ES2140471T5 - Mejoras en la embriogenesis somatica. - Google Patents
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Abstract
CULTIVOS EN SUSPENSION DE EMBRIONES SOMATICOS Y CULTIVOS EN SUSPENSION DE MASAS PROEMBRIOGENICAS (PEMS), COMPRENDIENDO EMBRIONES SOMATICOS Y PEMS QUE TIENEN NIVELES PLOIDICA Y SUSTANCIALMENTE SIMILARES, PLANTAS DERIVADAS DE LOS MISMOS, Y METODOS PARA OBTENER TALES EMBRIONES SOMATICOS.
Description
Mejoras en la embriogénesis somática.
La presente invención se relaciona con métodos de
embriogénesis somática mejorados, adecuados para regenerar plantas
enteras a partir de cultivos de tejido y, de manera más específica,
se relaciona con métodos mejorados para la obtención de embriones
somáticos por medio de embriogénesis somática utilizando medios
líquidos per se.
La comercialización de un proceso para hacer un
uso efectivo de la embriogénesis somática se considera deseable y
económicamente más atractivo que, por ejemplo, la clonación
organogénica debido al potencial de rendimientos superiores de
plantas durante intervalos de tiempo comparativamente cortos.
Se sabe que ciertas células vegetales tienen el
potencial de diferenciarse en plantas enteras cuando se cultivan en
medios de cultivo de tejido vegetal apropiados. Normalmente, tales
medios comprenden sales inorgánicas, una fuente de carbono tal como
sacarosa, inositol, tiamina y similares. Ejemplos de medios de
cultivo para tejido vegetal utilizados generalmente son aquellos de
Murashige y Skoog (medio MS), Lindsmaier y Skoog, Gamborg (medio B5)
y similares.
La composición de tales medios de cultivo para
tejido vegetal se puede modificar para optimizar el crecimiento de
la célula vegetal particular utilizada. Casi todas las células
vegetales requieren hormonas vegetales, por ejemplo, auxinas o
compuestos parecidos a las auxinas, tales como ácido indolacético,
ácido indolbutírico, ácido naftalenacético o 2,4-D
y/o una citocinina tal como benciladenina, zeatina, cinetina y
similares. Con el fin de asegurar un crecimiento óptimo también
puede ser ventajoso agregar vitaminas tales como ácido nicotínico,
piridoxina y otros componentes tales como leche de coco,
hidrolizados de caseína y similares.
En el pasado, la formación de embriones somáticos
verdaderos ha requerido el uso de material de callo, el cual
comprende conglomerados no diferenciados de células que tienen
vacuolas muy grandes y más pequeñas, células redondas que tienen
vacuolas más pequeñas, como el material de fase de crecimiento
primario a partir del cual se pueden derivar después los embriones
somáticos. Sin embargo, el uso de tal material como material de
partida en la embriogénesis somática tiene muchos inconvenientes y
ha demostrado ser de un uso limitado en la obtención de grandes
cantidades de plantas que tienen un fenotipo sustancialmente similar
y/o que son sustancialmente uniformes con respecto al nivel de
ploidía. Las plantas que se originan de callo tienen una tendencia a
mostrar variación somaclonal y/o falta de uniformidad con respecto
al nivel de ploidía [(Chaleff R.S. (1983) Science
219:676-682; Larkin P.J. (1987) Iowa State Journal
of Research 61(4):393-434; De Klerk
G-J (1990) Acta Bot. Neerl.
39(2):129-144; Karp A. & Bright S.W.J.
(1985) Oxford Surveys of Plant Molecular & Cell Biology
2:199-234; Custers J.B.M. et al (1990) Acta Bot.
Neerl. 39(2):153-161 (cucumis sativos
L.); Kysely W. et al (1987) Plant cell Repports
6:305-308 (pisum sativum L.); Ezura H. (1992)
Plant Science 85:209-213 (cucumis melo); y
Kiviharju E. et al (1992) Plant Cell, Tissue, and Organ Culture
28:187-194 (Cyclamen persicum Mill)].
Ejemplos conocidos de solicitudes de patente
hacen uso del material de callo en la embriogénesis somática. Un
ejemplo, la WO 90/01058 de Plant Genetic Inc. describe el uso de
material de callo para adquirir embriones somáticos al tiempo que
investiga el efecto del uso de una amplia gama de auxinas
sintéticas. El material de callo se forma o se hace crecer a partir
de material de explante adecuado durante muchas semanas de cultivo
y/o subcultivo en medios sólidos. Después se inicia la embriogénesis
somática mediante la transferencia de tejido de callo a un medio que
contiene una hormona vegetal tal como 2,4-D o un
análogo de la misma. No se hace mención acerca del nivel de ploidía
de los embriones somáticos, o del nivel de ploidía de las plantas
obtenidas. Aunque el uso de material de callo en la embriogénesis
somática puede ser útil para obtener plantas en las cuales la
obtención de variantes somaclonales puede ser interesante para
enriquecer un depósito genético disponible, es de poca utilidad para
los comerciantes o criadores de semillas quienes simplemente desean
obtener números comerciales de plantas que tengan sustancialmente
todas ellas el mismo genotipo.
Durzan y Gupta (en: "Biotechnology and
Agriculture", ed. A. Mizrahi, 1988, Alan R. Liestre, New York, pp
53-81) informan de la embriogénesis somática y de la
poliembriogénesis en coníferas, implicando a masas suspensoras de
embriones (ESMs).
Se sabe que las líneas de células de zanahoria
han sido clonadas a partir de micro-racimos
compuestos de células meristemáticas y estudiadas respecto a su
capacidad para producir embriones. (P.Coutos - Thevenot et al, Plant
Cell Reports (1990) 8:605-608).
Los autores informan del uso de una suspensión de
células inicial a partir de hipocótilos de zanahoria común (cepas
S1) en un medio de cultivo de tejido vegetal constituido por la
auxina 2,4-D, aislamiento de los racimos de células
por filtración, resuspensión de los racimos celulares en medios de
cultivo de tejido vegetal que comprenden 2,4-D para
incrementar la densidad de población de los racimos, transferencia
de las colonias celulares desde los racimos aislados a una placa
Petri que comprende medio de cultivo de tejido vegetal sólido que
contiene 2,4-D y bacto-agar al 1%
para inducir la formación de colonias celulares y deposición de las
mismas en un segundo medio sólido que contiene 2,4-D
y bacto-agar al 1% alrededor de un callo de cepa
nutriente S1, disociación de cada colonia de células en medio de
cultivo de tejido vegetal que contiene 2,4-D y
subcultivo de los cultivos así obtenidos en medio de cultivo de
tejido vegetal que contiene 2,4-D. El posterior
análisis de las líneas celulares obtenidas de acuerdo con este
proceso revela que 13 de 40 líneas celulares eran embriogénicas,
pero la mayor parte de estas líneas pierden su potencial
embriogénico con el tiempo. Solo una línea celular tenía un
potencial embriogénico constante durante un período más largo. De
acuerdo con el análisis por citometría de flujo esta última línea
era diploide.
