Por: Sofia Flores Vivar
Peruagros decidió investigar acerca del cultivo “in vitro de
anteras ” una técnica muy interesante que ahora se está usando mucho y lo consiguió asistiendo al curso– taller que se realizó en la Universidad Nacional Agraria la Molina.
La cebada hasta ahora sigue siendo uno de los cereales mas difíciles de transformar genéticamente; además de que siete son los cromosomas que tiene con mas de cien genes y el querer crear una nueva variabilidad los ha llevado a desarrollar un sistema de modificación de diferentes genotipos de cebada.
El objetivo es la optimización de las técnicas de cultivo de anteras y microspora de cebada, para producir plantas dobles haploides en la generación F1 o F3 (hibridaciones) y M1 (inducción de mutaciones), mediante la optimización de las condiciones de cultivo y la identificación de los mecanismos genéticos implicados. Esta herramienta de biotecnología permite reducir el tiempo de obtención de las variedades y hacer más eficiente la selección.
Para realizar este objetivo se dan los siguientes pasos:
1.- Selección de las plantas donantes .
2.–Distancia de la penúltima hoja a la hoja bandera (cm).
3.-Selección de espigas .Debe realizarse en anteras con microsporas en estado uninucleado.
4.-Esterilización del material vegetal . Se realiza antes de remover las vainas que cubren la espiga. Los tallos deben estar esterilizados con alcohol de 70%
5.-Preparación de la espiga.
6.-Determinación del estado de la microspora :
Se toman las anteras de la espiga parte media y se examinan bajo el microscopio usando acetocarmin al 4% para teñir el núcleo de la microspora.
Estados:
a) Uninucleado temprano.
b) Uninucleado temprano medio.
c) Uninucleado medio
d) Uninucleado tardío.
e) Primera mitosis.
f) Binucleado.
Escoger en estado C y D.
7.–Microsporas en estado uninucleado.
8.-Pre-tratamiento en frío. Las espigas colectadas con microsporas al estado uninucleado deben colocarse en placa petri de 100x20mn conteniendo a su vez unas cuantas gotas de agua destilada en una placa petri de 60x15mn . Luego debe sellarse y cubrirse con papel aluminio. Así deben permanecer durante 21 a 28 días a 4°C.
Después de los 21 días .
9.-Preparación de las anteras: Las anteras deben extraerse dentro de la cámara , bajo el microscopio, usando pinzas y teniendo cuidado de no dañarlas, luego se colocan en medio de cultivo a una densidad de 10-20 anteras por milímetro de medio.
10.-Incubacion de las anteras : Debe realizarse a una temperatura de 25-28°C en oscuridad. A la segunda y cuarta semana en incubación se debe reemplazar la tercera parte del medio de cultivo por la misma cantidad de medio fresco.
11.-Execión y siembra de anteras en medio de inducción.
12.-Anteras en medio BAC3 (a 7 días de siembra)
13.-Callos inducidos a partir de anteras.
14.-Siembra de callos en medio BAC3 de regeneración . 20 a 22°C, luz opaca.
15.-Plantas in vitro.
16.-Regeneración: A partir de los 30 días de incubación de las anteras, se transfieren los callos o embriones de aprox. 2mm de diámetro a un
medio de regeneración en placas petri de 100x20 milimetros, que deben ser chequeadas cada 7 días. La temperatura debe ser de 22°C. Para que las raíces se incrementen, se le debe agregar 4 g/L de carbón activado al medio de regeneración .
17.-Aclimatación : Las plantas regeneradas deben ser transferidas a unas macetas pequeñas conteniendo un sustrato capaz de mantener la humedad y aireación para que las plantas tengan un buen desarrollo. Estas plantas deben mantenerse en un invernadero o cámara de crecimiento a una temperatura de 15° a 22°C.Para reducir el estrés producido al realizar la transferencia, se recomienda cubrir las macetas con plástico o también pueden ser vasos de vidrio por dos semanas.
18.-Duplicación del número de cromosomas : se considera que un 70% a 80% de las plantas de cebada doblan su número de cromosomas en forma espontánea.
¡ La Cebada !
Su nombre común es la cebada que proviene de un género de gramíneas originadas del sudeste de Asia y África septentrional. Es una de las plantas más antiguas, ya que se cree que es cultivada desde los tiempos bíblicos en las antiguas civilizaciones de Grecia, Egipto, Roma y China; porque en excavaciones arqueológicas realizadas en el valle del Nilo se descubrieron restos de cebada, que datan de más de 15 000 años de antigüedad.
