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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA.
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA EXPERIMENTAL LIBERTADOR.
INSTITUTO “RAFAEL ALBERTO ESCOBAR LARA...
Elaborada por: Dra. Eva Cabrera Enero 2016
Núcleo de Investigación, Docencia y Extensión en Enseñanza
de la Ciencia y la T...
Es un conjunto de herramientas tecnológicas que hacen
posible el empleo de materiales vivos o partes de ellos con
el fin d...
Es el conjunto de técnicas que
implican o no la manipulación genética
de los organismos,
Con el propósito de producir bien...
 Procesos fermentativos:
preparación del pan,
queso, yogurt y de bebidas
alcohólicas
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El mejoramiento de cultivos y de animales
domésticos (cruzamientos selectivos)
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Durante más de 1...
 Implica la manipulación
deliberada de las moléculas
de DNA.
Biotecnología Moderna
Modificar y/o
transferir genes
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ÁMBITOS DE APLICACIÓN
MÉDICO
• Producción de antibióticos
• Desarrollo de vacunas y
nuevos medicamentos
• Creación de nuev...
La multiplicación vegetativa.
La multiplicación o propagación
vegetativa es posible ya que
cada una de las células de un
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Totipotencia
Es la capacidad que tienen las células
provenientes de cualquier parte de la planta
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Elaborada por: Dra. Eva Cabrera octubre 2014
Elaborada por: Dra. Eva Cabrera octubre 2014
CÉLULA
DIFERENCIADA desdiferenciación
CÉLULA
MERISTEMÁTICA
CÉLULA
DIFERENCIADA
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VIDRIO O PLÁSTICO
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Técnica
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vegetal (explante), órgano,
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•Se pueden obtener plantas libres de enfermedades (bacterias,
hongos, virus).
•Se puede propagar masivamente material vege...
Principales aplicaciones
MICROPROPAGACIÓN
OBTENCIÓN DE
PLANTAS LIBRES
DE VIRUS U
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PATÓGENOS
MEJORAMIENTO
GENÉTICO
CON...
MICROPROPAGACIÓN
 Alto número de plantas de un
genotipo
 Reducción del tiempo de
multiplicación
 Superficie reducida, b...
OBTENCIÓN DE PLANTAS LIBRES
DE VIRUS U OTROS PATÓGENOS
 Aislamiento de meristemos
tratados o no con
termoterapias u otros...
MEJORAMIENTO
GENÉTICO
 Creación de híbridos, en caso de
esterilidad o incompatibilidad de
variedades
 Se puede lograr va...
CONSERVACIÓN DE GERMOPLASMA
 Preservación de recursos fitogenéticos para mantener
la biodiversidad
 Almacenaje de gran n...
Otras aplicaciones
Estudios básicos de: Fisiología, genética y
bioquímica
Bioconversión y producción de compuestos
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Cultivo de órganos: Meristemas o ápices,
microestacas y embriones.
Callos: Células no diferenciadas que conservan el
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MEDIOS NUTRITIVOS
Tipos de envases para el cultivo
Tubos de
ensayo
Capsulas
de petri
Frascos
de vidrio
Botellas de
crecimiento
Envases de
pl...
ETAPAS
• Selección del material vegetal
• Limpieza y desinfección del material vegetal
• Preparación de medios nutritivos
...
Preparación de medios nutritivos
Materiales, sustancias, cristalería
Equipos para lograr la asepsia
Cámara de flujo
laminar
Autoclave
Mecheros
1.Desinfección de explantes
Agua destilada estéril
Detergentes
Hipoclorito
Alcohol etílico
Agua del grifo
ETAPAS
2. Implantación aséptica
3. Respuesta de los explantes
4. Crecimiento y multiplicación
5. Adaptación a condiciones
naturales:
Fase multiplicación
CONDICIONES IN VITRO
GELIFICANTE
(soporte)
AGUA Y
SALES
MINERALES
Reguladores de
crecimiento o
Fitohormonas
SACAROSA COMO
...