La presente invención proporciona un método para
obtener embriones somáticos en cultivo en suspensión que es
técnicamente sencillo. Entre otras cosas, no requiere la deposición
de líneas celulares alrededor de un callo nutriente. El método de la
invención permite en consecuencia la producción de embriones
somáticos a escala comercial. Los embriones somáticos de acuerdo con
la invención pueden ser usados para proporcionar cantidades
comerciales de plantas que tienen sustancialmente el mismo
genotipo.
Hasta ahora, la embriogénesis somática ha sido
considerada como una herramienta potencialmente poderosa en la
obtención de plantas; sin embargo, la imposibilidad de utilizar la
embriogénesis somática a partir de material de callo ha impedido la
explotación con éxito de dicha tecnología.
Ahora se ha encontrado de manera sorprendente que
se pueden obtener cantidades comerciales de verdaderos embriones
somáticos a través del uso de técnicas de cultivo líquido per
se y sin necesidad de utilizar medios sólidos y/o tejido de
callo. También se ha encontrado que es posible incrementar la
biomasa de PEM en medios líquidos y por lo tanto la capacidad para
producir embriones somáticos en cantidades comerciales a partir de
la misma. Usando tales técnicas de cultivo líquido se evita la
necesidad de utilizar pasos de cultivo con callo/subcultivo con
callo y se proporciona, por primera vez, un medio para obtener
poblaciones de embriones somáticos que son uniformes con respecto al
nivel de ploidía.
La presente invención proporciona un método para
obtener embriones somáticos por vía de embriogénesis el cual reduce
de manera sustancial o elimina el riesgo de obtener variantes
somaclonales.
La invención proporciona un medio más fiable para
obtener embriones somáticos verdaderos en cantidades comerciales a
partir de material de explante el cual no se basa en el uso de
tejido de callo y/o uso de medios sólidos como elementos esenciales
de dichos medios.
Estos y otros objetos de la invención serán
evidentes a partir de la lectura de la siguiente descripción y
ejemplos.
La invención proporciona un método de obtención
de embriones somáticos en suspensión (cultivo) de acuerdo con la
reivindicación 1.
El material de explante usado puede ser de
especies de plantas dicotiledóneas o monocotiledóneas. De manera
preferible, el material de explante se deriva de una especie de
planta dicotiledónea. Habitualmente, los embriones somáticos se
derivan de masas pro-embriogénicas (PEMs), cuyas
estructuras son morfológicamente diferentes del material de callo y
que también se conocen como grupos meristemáticos. Las PEMs tienen
el mismo nivel de ploidía o niveles de ploidía que el material de
explante del cual se derivan. Por lo tanto, cuando el material de
explante que comprende células diploides y tetraploides se toma de
una planta diploide, las PEMs diploides y tetraploides resultantes
del mismo pueden ser separadas por tamizado, clasificación celular o
similar antes de cultivo adicional en medio líquido.
Las PEMs comprenden tejido vegetal de crecimiento
sustancialmente diferenciado y pueden ser consideradas como
precursores de embriones somáticos verdaderos. Bajo el microscopio
óptico (aumento de x40 a x100), las PEMs aparecen como conglomerados
de pequeñas células redondas, ricas en citoplasma, que comprenden
vacuolas pequeñas. Como tales, las PEMs de la presente invención se
pueden considerar como sustancialmente idénticas en términos
genéticos respecto a las células parentales de las plantas de las
cuales se derivan y finalmente dan lugar a verdaderos embriones
somáticos, cuyos embriones son reconocibles por ser bipolares, es
decir, tener la capacidad de dar lugar a raíces y brotes a partir de
tejidos meristemáticos de raíz y brote. Por lo tanto, un embrión
somático verdadero viable también es uno que puede dar lugar a por
lo menos una plántula que es idéntica, hablando genéticamente, al
material de explante progenitor celular del cual se deriva, cuando
se somete a tratamientos adicionales apropiados como los usados
normalmente en la técnica.
El material de tejido vegetal adecuado para su
uso en el método de la invención es material de explante el cual se
puede obtener a partir de cualquier órgano vegetal o parte del
mismo, u otro tejido vegetal diferenciado de manera adecuada, por
ejemplo protoplastos. Tal tejido se puede seleccionar del grupo que
comprende el tallo, hojas, pétalos, sección del hipocótilo,
meristema apical, o varios, embrión zigótico per se,
tubérculo, haz vascular, periciclo, filamento antérico y similares.
De manera alternativa, un material de explante adecuado puede ser el
embrión somático per se. El tejido vegetal se puede tomar de
cualquier especie vegetal de interés e incluye tejido vegetal
seleccionado de plantas monocotiledóneas o dicotiledóneas. Una
selección de tipos de plantas de interés se puede encontrar en the
Handbook for Seedling Evaluation, J.Bekendam and R. Grob, ISTA,
Zurich, Suiza 1979, en las páginas 28-29 y
ejemplificados además en el índice, páginas
122-126, incorporado en la presente como referencia.
Los tipos de plantas preferidas incluyen aquellas seleccionadas del
grupo que comprenden Cyclamen o Ciclamino, Cucurbitáceas,
Lycopersicons, de manera preferible Tomates de mesa o comestibles,
Alliums, Begonias, Betas, Primulas, Brassicas,
Capsicums, Cichoriums, Gerberas, Impatients, Lactucas,
Oryzas, Pelargoniums, Petunias, Violas, y Zeas. De manera más
preferida son los tipos de plantas seleccionados del grupo que
comprende Cyclamens, o Ciclamino, Cucurbits o Cucurbitáceas, Betas
tales como Beta vulgaris (remolachas), Brassicas tales como
B. oleracea o B. napus, Violas, Pelargoniums y
Capsicums.
El medio de cultivo de tejido vegetal líquido
adecuado para su uso en el método de la invención puede ser
cualquier medio de cultivo de tejido vegetal líquido que sea
adecuado para inducir y/o promover la embriogénesis. Ejemplos de
medios básicos utilizados comúnmente en la técnica incluyen el medio
B5 de Gamborg (B5), el medio de Murashige y Skoog (MS) y variantes
de los mismos.
