FUNDAMENTOS DE TECNOLOGÍA
PROYECTO CULTIVO IN VITRO EN FIQUE

   INDICE

INTRODUCCION

1.    PROBLEMA

1.1  DESCRIPCION DEL PROBLEMA

1.2  DELIMITACION DEL PROBLEMA

1.3  FORMULACION DEL PREBLEMA

2.    JUSTIFICACION

3.    OBJETIVOS

3.1  GENERAL

3.2  ESPECIFICO

4.    MARCO REFERENCIAL

4.1  LOCALIZACION

4.2  ANTECEDENTES

4.3  MARCO TEORICO

4.4  MARCO LEGAL

5.    METODOLOGIA

6.    REPUESTA ESPERADA

7.    BIBLIOGRAFIA

INTRODUCCION

Los cultivo in vitro son estrategias tecnológicas para la producción y rentabilidad,El cultivo de tejidos vegetales o cultivo in vitro de tejidos vegetales, es una técnica de reproducción en condiciones totalmente asépticas, en la que a partir de un pequeño segmento inicial de tejido es posible regenerar en poco tiempo miles o millones de plantas genéticamente iguales a la planta madre, cuando a este tejido le es aplicado un estímulo por medio de variables físicas y químicas controladas en un medio de cultivo[1].A partir de los avances alcanzados en la regeneración de plantas in vitro se ha desarrollado toda industria de micro propagación que se inicio en los países desarrollados de Europa y Norteamérica, que en la actualidad se ha extendido al resto del mundo, incluyendo países de América Latina, Asia y África[2].

Los cultivos en in vitro  se pueden realizar en árboles frutales. Orquídeas. Plántulas de jardín.

PROBLEMA

El desconocimiento que se tiene acerca de los cultivos in vitro,una estrategia de mejoramiento de productos agrícolas.

DESCRIPCION DEL PROBLEMA: existes comunidades que no tienes conocimiento ni  manejan las  tecnologías como son los cultivo in vitro.

DELIMITACION DEL PROBLEMA: aprender  y conocer el adecuado manejo que se lleva para la producción de in vitro en  planta de fique.

FORMULACION DEL PROBLEMA:¿es el cultivo in vitro una estrategia para mejorar la producción en fique?

JUSTIFICACION:

En los cultivos de fique se necesita encontrar un sistema de producción que nos garantice  plántulas de buena calidad y conocer nuevas tecnología para   producción como son los cultivos in vitro una estrategia para obtener plantas de buena calidad.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Conocer fundamentos, teorías y técnicas del cultivo de vegetales in vitro para producir plántulas de fique como una estrategia de producción.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

·         Documentar el modulo de producción in vitro con trasferencias tecnológicas para mejorar la producción de fique.

·         Generar plántulas de fique a partir de una proceso de cultivo in vitro.

MARCO REFERENCIAL

LOCALICACION:

COLOMBIA: El país es la cuarta nación en extensión territorial de América del Sur y, con alrededor de 47 millones de habitantes.

CAUCA: unos de los departamentos de Colombia, con gran diversidad de especies, pero muchas de ellas están en vía de extinción.

POPAYAN: capital del departamento del Cauca.

UNICOMFACAUCA: La Institución Universitaria Tecnológica de Comfacauca tiene como misión contribuir a la formación de personas emprendedoras, con calidad humana y alta competencia e impulsar la tecnología y la productividad

LABORATORIO BIOTECNOLOGIA: El Laboratorio de Biotecnología  se  ha desarrollado  micro propagación in Vitro del cultivo  con el objetivo de proveer de material de alta producción, libre de insectos y enfermedades en cualquier época del año.

PROGRAMA AGROAMBIENTAL: carrera tecnológica de la Institución Universitaria de Comfacauca.