6. Adaptación a condiciones
naturales: Fase: Aclimatación
7. Aclimatación a condiciones naturales:
Fase: Invernadero
8. Aclimatación a condiciones
naturales: Fase: Campo
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Clase 1 ctv_ 2016sin tutorial

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Conceptos introductorios en relación a Biotecnología: definición, ámbitos de aplicación. Cultivo de tejidos vegetales in vitro: una biotecnología agrícola. Aplicaciones. Ventajas.

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Clase 1 ctv_ 2016sin tutorial

  1. 1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA. UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA EXPERIMENTAL LIBERTADOR. INSTITUTO “RAFAEL ALBERTO ESCOBAR LARA” SUBDIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN Y POSGRADO Maestría Enseñanza de la Biología NÚCLEO DE INVESTIGACIÓN NIDE-ECYT CULTIVO DE TEJIDOS in vitro DE PLANTAS SUPERIORES Generalidades Dra. Eva Cabrera MgSc.Virginia Rengifo Maracay, Mayo 2016
  2. 2. Elaborada por: Dra. Eva Cabrera Enero 2016 Núcleo de Investigación, Docencia y Extensión en Enseñanza de la Ciencia y la Tecnología. (NIDE-ECYT) Profesoras del curso: Eva Cabrera de Reyes Virginia Rengifo Vivas https://padlet.com/ecare2855/og1on42sizm7
  3. 3. Es un conjunto de herramientas tecnológicas que hacen posible el empleo de materiales vivos o partes de ellos con el fin de obtener productos o servicios útiles Materia prima BIOPROCES O Producto útil Por ejemplo Leche Microorganismo u otro organismo vivo Lactobacilus yogurt Biotecnología
  4. 4. Es el conjunto de técnicas que implican o no la manipulación genética de los organismos, Con el propósito de producir bienes o servicios. Se utilizan organismos vivos, (incluyendo al hombre), parte de esos organismos (células, genomas, genes) o sus productos (enzimas, proteínas y metabolitos secundarios), lo que trae como consecuencia un avance científico que tiene una aplicación práctica en el campo agrícola, farmacéutico, veterinario, alimenticio, ecológico, industrial, etc. Biotecnología
  5. 5.  Procesos fermentativos: preparación del pan, queso, yogurt y de bebidas alcohólicas Biotecnología Tradicional: Elaborada por: Dra. Eva Cabrera octubre 2014
  6. 6. El mejoramiento de cultivos y de animales domésticos (cruzamientos selectivos) Biotecnología Tradicional: Durante más de 10.000 años el hombre ha utilizado el mejoramiento para domesticar animales y plantas, seleccionando aquellos cultivos de mayor o más rápido crecimiento, semillas más fuertes o frutos más dulces Elaborada por: Dra. Eva Cabrera octubre 2014
  7. 7.  Implica la manipulación deliberada de las moléculas de DNA. Biotecnología Moderna Modificar y/o transferir genes seleccionados individuales de un organismo a otro, o “ingeniería genética” Elaborada por: Dra. Eva Cabrera octubre 2014
  8. 8. ÁMBITOS DE APLICACIÓN MÉDICO • Producción de antibióticos • Desarrollo de vacunas y nuevos medicamentos • Creación de nuevas formas de diagnóstico • Terapias génicas INDUSTRIAL • Uso de enzimas como catalizadores • Plásticos biodegradables • Biocombustibles. AGRÍCOLA/PECUARIO • Mejoramiento especies animales o vegetales mediante transgénesis: resistentes a enfermedades, plagas o factores ambientales. • Control biológico de plagas • Biofertilizantes. Biocidas AMBIENTAL • Uso de microorganismos o sus productos para degradar contaminantes ambientales • Crianza de especies acuáticas con técnicas de mejoramiento genético de avanzada Elaborada por: Dra. Eva Cabrera octubre 2014
  9. 9. La multiplicación vegetativa. La multiplicación o propagación vegetativa es posible ya que cada una de las células de un vegetal, posee la capacidad de multiplicarse, diferenciarse y generar un nuevo individuo idéntico al original. A esta característica se la denomina totipotencialidad.