La presente invención contempla la adición de una
cantidad suficiente de auxina capaz de inducir la formación de PEM
al medio de cultivo líquido adecuado que contiene el explante u otro
material de partida adecuado en una fase de inducción inicial, y,
después de tal fase de inducción inicial, el uso de otro medio de
cultivo líquido adecuado capaz de promover el crecimiento y
multiplicación de PEM, en el cual la concentración o concentraciones
de auxinas son reconstituidas a intervalos adecuados. En
consecuencia, es ventajoso controlar la concentración de auxina en
el transcurso del tiempo utilizado, por ejemplo, técnicas de HPLC
convencionales conocidas para asegurar que la etapa de desarrollo de
la suspensión se fije en el nivel PEM. También es importante no
agregar demasiadas auxinas al medio de cultivo de tejido vegetal
para evitar posibles efectos tóxicos secundarios de las auxinas pero
manteniendo las PEMs en un estado viable.
El medio de cultivo de tejido vegetal líquido
para el crecimiento y multiplicación de PEM puede ser un medio de
cultivo de tejido vegetal de fase de inducción inicial en el cual la
concentración de auxina y/u otros componentes esenciales simplemente
se reponen a intervalos adecuados, de modo que puedan tener lugar
las fases de inducción y promoción de la embriogénesis somática; el
medio de fase de inducción inicial también puede ser sustituido por
medio de cultivo de tejido vegetal fresco que contenga las
concentraciones de auxinas apropiadas a intervalos adecuados, con lo
que el medio de cultivo de tejido vegetal líquido puede ser igual o
diferente al medio de cultivo de tejido vegetal líquido apropiado,
pero diferente, utilizado inicialmente. Por lo tanto, se puede
apreciar que el medio o tipos de medios de cultivo de tejido vegetal
reales utilizados no es crítico para la invención, con la condición
de que sean líquidos y capaces de ser utilizados para la inducción
y/o promoción de formación PEM en presencia de la concentración de
auxina apropiada.
También se puede apreciar fácilmente que la
concentración necesaria de auxina variará de una a otra especie
vegetal y puede variar de una a otra variedad vegetal. El tipo y
concentración de auxina que proporciona los resultados óptimos para
una variedad dada, se puede determinar por pruebas convencionales.
Dependiendo de la variedad vegetal, puede ser ventajoso utilizar una
mezcla de auxinas. Ejemplos de auxinas y compuestos de tipo auxina
adecuados para su uso en el método de la invención incluyen ácido
indolacético, ácido indolbutírico, ácido naftalenacético y mezclas
de los mismos. El nivel de auxina se mantiene de modo que la
concentración promueva el crecimiento y formación de PEMs.
Con preferencia, la concentración de auxina se
mantiene en 0,1 mg/l a 30 mg/l aproximadamente, dependiendo del
número de PEM o biomasa de las especies vegetales de interés. Una
mezcla adecuada de auxinas puede incluir NAA y 2,4-D
en concentraciones apropiadas. La concentración de auxina efectiva
de ácido naftalenacético (NAA) generalmente se encuentra en el
intervalo de 0-20 mg/l aproximadamente y la de
2,4-D en el intervalo de 0,1 mg/l hasta 10 mg/l
aproximadamente, dependiendo de las especies vegetales de interés.
Por ejemplo, las PEMs de cyclamen o ciclamino no requieren la
presencia de NAA, pero requieren la presencia de
2,4-D en una concentración inicial de
5-10 mg/l aproximadamente; se ha encontrado que las
PEMs de lycopersicon requieren NAA en una concentración inicial de
20 mg/l y de 2,4-D en una concentración inicial de 1
mg/l.
Dependiendo de la variedad vegetal y del medio de
cultivo de tejido vegetal utilizado, puede ser ventajoso agregar una
cantidad no fitotóxica de citocinina al medio que contiene auxina
para facilitar la captación de auxina.
Los pasos i) y ii) de la reivindicación 1 se
pueden llevar a cabo, por ejemplo, como sigue:
Se coloca material de explante en un medio
líquido adecuado, tal como el medio B5 o el medio MS que contiene
una auxina o una mezcla de auxina a una concentración de 0,1 mg/l a
30 mg/l aproximadamente, dependiendo de las especies de interés, y
la cual es efectiva para inducir la formación de PEM. El material de
explante se cultiva a una densidad adecuada de 0,01 gramos de peso
fresco/litro a 100 gramo de peso fresco/litro de cultivo
aproximadamente, con preferencia de 1 gramo de peso
fresco/litro a 10 gramos de peso fresco/litro aproximadamente para
un período de tiempo medido en semanas, tiempo durante el cual
aparecen las PEMs. El período de tiempo puede encontrarse entre 2
semanas y 14 semanas o más aproximadamente, de manera típica entre 4
semanas y 8 semanas aproximadamente, dependiendo de las especies
vegetales de interés. Generalmente, las PEMs obtenidasse separan del
cultivo de material de explante inicial, por ejemplo, a través de
dilución del medio o reemplazo del medio y cultivo adicional en el
mismo o en un medio líquido reciente similar.
Las PEM obtenidas son capaces de entrar en una
fase de crecimiento o multiplicación inmediatamente bajo las
condiciones ambientales iguales o similares a las requeridas para la
inducción de formación de PEM. Por conveniencia, esta fase se
refiere como fase de multiplicación en la presente invención, puesto
que se incrementa de forma controlada el número de PEM o la biomasa
de PEM y se observa que crecen.
Después de observar la inducción de formación de
PEM, el medio de cultivo de tejido vegetal líquido se controla de
modo que se mantiene la concentración de auxina a un nivel
suficiente para promover el crecimiento y multiplicación de PEM sin
desarrollo significativo de PEM. La fase de multiplicación puede
involucrar el subcultivo a diluciones regulares del medio de cultivo
de tejido vegetal líquido seleccionado de modo que los niveles de
auxina se controlen a un nivel suficiente para promover la
multiplicación de PEM durante un intervalo de tiempo adecuado. De
manera alternativa, las PEMs se pueden separar del cultivo de
material de explante inicial y se colocan en un medio de cultivo de
tejido vegetal que contiene auxina y simplemente se permite que se
multipliquen hasta una biomasa de PEM deseada mediante la
utilización de un sistema de cultivo de alimentación por lotes o
continua. Normalmente, esto involucra mantener la concentración de
auxina por encima del nivel de 0,1 mg/l aproximadamente durante un
período de tiempo. El período de tiempo para la fase de
multiplicación se puede medir en años, dependiendo de cuantas PEMs
se requieren para convertirlas en embriones somáticos verdaderos;
sin embargo, a menudo la fase de multiplicación se mide en meses o
semanas, tal como entre 2 y 30 semanas aproximadamente, dependiendo
de la cantidad de biomasa PEM requerida. Una vez en la fase de
multiplicación, las PEMs se pueden recoger en cualquier momento para
su colocación en un medio de cultivo de tejido vegetal
sustancialmente exento de auxina en el que pueden ser procesadas
para desarrollarse en embriones somáticos verdaderos. Esto puede
involucrar la separación por tamizado como se describe en la
presente, es decir, la selección de fracciones de PEM de un cierto
tamaño que pueden pasar a través de tamices de dimensiones adecuadas
(por ejemplo, un tamiz con un tamaño de poro de 150 \mum) pero que
quedan retenidas en un tamiz de dimensiones más pequeñas (por
ejemplo, un tamiz con un tamaño de poro de 100 mm).