ANTECEDESTES:

En octubre  de 1994, se inicio la operación de un laboratorio de tejidos vegetales in vitro, en el colegio profesional  de biólogos del estado de varacruz, con la finalidad de desarrollar técnicas para la propagación de especies vegetales de interés ecológico y económico [3] en enero d e199, se iniciaron las labores de siembra de tejidos en especies ornamentales de interés económico en la región. A la par de estas actividades, se ha hecho promoción del proyecto en los  medios de comunicación locales con el fin de dar a conocer al público las ventajas de utilizar la técnica mencionada para la propagación de plantas ornamentales  difíciles de obtener por los métodos tradicionales. Se han dado prácticas a estudiantes de la facultad de biología y agronomía.

La mayoría de los trabajos en esta área se refiere al cultivo y propagación in vitro de algunas especies del género. La regeneración in vitro se ha alcanzado a través de la obtención de brotes a partir de meristemos auxilares localizados en el segmento basal de las plantas, o bien a través

De organogénesis o embriogénesis somática indirecta, es decir, a partir de tejido calloso generado también in vitro. En el Cuadro 1 se resumen los trabajos más destacados en el área. En general, todos los antecedentes confirman que la Biotecnología puede ser el método más eficiente

Para la propagación de plantas de agave con fines de producción masiva o establecimiento de plantaciones [4]

MARCO TEORICO:

El término genérico “cultivo de tejidos vegetales” involucra a diferentes técnicas de cultivo de material vegetal diverso, incluyendo a los protoplastos (células desprovistas de su pared celular), células,  tejidos, órganos y plantas completas. Mediante éstas y otras técnicas de cultivo, es posible obtener plantas libres de microbios en un medio nutritivo aséptico (estéril) en condiciones ambientales controladas. También se lo conoce como “cultivo in vitro de plantas” por realizarse en recipientes de vidrio.

VENTAJAS:

• Permite obtener plantas libres de enfermedades (hongos, bacterias, micoplasmas, virus y tiroides).
• La micro propagación vegetal nos permite propagar masivamente material vegetal ano en cualquier época del año y en corto tiempo conservando su potencial genético y calidad sanitaria.
• Permite optimizar el uso de factores ambientales y nutricionales.
• Facilita el cultivo de un gran número de plantas en una superficie pequeña.
• Puede conservar material biológico por periodo de tiempo prolongados.
• Además mediante este método de propagación se puede e puede incluir aspectos de fitomejoramiento.

 DESVENTAJAS:

El cultivo in vitro es muy caro, entre otras cosa porque no se puede mecanizar. Solo son rentables aquellos laboratorios  muy grandes y con mucho mercado.

La planta ya desarrollada en el cultivo in vitro necesita una primera aclimatación en el laboratorio; en el invernadero y después una segunda aclimatación en el campo. Los viveros grandes realizan ambas operaciones; otros sólo se encargan del primer paso.

Aplicaciones prácticas del cultivo in vitro:

• Propagación vegetativa. Esto es lo más práctico. Dos técnicas:
  
  - Micro propagación de estaquillas
  - Organogénesis de callos
• Producción de plantas libres de virus mediante dos técnicas:
  
  - Cultivo de meristemos
  - Microinjerto in vitro
• Permite hacer germinar semillas que son muy difícil de hacer en condiciones normales. Ejemplo: algunas Orquídeas tienen en los campos unos parásitos obligados y en viveros no se pueden reproducir; se inoculan esos parásitos o in vitro.
• Eliminar la inhibición de germinación de las semillas. El cultivo in vitro es lo más eficaz porque tiene determinados inhibidores y algunos huesos de frutales no son capaces de germinar ya que no tiene desarrollado el embrión.
• Prevención del aborto embrionario como resultado de incompatibilidad. Se da en cruces de interés científico o integranticos, sobre todo en plantas herbáceas. Los cruces incompatibles dan abortos.
• Aplicación en mejora genética para obtener híbridos, para introducir material genético, etc.
• Acortar los ciclos de mejora genética. No hay que esperar que pase el periodo juvenil del árbol para ver resultados.
• Producción de haploides. Cruzamientos o cultivo de polen (anteras). Ventajas:
  
  - Obtención rápida de homocigotos.
  - Producción de híbridos (frutos puros).