  10. 10. Totipotencia Es la capacidad que tienen las células provenientes de cualquier parte de la planta y dadas las condiciones apropiadas, de poder desarrollarse en una planta completa
  11. 11. Elaborada por: Dra. Eva Cabrera octubre 2014
  12. 12. Elaborada por: Dra. Eva Cabrera octubre 2014
  13. 13. CÉLULA DIFERENCIADA desdiferenciación CÉLULA MERISTEMÁTICA CÉLULA DIFERENCIADA CÉLULAS EN DIVISIÓN CALLO OBTENCIÓN «IN VITRO» DE TEJIDOS DE PLANTAS Tejido donante (hoja, tallo, raíz, etc.) Influencia hormonal rediferenciación
  14. 14. CULTIVO ASÉPTICO RECIPIENTES DE VIDRIO O PLÁSTICO MULTIPLICACIÓN VEGETATIVA O ASEXUAL abarca mediante implica se cultiva en CÉLULAS TEJIDOS CONTROL DE PROCESOS MORFOGÉNICOS ÓRGANOS INÓCULO O EXPLANTE MEDIO NUTRITIVO PRODUCCIÓN DE CLONES COPIAS GENÉTICAMENTE IDÉNTICAS en un FRAGMENTO DE HOJA, TALLO, YEMA, RAÍZ TEJIDO MERISTEMÁTICO (Conjunto de células no diferenciadas) Se inicia en Ápices de tallos y raíces, axilas de hojas, cambium de tallos, márgenes de hojas, callos Bajo la influencia de LUZ, TEMPERATURA, HORMONAS, OTROS SE DIFERENCIAN EN HOJAS, TALLOS, RAÍCES Y OTROS ÓRGANOS Y TEJIDOS. POTENCIALIDAD DE DIFERENCIACIÓN Cultivo de Tejidos Vegetales in vitro
  15. 15. Técnica Tomar una sección de tejido vegetal (explante), órgano, células aisladas y desinfectarlo Se implanta asépticamente en un medio nutritivo adecuado Sales minerales, vitaminas, aminoácidos y azúcares, complementando con fito- hormonas necesarias para dirigir la formación de las plántulas. Respuesta morfogénica Obtención de una planta completa
  16. 16. •Se pueden obtener plantas libres de enfermedades (bacterias, hongos, virus). •Se puede propagar masivamente material vegetal en cualquier época del año y en poco 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 pequeña superficie. •Permite conservar material biológico por periodos de tiempo prolongados. • Se pueden incluir aspectos de fitomejoramiento. Ventajas
  17. 17. Principales aplicaciones MICROPROPAGACIÓN OBTENCIÓN DE PLANTAS LIBRES DE VIRUS U OTROS PATÓGENOS MEJORAMIENTO GENÉTICO CONSERVACIÓN DE GERMOPLASMA
  18. 18. MICROPROPAGACIÓN  Alto número de plantas de un genotipo  Reducción del tiempo de multiplicación  Superficie reducida, bajos costos por planta  Mayor control sanitario  Mayor facilidad de transporte  Posibilidad de multiplicar una variedad donde existan pocos ejemplares  Menor riesgos de variantes fenotípicas o genotípicas.  VENTAJAS
  19. 19. OBTENCIÓN DE PLANTAS LIBRES DE VIRUS U OTROS PATÓGENOS  Aislamiento de meristemos tratados o no con termoterapias u otros métodos.  Pequeñas dimensiones  Verificación de ausencia de patogenicidad: Ej. test Elisa  Previsión de contaminación antes, durante y después.
  20. 20. MEJORAMIENTO GENÉTICO  Creación de híbridos, en caso de esterilidad o incompatibilidad de variedades  Se puede lograr variabilidad natural mediante callogénesis, cultivo de células o cultivo de protoplastos.  Se pueden o no usar técnicas de ingeniería genética  La regeneración se hace vía: embriogénesis somática u organogénesis.