De manera ventajosa, la formación y
multiplicación de PEM es influida por la adición de una fuente de
energía de carbono adecuada, de manera conveniente un carbohidrato
soluble tal como sacarosa, glucosa o rafinosa, al medio de cultivo
de tejido vegetal líquido.
Las concentraciones típicas de carbohidratos se
encuentran en el intervalo de 15 g/l a 90 g/l, de manera preferible
de 20 g/l a 60 g/l del medio de cultivo de tejido vegetal.
La fase de multiplicación se puede efectuar en
matraces o en un biorreactor. Los biorreactores son conocidos en la
técnica de cultivo de suspensiones celulares para la producción de
metabolitos celulares secundarios; sin embargo, el uso de
biorreactores para el cultivo de PEM no ha sido descrito hasta la
fecha. Se ha encontrado que los biorreactores pueden ser útiles en
la producción de cantidades muy grandes de PEMs en intervalos de
tiempo relativamente cortos.
Por conveniencia, los volúmenes de células
empacadas procedentes de cultivos en suspensión de PEM se inoculan
en un medio adecuado que contiene una cantidad suficiente de una
fuente de energía de carbono adecuada tal como, por ejemplo,
sacarosa, glucosa y rafinosa entre 15 g/l y 90 g/l o más
aproximadamente, de manera preferible entre 20 g/l y 60 g/l
aproximadamente, dependiendo de las especies de interés de PEM, en
un biorreactor adecuado. Preil W. y Beck A. [(1991) Acta
Horticulturae 289, Plant Technology: 179-192]
describen la embriogénesis somática en biorreactores utilizando
vibromezcladores; sin embargo, no hay indicación en ese estudio de
que se lleve a cabo la formación y multiplicación de PEM previas al
desarrollo de PEMs a embriones somáticos. Se ha encontrado que el
uso de vibromezcladores en biorreactores en cultivos en suspensión
de PEM incrementa de manera significativa la duración de vida de las
PEMs en el tiempo, ayuda a incrementar la biomasa de PEM, reduce la
pérdida de biomasa de PEM y evita la aglomeración de PEMs. Un
vibromezclador equipado con una placa mezcladora perforada o disco
de agitación (suministrado por Applikon BV, Los Países Bajos y
Chemap AG, Suiza, respectivamente) situado en un plano fijo en un
biorreactor y dejando que vibre sustancialmente en ese plano fijo,
se ha traducido en la mezcla o agitación de los cultivos en
suspensión de PEM sin pérdida significativa en la biomasa de
PEM.
De manera preferible, el vibromezclador se hace
vibrar en un plano sustancialmente vertical. Una frecuencia de
operación típica de un vibromezclador para su uso en el método de la
invención es de 50 Hz; la amplitud de manera conveniente está en el
orden de \pm6 mm o menos. Una vez que se alcanza la biomasa de PEM
que es capaz de dar lugar al número deseado de embriones somáticos,
las PEMs se pueden poner en contacto con un medio de cultivo de
tejido vegetal líquido sustancialmente exento de auxina en el cual
sean capaces de desarrollarse a embriones somáticos.
De manera ventajosa se airea la suspensión de
PEM. Esto se puede efectuar de una manera conocida per se.
Cuando se utiliza un vibromezclador, el aire puede ser por ejemplo
rociado en el reactor vibromezclador utilizando un dispositivo de
rociado poroso.
Se deduce de lo anterior y de los ejemplos que
las condiciones óptimas para los diversos parámetros tales como el
tipo y concentración de las auxinas, la presencia de una citocinina,
la fuente de energía (carbohidratos), la frecuencia de agitación o
vibración, el suministro de oxígeno y la intensidad y longitud de
onda de la luz variarán dependiendo del material vegetal utilizado.
Tales condiciones óptimas se pueden determinar utilizando pruebas
convencionales (como se ilustra en los ejemplos).
Los pasos subsecuentes iii) y iv) del método para
obtener embriones somáticos de acuerdo con la invención, se pueden
llevar a cabo como sigue:
Se puede lograr la promoción del desarrollo de
PEM a embriones somáticos colocando las PEMs en un medio de cultivo
de tejido vegetal exento de auxina. Las PEMs viables son capaces de
desarrollarse a embriones somáticos. Antes de la transferencia en un
medio exento de auxina, las PEMs se tamizan de manera ventajosa, por
ejemplo, a través de una malla de nylon, para seleccionar la
fracción de tamaño de PEM que genere de manera más eficiente los
embriones somáticos deseados. Un contenido demasiado elevado en PEMs
no viables inhibirá la formación de embriones somáticos. En general,
es deseable utilizar PEMs que comprenden por lo menos 5%, de manera
preferible por lo menos 10%, de manera más preferible por lo menos
15% de PEMs viables. La fracción de tamaño óptimo se puede
determinar por pruebas de tamizado convencionales.
Las PEMs de un tamaño seleccionado se pueden
recoger, por ejemplo, por tamizado u otro medio de clasificación por
tamaños de la técnica. Los expertos en el tema apreciarán que el
tamaño de las PEMs dimensionadas de manera deseable (por ejemplo, la
fracción de PEM que tiene un contenido elevado en PEMs viables)
variará de una especie a otra como se detalla en la presente.
Una fracción tamizada de PEMs es una que se
obtiene pasando las PEMs a través de un medio de filtración tal como
mallas de red de tamaño de poro conocido, por ejemplo, una malla de
nylon, con el fin de obtener PEMs dentro de un intervalo de tamaños
dado. Las PEMs pueden ser de cualquier tamaño de hasta 1 mm de
diámetro aproximadamente, dependiendo de la especie vegetal; sin
embargo, los agregados de PEMs pueden ser de hasta 5 mm de diámetro.
En términos generales, el tamaño deseable de las PEMs individuales
es del orden de\mum. Se ha encontrado que el tamaño de las PEMs es
crítico para la obtención de embriones somáticos individuales
derivados de las mismas. De manera preferible, una fracción de PEM
recogida es aquella en la que cada PEM de la misma es capaz de dar
lugar a un embrión somático bajo condiciones apropiadas. De manera
natural, el tamaño de las fracciones de PEMs tamizadas viables
particulares varía de una especie vegetal a otra. Por ejemplo, la
fracción de PEM más útil para el pepino es una en la que el tamaño
de las PEMs se encuentra entre 100\mum y 150 \mum
aproximadamente; la fracción de PEMs para cyclamen o ciclamino es
150 \mum a 300 \mum aproximadamente. Por adelantado, la fracción
de PEM es aquella en la cual cada PEM es capaz de dar lugar a por lo
menos un embrión somático, de manera preferible a un solo embrión
somático.