Equipo necesario para el cultivo in vitro

- Autoclave
- Cámara de flujo laminar
- Medio de cultivo
- Planta
- Cámara de cultivo

- Autoclave

Es donde se "esteriliza" todo lo que vamos a utilizar: agua, algunos nutrientes, material, etc. No se pueden meter proteínas. Es como una olla a presión, pero de mayor tamaño, donde se controla la presión y la temperatura (hasta 120º).

- Cámara de flujo laminar

Es donde se realizan todas las manipulaciones con la planta. Es un habitáculo con un operario en un ambiente estéril. Se usan rayos ultravioletas para esterilizar el aire.

- Medio de cultivo

Agua y nutrientes (hormonas) en un tubo de ensayo, que se tapa con un tapón. Dependiendo del material que se va a propagar, el tubo se pone vertical o un poco inclinado.

- Planta

El material vegetal de partida puede ser del campo, pero esto conlleva un alto riesgo de enfermedades y contaminación, aunque se lave mucho y bien. Lo más corriente es utilizar brotes que crecen en condiciones controlada para que halla menos infecciones.

- Cámara de cultivo

La cámara de cultivo es una habitación de dimensiones muy variables, en la que se controlan las condiciones de luz, temperatura, humedad, variación día-noche, etc..

Condiciones del cultivo in vitro

• En la cámara de flujo laminar no puede entrar material contaminado. El problema más importante en todo el proceso del cultivo in vitro son las contaminaciones.
• En el autoclave no se pueden meter determinadas sustancias, como vitaminas, antibióticos, ácido giberélico, sacarosa, encimas, extractos vegetales, etc., ni tampoco recipientes que no soporten altas temperaturas.
• El vidrio ha de ser de muy buena calidad para que no suministre a las medias sustancias contaminantes para la planta. Normalmente se prepara el medio y se filtra directamente. El problema es que se absorben en el filtro determinadas sustancias.
• Los reguladores de crecimiento (hormonas) son imprescindibles, ya que sin ellos no se puede hacer el medio de cultivo.
• El pH ideal es 6, pero puede oscilar entre 5,5 y 6,5.
• Se necesita agar y medio sólido 0,6-0,9%.
• El medio de cultivo realmente sólo tiene que llevar agua, fuente de energía (azúcares) y reguladores de crecimiento.
• El medio de cultivo es secreto, y se pueden tardar dos años en prepararlo.
• En la cámara de cultivo se aplican cantidades variables de luz (16-20 horas). También existen plantas que se desarrollan en la oscuridad. Las temperaturas también varían. Lo normal son 22-26ºC, aunque en ocasiones se exigen fríos de 4ºC y también 28-30ºC para plantas tropicales.
• Igualmente, en el éxito de esta técnica de propagación también influyen determinadas características de la planta, como el tipo, genética e incluso el tipo de implante, parte más juvenil o más adulta.
• En cuanto a los recipientes, deben permitir el intercambio de gases, pero evitar la pérdida de agua, lo que provocaría un aumento de la concentración de sales, y por tanto la muerte de la planta. De ahí la importancia del cierre.

Subcultivos o replicado

Cuando sembramos micro estaquillas en cultivo in vitro, no nos interesa que se emitan raíces ni hojas, sino que se produzca una proliferación (crecimiento) para obtener nuevas micro estaquillas. Son lo que se denominan subcultivos.

No se pueden hacer infinitamente ya que se agota el material vegetal; tan sólo se hace 8-10 veces.

Ocurre entonces lo siguiente:

- El medio nutritivo se agota y se seca.
- El material vegetal ocupa todo el tubo.
- Se produce un cambio de olor en el medio (sustancias tóxicas).
- El medio se hace líquido.

Fases del cultivo de meristemos

1. Toma un ápice meristemático (0,2-1 mm).

2. Siembra en el medio del tubo.

3. Fase de proliferación: crecimiento de brotes. Subcultivos.

4. Fase de enraizamiento (cambiar el medio).

5. Primera fase de aclimatación. Es muy importante el que la planta pueda llegar o no al campo. Invernaderos, bolsas de plástico, bandejas de vidrio, etc.

