  a su vez, el tipo de desplante que utilicemos va influenciar en la respuesta morfogénica que obtendremos.

En este caso, cuando tenemos un explante por morfogénesis directa, hay dos posibilidades:

• Obtenemos un enraizado o brote directo (organogénesis).

• Obtenemos embriones para luego de forma directa producir plantas (embriogénesis).

Características:

• Producción de un alto n° de plantas en un volumen muy pequeño (10 5/g. tejido). 

• Posibilidad de sincronizar la inducción. 

• Criba del medio para obtener embriones de tamaño y desarrollo uniforme. 

• Posibilidad de manipulación de las suspensiones para ser transferidas de un cultivo a otro y así aplicar tratamientos selectivos para el desarrollo de los embrioides y la germinación de plántulas. 

• Imposición de la dormición en los embrioides y así crear semillas artificiales que podrán ser finalmente sembradas.

• Importancia de la auxina para la inducción y su ausencia en la maduración 

• Aporte de nitrógeno, como coadyuvante de la embriogénesis y el azúcar. 

• Adición de ABA para evitar la germinación precoz y la embriogénesis secundaria, contribuyendo a normalizar el desarrollo del embrión.

Factores que inducen la embriogénesis somática:

1.      El explante que se utilice: Cotiledones, hipocótilos, embriones inmaduros, ápices, segmentos de hojas y raíces, inflorescencia.

2.      Las diferentes variedades de especies: Distintas variedades responden diferente.

3.      Los factores ambientales: En trigo: baja concentración de oxigeno la induce.

4.      Medio de cultivo: Que tenga las proporciones adecuadas.

Desarrollo y maduración de embriones somáticos

Una vez lograda la embriogénesis somática, los embriones somáticos entran en un proceso cíclico de clonación embriónica, que no requieren en la mayoría de los casos, la presencia de reguladores del crecimiento. De esta manera, para lograr el desarrollo de embriones somáticos, es necesario transferir los cultivos embriogénicos a medio de cultivo carente de auxina (von Arnold et al., 2002).

Embriogénesis somática directa.

 Esta ofrece la posibilidad de obtener embriones somáticos directamente desde células aisladas o grupos de células sin la formación de callo. Este desarrollo directo es debido a la acción realizada por la composición del medio de cultivo y el origen del explante.

Embriogénesis somática indirecta.

El fenómeno de la embriogénesis somática indirecta fue observado por primera vez en suspensiones celulares de zanahoria por Steward et al. (1958) y a partir de callos que crecían en medio de cultivo semisólido por Reinert (1958).

Otra forma de manifestarse la embriogénesis somática indirecta son los cultivos de suspensiones celulares embriogénicas. Estos son establecidos generalmente por la transferencia de fragmentos de callos indiferenciados o embriones somáticos en etapas iniciales a medio de cultivo en estado líquido. Estos posteriormente son colocados en agitación durante todo el período de cultivo. Este tipo de cultivo es un sistema modelo para estudiar las rutas de la producción de metabolitos secundarios, inducción de enzimas y expresión de genes y representa la base para el escalado del cultivo en los biorreactores. 

REFERENCIAS

Akhtar N (2013a) Endogenous Polyamines: A Temporal Cellular Modulator of Somatic Embryogenesis in Guava (Psidium guajava L.) cv. Allahabad Safeda. Research in Plant Sciences 1(2):4-14; doi:10.12691/plant-1-2-1

Akhtar N (2010) Evaluation of the efficiency of somatic embryogenesis in guava (Psidium guajava L.). Journal of Horticultural Science & Biotechnology 85(6): 556-562; doi:10.1080/14620316.2010.11512714

Akhtar N (2013b) Temporal regulation of somatic embryogenesis in guava (Psidium guajava L.). The Journal of Horticultural Science and Biotechnology 88(1): 93-102; doi:10.1080/14620316.2013. 11512941

Akhtar N, Kumari N, Pandey S, Ara H, Singh M, Jaiswal U, Jaiswal V, Jain S (2000) Somatic embryogenesis in tropical fruit trees. Somatic embryogenesis in woody plants 6: 93-131; doi:10.1007/978-94-017-3030-3_4

Alemano L, Berthouly M, Michaux-Ferreiere N (1997) Embryogenèses somatique du cacaoyer a partir de pièces florales. Plantations, Recherche, Développement 3(4): 225-237