El medio de cultivo de tejido vegetal líquido
sustancialmente exento de auxina es aquel capaz de permitir que se
desarrollen las PEMs a embriones somáticos. Por lo tanto, se
considera que el medio de cultivo de tejido vegetal líquido
sustancialmente exento de auxina puede ser un medio de cultivo de
tejido vegetal agotado en auxina en donde pueden estar presentes
niveles residuales de auxina pero cuyos niveles de auxina, en caso
de haberlos, no interfieren de manera sustancial con el desarrollo
de las PEMs a embriones somáticos, o puede ser un medio de cultivo
de tejido vegetal exento de auxina. Naturalmente, los expertos en el
tema apreciarán que el medio de cultivo de tejido vegetal
sustancialmente exento de auxina se puede colocar en un matraz o en
un biorreactor adecuado, por ejemplo, uno equipado con un
vibromezclador, dependiendo de cuantos embriones somáticos se
deseen. Después, los embriones somáticos obtenidos se pueden
convertir en plantas utilizando métodos conocidos en la técnica. Por
lo tanto, controlando la biomasa de PEM es posible obtener grandes
cantidades de embriones somáticos en cantidades comerciales.
El medio exento de auxina comprende de manera
conveniente una fuente de energía de carbohidrato soluble, en una
concentración de 15 g/l a 90 g/l, de manera preferible de 20 g/l a
60 g/l. Las fuentes de energía de carbohidratos adecuadas incluyen
sacarosa, glucosa y rafinosa.
Las cantidades de embriones somáticos comerciales
pueden variar en valor desde algunos cientos (por ejemplo 500) a
varios millones (por ejemplo 3000000) o más, dependiendo de las
necesidades del cliente. Por ejemplo, si hay un pedido de
aproximadamente 200000 plantas, la multiplicación de PEM se continúa
hasta que se obtiene una biomasa de PEM que es sustancialmente capaz
de dar lugar a aproximadamente 200000 embriones somáticos. Después,
tales PEMs se ponen en contacto con un medio de cultivo de tejido
vegetal líquido exento de auxina en el que puedan desarrollarse a
embriones somáticos.
Una vez que se desarrollan los embriones
somáticos verdaderos en el medio de cultivo de tejido vegetal
sustancialmente exento de auxina, aquellos pueden ser separados del
medio de cultivo de tejido vegetal exento de auxina y convertidos en
plantas utilizando técnicas conocidas en general en este campo.
Los embriones somáticos se separan de manera
conveniente de las PEMs no viables antes de su uso comercial. Esto
se puede realizar de una manera conocida per se. Las PEMs no
viables en general son más pequeñas que los embriones somáticos. Por
ejemplo, los embriones somáticos se pueden aislar manualmente, por
tamizado o por clasificación celular.
El método de la invención proporciona lotes de
embriones somáticos constituidos por embriones somáticos que tienen
sustancialmente el mismo nivel de ploidía. Los lotes de embriones
somáticos pueden comprender entre varios cientos a decenas de miles
o más, dependiendo de las necesidades comerciales. De manera
preferible, los lotes de embriones somáticos comprenden embriones
somáticos sustancialmente diploides o embriones somáticos
sustancialmente tetraploides. Un lote de embriones somáticos
simplemente puede ser una suspensión de embriones somáticos de la
cual se han drenado los medios líquidos y en donde los embriones
somáticos se colocan en un recipiente adecuado. El ambiente del
recipiente puede tener una humedad relativa elevada, por ejemplo de
100%, y se puede mantener a una temperatura fría adecuada por encima
de 0ºC, hasta aproximadamente 15ºC. Los embriones somáticos
almacenados de esta manera se pueden mantener hasta 4 días
aproximadamente. De manera alternativa, los embriones somáticos se
pueden someter a un proceso de desecación, congelado, sedimentación,
encapsulado en un gel y similares.
El método de la invención proporciona además
cultivos en suspensión de embriones somáticos diferentes de Daucus,
que comprenden embriones somáticos que tienen de manera sustancial,
en su totalidad, el mismo nivel de ploidía. Los embriones somáticos
preferidos son diploides o tetraploides. Los embriones somáticos se
derivan de material de explante dicotiledóneo o monocotiledóneo.
Ahora siguen ejemplos que ilustran la invención.
Debe entenderse que los ejemplos no se consideran como limitativos
del alcance de la invención de manera alguna.
Semillas de Cyclamen, variedad "Concerto
Scarlet" (Sluis y Groot) se esterilizan en la superficie con
etanol al 70% (durante 2 minutos) y con una solución de hipoclorito
de sodio al 1,5% (durante 45 minutos), después se lavan
cuidadosamente con agua estéril (tres veces). Las semillas son
germinadas en papel húmedo entre 2 y 4 semanas a 23ºC, y los
tubérculos que brotan se utilizan como material de explante. Se
cultivan tres tubérculos en 10 ml de medio B5 básico (suministrado
comercialmente por Duchefa Biochemie BV, Haarlem, Los Países Bajos),
suplementado con 20 g/l de sacarosa, 10 mg/l de
2,4-D, 10 mg/l de myo-inositol, 1,0 mg/l de
ácido nicotínico, 1,0 mg/l de clorhidrato de piridoxina, 10 mg/l
de clorhidrato de tiamina en un agitador giratorio (agitador
giro-rotatorio G10, New Brunswick Scientific,
Edison, N.J. EUA) a 100 rpm en la oscuridad, a 23ºC. Después de 7
días el medio se sustituye por medio fresco o reciente. Después de 7
días más, el cultivo se diluye (cinco veces) hasta un volumen de 10
ml con medio fresco. Después de 7 días más las médulas centrales que
comprenden haces vasculares y el periciclo del material de explante
del tubérculo del cultivo diluido, se separan del material de
explante del tubérculo y se subcultivan por separado del resto de
los tubérculos en 25 ml de medio B5 básico suplementado con 20 g/l
de sacarosa, 100 mg/l de myo-inositol, 1,0 mg/l de ácido
nicotínico, 1,0 mg/l de clorhidrato de piridoxina, 10 mg/l de
clorhidrato de tiamina, 5 mg/l de 2,4-D y 1 mg/l de
cinetina.