Partes de la cebada:
Hojas: Es una planta de hojas estrechas y de color verde claro, es un verde más claro que el trigo.
Raíces: Su sistema radicular es fasciculado fibroso y alcanza poca profundidad en comparación a otros cereales.
Tallo: El tallo es erecto, la altura de los tallos depende las variedades y oscila desde 0.50 cm. a un metro.
Flores: Las flores tienen tres estambres y un pistilo de dos estigmas. Es autógama.
Fruto: Su fruto es cariópside con glumillas adheridas.
Hay varios subproductos de la cebada como el grano, la paja, el heno que tienen gran valor alimenticio, de carbono (67%) y proteínas (12,8%), muy ricas y necesarias para nuestra dieta.
La producción mundial de cebada en el año 2000 fue de unos 133 millones de toneladas.
Peruagros decidió investigar acerca del cultivo “in vitro de
anteras ” una técnica muy interesante que ahora se está usando mucho y lo consiguió asistiendo al curso– taller que se realizó en la Universidad Nacional Agraria la Molina.La cebada hasta ahora sigue siendo uno de los cereales mas difíciles de transformar genéticamente; además de que siete son los cromosomas que tiene con mas de cien genes y el querer crear una nueva variabilidad los ha llevado a desarrollar un sistema de modificación de diferentes genotipos de cebada.
El objetivo es la optimización de las técnicas de cultivo de anteras y microspora de cebada, para producir plantas dobles haploides en la generación F1 o F3 (hibridaciones) y M1 (inducción de mutaciones), mediante la optimización de las condiciones de cultivo y la identificación de los mecanismos genéticos implicados. Esta herramienta de biotecnología permite reducir el tiempo de obtención de las variedades y hacer más eficiente la selección.
Para realizar este objetivo se dan los siguientes pasos:
1.- Selección de las plantas donantes .
2.–Distancia de la penúltima hoja a la hoja bandera (cm).
3.-Selección de espigas .Debe realizarse en anteras con microsporas en estado uninucleado.
4.-Esterilización del material vegetal . Se realiza antes de remover las vainas que cubren la espiga. Los tallos deben estar esterilizados con alcohol de 70%
5.-Preparación de la espiga.
6.-Determinación del estado de la microspora :
Se toman las anteras de la espiga parte media y se examinan bajo el microscopio usando acetocarmin al 4% para teñir el núcleo de la microspora.
Estados:
a) Uninucleado temprano.
b) Uninucleado temprano medio.
c) Uninucleado medio
d) Uninucleado tardío.
e) Primera mitosis.
f) Binucleado.
Escoger en estado C y D.
7.–Microsporas en estado uninucleado.
8.-Pre-tratamiento en frío. Las espigas colectadas con microsporas al estado uninucleado deben colocarse en placa petri de 100x20mn conteniendo a su vez unas cuantas gotas de agua destilada en una placa petri de 60x15mn . Luego debe sellarse y cubrirse con papel aluminio. Así deben permanecer durante 21 a 28 días a 4°C.
Después de los 21 días .
9.-Preparación de las anteras: Las anteras deben extraerse dentro de la cámara , bajo el microscopio, usando pinzas y teniendo cuidado de no dañarlas, luego se colocan en medio de cultivo a una densidad de 10-20 anteras por milímetro de medio.
10.-Incubacion de las anteras : Debe realizarse a una temperatura de 25-28°C en oscuridad. A la segunda y cuarta semana en incubación se debe reemplazar la tercera parte del medio de cultivo por la misma cantidad de medio fresco.
11.-Execión y siembra de anteras en medio de inducción.
12.-Anteras en medio BAC3 (a 7 días de siembra)
13.-Callos inducidos a partir de anteras.
14.-Siembra de callos en medio BAC3 de regeneración . 20 a 22°C, luz opaca.
15.-Plantas in vitro.
16.-Regeneración: A partir de los 30 días de incubación de las anteras, se transfieren los callos o embriones de aprox. 2mm de diámetro a un
medio de regeneración en placas petri de 100x20 milimetros, que deben ser chequeadas cada 7 días. La temperatura debe ser de 22°C. Para que las raíces se incrementen, se le debe agregar 4 g/L de carbón activado al medio de regeneración .