6. Segunda fase de aclimatación. Siempre en invernadero.

7. Plantación en el campo.

Fases del cultivo de embriones

Se utiliza mucho en manzano.

1. Se desinfecta el fruto en alcohol. Se flamea.

2. Se coge el embrión de la semilla.

3. Se inocula en el tubo.

4. A las 1-2 semanas, la planta está más o menos reconocible.

5. Se deja crecer y se pasa por las fases de aclimatación.

Micro propagación

Se parte de una yema, de bráctea o axilar.

Se empieza a desarrollar en el medio de cultivo.

Entre la fase de proliferación y de enraizamiento hay muchos subcultivos (para obtener más plantas).

El número de subcultivos depende del material vegetal.

Ejemplo de micropropagación de Kiwi:

- Se parte de un trozo de tallo.

- Al cabo de 4 semanas se obtiene una yema y crece un brote.

- En la fase de proliferación intentamos obtener gran cantidad de brotes.

- Sacamos microestaquillas del primer brote, haciendo subcultivos cada 6-8 semanas hasta llenar el vidrio.

- Al aumentar la concentración de auxinas se obtienen plantas enraizadas.

- Puede hacerse de forma industrial y la fase de enraizamiento se hace en vivo.

Cultivo de callo in vitro

Se parte de un trozo de hoja o de tallo; bien de una planta madre de maceta o de una planta que viene de cultivo in vitro.

El medio puede ser sólido o líquido.

Se forma entonces una estructura de callo, de la que parten brotes, o también pro embriones, que al unirse forman una estructura similar al embrión.

A partir de entonces se desarrolla normalmente.

Obtención de plantas haploides

Normalmente se trabaja con la antera en su totalidad, no con granos de polen en particular.

De una yema de flor se coge una antera antes de que se abra y se hace un cultivo; bien por embriogénesis u organogénesis.

• Embriogénesis: se forman células (poli embriones).
• Organogénesis: se forma una estructura de callo que puede venir o bien de tejidos de la antera (diploide), o bien del grano de polen (haploide).

METODOLOGIA

En  este proyecto se realiza  la metodología teórica y la práctica.

TEORICA: 

Revisión bibliográfica

Diseño del procedimiento

Etapas para desarrollar el cultivo

Ejecutar cultivo con la planta de fique

PRACTICA:

Corte meristemo del fique

La producción de la planta de fique

La importancia para la agronomía

CRONOGRAMA

TEMAS	SEMANA1	SEMANA2	SEMANA3	SEMANA4	SEMANA5
Revisión bibliográfica	x
Exposición		x
Diseño para la producción de fique		x
Cortes			x
Documento

RESULTADO:

 Lo que  se espera en estés proyecto es presentar un documento que nos permita evidenciar la importancia de realizar cultivos in vitro y la aplicación para poder producir hijuelos de fique a partir de un corte meristematico, sin presencia de contaminantes.

BIBLIOGRAFIA:

BINH, T. L., et al., Rapid propagation of agave by in vitrotissue culture. Plant Cell, Tissue and Organ Culture.  Págs.  67-70, 1990.

Barthelemy R, Dawson J, Lee A (1977) Técnicas para el laboratorio de biología.

Azcón-Bieto, J; Talón, M. 2008. Fundamentos de Fisiología Vegetal. 2 ed. McGraw Hill Interamericana. España. p. 537-556.

Azofeifa, A. 2009. Problemas de oxidación y oscurecimiento de explantes cultivados in vitro. Agronomía Mesoamericana 20:153-175.       

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[1]   Davies R.D. et al, (1980). Proceeding of the Fourth John Innes Symposium the Plant Genoma and Second.

[2] Strasburger, E. (1981) Tratado de Botánica. Editorial Marín

[3] Barthelemy R, Dawson J, Lee A (1977) Técnicas para el laboratorio de biología. Campania

Editorial Continenta

[4] BINH, T. L., et al., Rapid propagation of agave by in vitrotissue culture. Plant Cell, Tissue and Organ Culture.  págs.  67-70, 1990.