Los subcultivos se diluyen semanalmente dos
veces, durante 4 semanas. Las masas
pro-embriogénicas aparecen a las 4 semanas
aproximadamente. Las PEMs se multiplican por subcultivo adicional
como se describe anteriormente durante un período de 2 semanas. Las
PEMs son capaces de desarrollarse a embriones somáticos verdaderos,
viables, mediante cultivo adicional en medio B5 exento de auxina y
citocinina, suplementado con 20 g/l de sacarosa, 100 mg/l de
myo-inositol, 1,0 mg/l de ácido nicotínico, 1,0 mg/l de
clorhidrato de piridoxina y 10 mg/l de clorhidrato de tiamina.
Semillas de Cyclamen (variedad Concerto
Scharlaken Othello, de Zaadunie BV) son esterilizadas en la
superficie con etanol al 70% (durante 2 minutos) y una solución de
hipoclorito de sodio al 1% (durante 45 minutos) y se lavan
cuidadosamente con agua estéril (3x). Las semillas se germinan en
papel húmedo en períodos entre dos y cinco semanas en la oscuridad a
23ºC. Los tubérculos brotados se utilizan como material de explante
y se cortan en dos a ocho piezas. El nivel de ploidía del material
de explante se mide de acuerdo con las enseñanzas de De Laat A.A.M.
et al (1987) Plant Breeding 99:303-307, y se
encuentra que es diploide.
El material de explante de tres tubérculos se
cultiva en 10 ml de medio B5 básico (Duchefa Biochemie BV, Haarlem,
Países Bajos) suplementado con sacarosa a 20 g/l, ácido
2,4-diclorofenoxiacético a 5 mg/l, y cinetina a 1
mg/l en un matraz de 50 ml sobre un sacudidor giratorio (100 rpm) en
la oscuridad y a una temperatura de 23ºC. Todos los matraces se
cubren con papel de aluminio. Después de una semana, el cultivo se
diluye cinco veces con medio B5 básico suplementado con 20 g/l de
sacarosa, 5 mg/l de 2,4-D, 100 mg/l de
myo-inositol, 1,0 mg/l de ácido nicotínico, 1,0 mg/l de
clorhidrato de piridoxina, 10 mg/l de clorhidrato de tiamina y 1
mg/l de cinetina hasta un volumen de 50 ml en un matraz de 250 ml.
Después de dos semanas más, el cultivo contiene PEMs las cuales se
separan del resto del cultivo con una pipeta que tiene una boquilla
ancha, y se cultivan de manera separada. Las PEMs se identifican
visualmente como amontonamientos o aglomeraciones de células que
consisten esencialmente de células citoplasmáticas, redondas,
pequeñas. En esta etapa, las PEMs se identifican ya sea como
amontonamientos únicos de células o como un grupo de amontonamiento
de células unidas entre sí. Los cultivos se subcultivan cada dos
semanas al inocular 1 ml de células empacadas en medio B5 básico
suplementado con 20 g/l de sacarosa, 5 mg/l de
2,4-D, 100 mg/l de myo-inositol, 1,0 mg/l de
ácido nicotínico, 1,0 mg/l de clorhidrato de piridoxina, 10 mg/l de
clorhidrato de tiamina y 1 mg/l de cinetina hasta un volumen final
de 50 ml, en un matraz de 250 ml utilizando una pipeta que tiene
una boquilla ancha. El volumen de células empacadas (PCV), es decir,
la masa celular total después de la centrifugación para
PCV_{inicial} y PCV_{final} se determina por centrifugación de
muestras de cultivos durante 2 minutos a 700 x g. La línea de
células embriogénicas generalmente crece con un tiempo de
duplicación entre 4 y 6 días aproximadamente calculado a partir de
las mediciones de PCV_{inicial} y PCV_{final} utilizando la
fórmula de Schlegel, H.G. (1981) Allgemeine Microbiologie, Tieme,
Stuttgart, página 190. La línea celular embriogénica obtenida de
esta manera se mantiene durante por lo menos 45 semanas y es
genéticamente estable, es decir, el nivel de ploidía es diploide, el
mismo que el del material de explante original.
Las PEMs se seleccionan por tamizado del cultivo
de PEM a través de mallas de nylon que tienen un tamaño de poros de
250 \mum y 100 \mum, respectivamente. A los ocho días después
del subcultivo, se obtiene el número más elevado de PEMs/ml. Esta
fracción da lugar al desarrollo de embriones óptimo y al número más
elevado de embriones por PCV del cultivo de PEM. El número de PEMs
tamizadas generalmente varía de 1000 a 5000 PEMs/ml de PCV.
Después del tamizado, las PEMs se lavan y se
inoculan en el medio de desarrollo, es decir, medio MS o B5
suplementado con sacarosa o glucosa hasta una concentración de 174
mM. Se cultivan de 25 a 50 PEMs/ml en un matraz sellado con papel de
aluminio y nescofilm (Band Chemicals Ind. LTD, Japón). Después de
tres a cuatro semanas se forman embriones en forma de torpedos los
cuales recuerdan a los embriones cigóticos. Utilizando este método
se producen 250000 embriones. Usando técnicas de análisis de
citometría de flujo como describen De Laat A.M.M. supra, en
una muestra aleatoria del cultivo de embriones, se determina el
contenido en ADN de 500 embriones somáticos. Se encuentra que todos
los embriones son diploides.
La conversión, (es decir, la germinación) de los
embriones de Cyclamen comprende la formación de tubérculos seguido
por la formación de raíces adventicias y se induce por cultivo de
los embriones en un medio líquido, es decir, medio MS o B5 que tiene
un contenido de glucosa o sacarosa de aproximadamente 116 mM o 58
mM, respectivamente. La formación de tubérculos se define como el
desarrollo a partir del hipocótilo de una estructura tuberosa o
parecida a tubérculo. El desarrollo adicional del cotiledón que
forma la primera hoja puede presentarse ya sea en medio líquido o en
medio sólido tal como perlita, tierra esterilizada y similares.
Los embriones convertidos se siembran
directamente en perlita o tierra para macetas, bajo condiciones
estériles (en presencia de una fuente de carbono) o bajo condiciones
no estériles (sin que se agregue carbono) y muestran formación de
cotiledones después de dos a cuatro semanas en la oscuridad, de 18ºa
20ºC. Se utiliza una humedad relativa elevada, de aproximadamente
90%. Más del 90% de los embriones se convierten a la fase del
cotiledón bajo condiciones estériles. Una vez que el cotiledón
aparece, las plántulas resultantes se colocan a la luz y se
endurecen antes de ser transferidas a un invernadero.