  21. 21. CONSERVACIÓN DE GERMOPLASMA  Preservación de recursos fitogenéticos para mantener la biodiversidad  Almacenaje de gran número de clones en espacios reducidos  Germoplasma libre de patógenos  Costos de mantenimiento menores En los bancos de germoplasma se almacena el genoma de especies vegetales en forma de semillas y otros materiales para garantizar su conservación. Se trata de copias de seguridad para el conjunto de las plantas de un determinado rublo o región "
  22. 22. Otras aplicaciones Estudios básicos de: Fisiología, genética y bioquímica Bioconversión y producción de compuestos útiles. E.j Biocombustibles Incremento de variabilidad genética. Roca y Mroginski (1993)
  23. 23. Cultivo de órganos: Meristemas o ápices, microestacas y embriones. Callos: Células no diferenciadas que conservan el poder de dividirse (Células meristemáticas- embriogénicas) Suspensiones celulares: Células libres o microagregados de células, en medio líquidos y en movimiento. Cultivo de protoplastos: Células sin pared pectocelulósica , Contenido celular rodeado de membrana Cultivo de anteras: Anteras enteras con polen inmaduro, forman embriones y callos en medios de regeneración, producen plantas haploides. Tipos de propagación in vitro
  24. 24. Factores que intervienen en el cultivo de tejidos El inóculo o explante • Fragmento de vegetal utilizado para la regeneración de plantas completas. Pueden ser: • Órganos • Tejidos o fragmentos • Células • Deben provenir de material joven, sano y vigoroso. Factores físicos • pH 4,5-7 • Intercambio gaseoso • Humedad:70-100 % • Intensidad y tipo de luz: artificial o natural:900W/m2 • 400-700 nanómetros Factores químicos • Medio nutritivo: mezcla de sustancias sobre la que crecen los explantes o inóculos. • Estimula la diferenciación • Mantiene la variabilidad • Guía el crecimiento
  25. 25. E X P L A N T E S ORIGEN
  26. 26. RESPUESTAS MORFOGÉNICAS
  27. 27. Productos intermedios
  28. 28. COMPONENTES DE LOS MEDIOS NUTRITIVOS REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES EN CONDICIONES NATURALES CONDICIONES IN VITRO GELIFICANT E (soporte) AGUA Y SALES MINERALES PRODUCE HORMONAS Y VITAMINAS PARA REGULAR LOS PROCESOS DE CRECIMIENT O REGULADORES DE CRECIMIENTO O FITOHORMONAS SACAROSA COMO FUENTE DE CARBONO ALTA HUMEDAD TEMPERATURA E ILUMINACIÓN VARIABLES ILUMINACIÓN Y TEMPERATUR A CONTROLADA Baja actividad fotosintética Raíces y estomas poco operativos Mayor riesgo de contaminación bacteriana y fúngica
  29. 29. MEDIOS NUTRITIVOS
  30. 30. Tipos de envases para el cultivo Tubos de ensayo Capsulas de petri Frascos de vidrio Botellas de crecimiento Envases de plástico
  31. 31. ETAPAS • Selección del material vegetal • Limpieza y desinfección del material vegetal • Preparación de medios nutritivos • Esterilización de medios e instrumental • Desinfección y organización de superficies de trabajo • Implantación aséptica de los explantes • Control y evaluación de la respuesta del material implantado • Aclimatación y adaptación progresiva a condiciones naturales en laboratorio e invernadero • Traslado a vivero o campo
  32. 32. Preparación de medios nutritivos
  33. 33. Materiales, sustancias, cristalería
  34. 34. Equipos para lograr la asepsia Cámara de flujo laminar Autoclave Mecheros
  35. 35. 1.Desinfección de explantes Agua destilada estéril Detergentes Hipoclorito Alcohol etílico Agua del grifo ETAPAS
  36. 36. 2. Implantación aséptica
  37. 37. 3. Respuesta de los explantes
  38. 38. 4. Crecimiento y multiplicación
  39. 39. 5. Adaptación a condiciones naturales: Fase multiplicación
  40. 40. CONDICIONES IN VITRO GELIFICANTE (soporte) AGUA Y SALES MINERALES Reguladores de crecimiento o Fitohormonas SACAROSA COMO FUENTE DE CARBONO Alta humedad Iluminación y temperatura controlada Baja actividad fotosintética Raíces y estomas poco operativos Mayor riesgo de contaminación bacteriana y fúngica
  41. 41. 6. Adaptación a condiciones naturales: Fase: Aclimatación
  42. 42. 7. Aclimatación a condiciones naturales: Fase: Invernadero
  43. 43. 8. Aclimatación a condiciones naturales: Fase: Campo

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