17.-Aclimatación : Las plantas regeneradas deben ser transferidas a unas macetas pequeñas conteniendo un sustrato capaz de mantener la humedad y aireación para que las plantas tengan un buen desarrollo. Estas plantas deben mantenerse en un invernadero o cámara de crecimiento a una temperatura de 15° a 22°C.Para reducir el estrés producido al realizar la transferencia, se recomienda cubrir las macetas con plástico o también pueden ser vasos de vidrio por dos semanas.
18.-Duplicación del número de cromosomas : se considera que un 70% a 80% de las plantas de cebada doblan su número de cromosomas en forma espontánea.
¡ La Cebada !
Su nombre común es la cebada que proviene de un género de gramíneas originadas del sudeste de Asia y África septentrional. Es una de las plantas más antiguas, ya que se cree que es cultivada desde los tiempos bíblicos en las antiguas civilizaciones de Grecia, Egipto, Roma y China; porque en excavaciones arqueológicas realizadas en el valle del Nilo se descubrieron restos de cebada, que datan de más de 15 000 años de antigüedad.
Partes de la cebada:
Hojas: Es una planta de hojas estrechas y de color verde claro, es un verde más claro que el trigo.
Raíces: Su sistema radicular es fasciculado fibroso y alcanza poca profundidad en comparación a otros cereales.
Tallo: El tallo es erecto, la altura de los tallos depende las variedades y oscila desde 0.50 cm. a un metro.
Flores: Las flores tienen tres estambres y un pistilo de dos estigmas. Es autógama.
Fruto: Su fruto es cariópside con glumillas adheridas.
Hay varios subproductos de la cebada como el grano, la paja, el heno que tienen gran valor alimenticio, de carbono (67%) y proteínas (12,8%), muy ricas y necesarias para nuestra dieta.
La producción mundial de cebada en el año 2000 fue de unos 133 millones de toneladas.
¿ Cómo reconocer a las plantas donadoras?
Las plantas donadora de anteras deben cultivarse en ambientes controlados, ya que es muy importante asegurar el desarrollo uniforme y adecuado de las plantas proporcionándoles las mejores condiciones para su desarrollo, es decir un buen desarrollo nutricional evitando las enfermedades y plagas.
La mas alta eficiencia del cultivo “ in vitro” de anteras ha sido obtenida cuando las plantas donadoras fueron
oscuridad . Es importante mantener la vigorosidad de las plantas brindándoles la humedad adecuada al suelo, si es necesario y para mejorar la nutrición del suelo se puede usar nutrientes foliares, fungicidas e insecticidas hasta semanas antes de la colección de las espigas.
La mas alta eficiencia del cultivo “ in vitro” de anteras ha sido obtenida cuando las plantas donadoras fueron
oscuridad . Es importante mantener la vigorosidad de las plantas brindándoles la humedad adecuada al suelo, si es necesario y para mejorar la nutrición del suelo se puede usar nutrientes foliares, fungicidas e insecticidas hasta semanas antes de la colección de las espigas.
Bibliografía:
Arias Gerardo. Mejoramiento genético y producción de cebada cervecera en América del sur. Santiago. 1995. (esp).
De la Isla Lourdes. Fitopatología. Editorial Limusa. Grupo Noriega Ediciones.1994. México.
Loli Marino Romero. Inducción de mutaciones en cereales. Informe técnico 1979-1981. Lima. 1982.
Universidad Nacional Agraria La Molina. Programa de Investigación y Proyección Social de Cereales y Granos Nativos. Lima. 1996.
Seminario en el departamento de Cereales de la Facultad de Agronomía. Realizada del 13 al 16 de noviembre del 2007. Lima.
Arias Gerardo. Mejoramiento genético y producción de cebada cervecera en América del sur. Santiago. 1995. (esp).
De la Isla Lourdes. Fitopatología. Editorial Limusa. Grupo Noriega Ediciones.1994. México.
Loli Marino Romero. Inducción de mutaciones en cereales. Informe técnico 1979-1981. Lima. 1982.
Universidad Nacional Agraria La Molina. Programa de Investigación y Proyección Social de Cereales y Granos Nativos. Lima. 1996.
Seminario en el departamento de Cereales de la Facultad de Agronomía. Realizada del 13 al 16 de noviembre del 2007. Lima.
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