Semillas de tomate variedad "Manhattan"
(Sluis y Groot) se esterilizan en la superficie con etanol al 70%
(durante 2 minutos) y una solución de hipoclorito de sodio al 1,5%
durante 15 minutos, después se lavan cuidadosamente con agua estéril
(tres veces). Las semillas se hacen germinar en papel húmedo durante
3 días a una temperatura de 23ºC. Se recogen las plántulas completas
y cada plántula se corta en 4 piezas las cuales después se utilizan
como material de explante. Se cortan 10 plántulas de esta manera y
se incuban en 15 ml de medio básico B5 (suministrado comercialmente
por Duchefa Biochemie BV, Haarlem, Países Bajos), suplementado con
sacarosa a 20 g/l, 20 mg/l de NAA, 1 mg/l de 2,4-D,1
mg/l de cinetina, 100 mg/l de myo-inositol, 1 mg/l de ácido
nicotínico, 1 mg/l de clorhidrato de piridoxina y 10 mg/l de
clorhidrato de tiamina en un agitador giratorio a 100 rpm a 23ºC
bajo un período de luz de 16 horas y 8 horas de oscuridad, cíclico.
El medio de cultivo se controla para verificar la concentración de
auxina utilizando técnicas HPLC ya conocidas. Una vez que la
concentración de auxina disminuye por debajo de 0,1 mg/l después de
aproximadamente 7 días, se agrega 15 ml de medio básico B5 reciente
o fresco (suministrado comercialmente por Duchefa Biochemie BV,
Haarlem, Países Bajos), suplementado con sacarosa a 20 g/l, 20 mg/l
de NAA, 1,0 mg/l de 2,4-D, 1 mg/l de cinetina, 100
mg/l de myo-inositol, 1 mg/l de ácido nicotínico, 1 mg/l de
clorhidrato de piridoxina y 10 mg/l de clorhidrato de tiamina, hasta
constituir un volumen de 30 ml de cultivo. Este cultivo se
subcultiva cada 4-
\hbox{7} días permitiendo que el
material de explante y las células sedimenten durante 15 minutos y
renovando el cultivo al extraer 15 ml de medio utilizado y
sustituirlo con 15 ml de medio fresco o reciente. Después de
aproximadamente 4-7 semanas desde el cultivo inicial
del material de explante, se observan las masas
pro-embriogénicas (PEMs). Las PEMs se multiplican
mediante subcultivo adicional como se describe anteriormente durante
un período de 2 semanas. Las PEMs se subcultivan de manera adicional
en medio B5 básico exento de auxina y suplementado como
anteriormente, excluyendo NAA, 2,4-D y cinetina, y
se observan embriones somáticos verdaderos.
Semillas de tomate variedad "Majorca" (Sluis
y Groot) se esterilizan en la superficie con etanol al 70% (durante
2 minutos) y una solución al 1,5% de hipoclorito de sodio durante 15
minutos, después se lavan cuidadosamente con agua estéril (tres
veces). Las semillas se hacen germinar en papel humedecido durante 7
días a temperatura de 23ºC en la oscuridad. Se recogen los
cotiledones y se cortan en piezas las cuales se utilizan como
material de explante. Así, se cortan 6 cotiledones de 3 plántulas y
se incuban en 15 ml de medio líquido A (véase Tabla 1) suplementado
con
4 mg/l 2,4-D y 0,5,mg/l de cinetina en un agitador giratorio a 100 rpm a 23ºC en la oscuridad. Después de 14 días, se agregan 35 ml de medio A fresco (véase Tabla 1) que incluye hormonas como se describe anteriormente. El cultivo se subcultiva cada 14 días diluyendo dos veces en medio A fresco (véase Tabla 1), suplementado con hormonas como anteriormente. Aproximadamente a las 4 semanas después del cultivo inicial del material de explante, se observan las PEMs. Las PEMs se multiplican por subcultivo adicional como se describe anteriormente.
4 mg/l 2,4-D y 0,5,mg/l de cinetina en un agitador giratorio a 100 rpm a 23ºC en la oscuridad. Después de 14 días, se agregan 35 ml de medio A fresco (véase Tabla 1) que incluye hormonas como se describe anteriormente. El cultivo se subcultiva cada 14 días diluyendo dos veces en medio A fresco (véase Tabla 1), suplementado con hormonas como anteriormente. Aproximadamente a las 4 semanas después del cultivo inicial del material de explante, se observan las PEMs. Las PEMs se multiplican por subcultivo adicional como se describe anteriormente.
| Macroelementos | |
| g/l | |
| NH_{4}NO_{3} | 1,20 |
| (NH_{4})_{2}SO_{4} | 0,66 |
| KH_{2}PO_{4} | 0,55 |
| KNO_{3} | 1,01 |
| MgCl_{2}.6H_{2}0 | 0,30 |
| CaCl_{2} | 0,22 |
| Acido Cítrico | 0,5 |
| Sacarosa | 20 |
| Microelementos | 2 ml de solución madre/l |
| Vitaminas Gamborg B5 (1mg/l) | 1ml de solución madre/l |
| pH ajustado a 5,8 utilizando KOH (1 M). | |
| Microelementos (Solución madre) | |
| g/l | |
| FeSO_{4}.7H_{2}O | 6,9 |
| CuSO_{4}.5H_{2}O | 0,65 |
| CoCl_{2}.6H_{2}O | 0,12 |
| MnCl_{2}.4H_{2}O | 2,97 |
| NaMoO_{4}.2H_{2}O | 0,24 |
| KI | 0,041 |
| HBO_{3} | 1,5 |
| ZnSO_{4}.7H_{2}O | 4,3 |
| NiSO_{4}.6H_{2}O | 0,39 |
| Acido Cítrico | 2 |
| pH = 2,3 | |
| g24 | |
| Vitaminas Gamborg B5 (Duchefa); solución madre suplementada con: | |
| myo-Inositol | 100 g/l |
| Acido nicotínico | 1 g/l |
| Clorhidrato de tiamina | 1 g/l |
Semillas de Cyclamen, variedad "Pandorex"
(Sluis y Groot) se esterilizan en la superficie con una solución de
etanol al 70% (durante 2 minutos) y una solución de hipoclorito de
sodio al 1% (durante 45 minutos), después se lavan cuidadosamente
con agua estéril (tres veces). Las semillas de pepino se hacen
germinar en papel humedecido durante 2 días a 23ºC. Las radículas
brotadas de las semillas se utilizan como material de explante. Se
cultivan 15 radículas en 10 ml de medio MS líquido básico más
vitaminas (suministrado comercialmente por Duchefa Biochemie BV,
Haarlem, Países Bajos) suplementado con sacarosa a 20 g/l, 2 mg/l de
2,4-D y 1 mg/l de cinetina en un agitador giratorio
a 100 rpm en la oscuridad, a una temperatura de 23ºC. El medio de
cultivo se controla para determinar la concentración de auxina
utilizando técnicas HPLC conocidas. Después de que la concentración
de auxina disminuye a
< 0,1 mg/l, después de aproximadamente 5 días, el cultivo se diluye cinco veces hasta 50 ml de medio MS líquido básico más vitaminas (suministrado comercialmente por Duchefa Biochemie BV, Haarlem, Países Bajos) suplementado con sacarosa a 20 g/l, 2 mg/l de 2,4-D y 1 mg/l de cinetina. Los subcultivos se subcultivan cada quince días diluyendo el cultivo dos veces con medio MS líquido básico más vitaminas (suministrado comercialmente por Duchefa
Biochemie BV, Haarlem, Países Bajos) suplementado con sacarosa a 20 g/l, 2 mg/l de 2,4-D y 1 mg/l de cinetina. Ocho semanas después aparecen las masas pro-embriogénicas.
< 0,1 mg/l, después de aproximadamente 5 días, el cultivo se diluye cinco veces hasta 50 ml de medio MS líquido básico más vitaminas (suministrado comercialmente por Duchefa Biochemie BV, Haarlem, Países Bajos) suplementado con sacarosa a 20 g/l, 2 mg/l de 2,4-D y 1 mg/l de cinetina. Los subcultivos se subcultivan cada quince días diluyendo el cultivo dos veces con medio MS líquido básico más vitaminas (suministrado comercialmente por Duchefa
Biochemie BV, Haarlem, Países Bajos) suplementado con sacarosa a 20 g/l, 2 mg/l de 2,4-D y 1 mg/l de cinetina. Ocho semanas después aparecen las masas pro-embriogénicas.
Los subcultivos de PEM después se subcultivan de
manera adicional inoculando 0,4 ml de volumen celular empacado en 50
ml cada dos semanas en medio A (de la Tabla 1) suplementado con 10
mg/l de 2,4-D, y 0,5 mg/l de cinetina. El tiempo de
duplicación de la línea de células de pepino es de aproximadamente
2,7 días, determinado utilizando la fórmula de Schlegel
(supra). Se seleccionan las PEMs mediante tamizado del
cultivo a través de mallas de nylon de tamaños de poro de 150
\mum y 100 \mum, respectivamente, para PEMs entre
100-150 \mum de tamaño. La fracción de
100-150 \mum produce el número de más grande de
embriones somáticos individuales por PCV del cultivo de PEM. Las
PEMs de esta línea celular son diploides o tetraploides. La
relación entre las células diploides y tetraploides permanece
constante en el tiempo, durante dos años en el medio A líquido
suplementado con 10 mg/l de 2,4-D, y 0,5 mg/l de
cinetina, medido por el método de De Laat A.A.A. et al supra.
Las PEMs producen plantas diploides así como tetraploides. La
relación medida de diploidía: tetraploidía se refleja en las PEMs
así como en las plantas.
Las PEMs se desarrollan a embriones somáticos
verdaderos mediante cultivo de las PEMs en medio MS exento de auxina
y citocina, suplementado con sacarosa a 20 g y ABA 5 \muM.
La suspensión del Ejemplo 5 consiste en PEMs
diploides y tetraploides la cual da lugar al desarrollo de embriones
con los mismos niveles de ploidía.
Las PEMs individuales de aproximadamente 2 mm de
diámetro se extraen de una suspensión celular de 13 semanas de edad
iniciada de acuerdo con el método del Ejemplo 5. La medición de las
PEMs individuales para determinar el nivel de ploidía al seguir el
método de De Laat et al. (1987) Plant Breeding 99,
303-307 muestra que las PEMs son 100% diploides o
100% tetraploides. El cultivo adicional de PEMs individuales durante
un período de quince semanas (es decir, subcultivos realizados cada
quince días) en medio líquido M5 básico como se describe en el
Ejemplo 5 da lugar a líneas celulares que consisten en células 100%
diploides o 100% tetraploides, determinado utilizando el método de
De Laat et al supra. Las PEMs diploides den lugar a embriones
diploides y plantas diploides. Las PEMs tetraploides dan lugar a
embriones tetraploides y plantas tetraploides.
Plantas de pepino, variedad "Pandorex"
(Sluis y Groot) se hacen crecer bajo condiciones estériles
utilizando el método del Ejemplo 3. Se utilizan ovarios de
aproximadamente 1 cm de tamaño como explantes. La medición del nivel
de ploidía siguiendo el método de De Laat et al supra muestra
que el explante es completamente diploide. Aproximadamente la mitad
de la fruta se corta en pedazos de aproximadamente 0,5 mm de espesor
y se cultiva en 10 ml de medio MS líquido básico más vitaminas
(suministrado comercialmente por Duchefa Biochemie BV, Haarlem,
Países Bajos) suplementado con 20 g/l de sacarosa, 2 mg/l de
2,4-D y 1 mg/l de cinetina en un agitador giratorio
a 100 rpm en la oscuridad, a una temperatura de 23ºC. El medio de
cultivo se controla para detectar la concentración de auxina
utilizando técnicas HPLC conocidas. Después de que la concentración
de auxina disminuye a < 0,1 mg/l, después de aproximadamente 5
días, el cultivo se diluye cinco veces a 50 ml con medio MS líquido
básico más vitaminas (suministrado comercialmente por Duchefa
Biochemie BV, Haarlem, Países Bajos) suplementado con 20 g/l de
sacarosa, 2 mg/l de 2,4-D y 1 mg/l de cinetina. Los
cultivos se subcultivan cada quince días mediante la dilución del
cultivo dos veces con medio MS suplementado como anteriormente.
A las 8 semanas después aparece la masa
pro-embriogénica. Los cultivos de PEM se subcultivan
como se describe en el Ejemplo 5, en el medio A (de la Tabla 1),
suplementado con 10 mg/l de 2,4-D y 0,5 mg/l de
cinetina. Se inoculan 0,4 ml del volumen celular empacado en 50 ml
de medio A suplementado con 10 mg/l de 2,4-D y 0,5
mg/l de cinetina. El tiempo de duplicación de la línea celular de
pepino es de aproximadamente 2,7 días en el medio A (Tabla 1)
determinado utilizando la fórmula de Schlegel (supra). Se
determina el nivel de ploidía de la suspensión de PEM siguiendo el
método de De Laat et al supra y se encuentra que es diploide.
Se seleccionan las PEMs mediante tamizado del cultivo a través de
una malla de nylon para PEM entre 100-150 \mum de
tamaño. Se desarrollan las PEMs a embriones somáticos verdaderos
mediante el cultivo de las PEMs seleccionadas en medio MS exento de
auxina y citocinina suplementado con 20 g/l de sacarosa. Utilizando
este método, se producen 200000 embriones en 4 semanas a partir del
cultivo de PEM. El nivel de ploidía de 500 embriones somáticos
seleccionados de manera aleatoria, es en su totalidad diploide
utilizando el método de De Laat et al supra.
Se hacen crecer suspensiones de PEM de pepino en
medio A (Tabla 1) suplementado con 10 mg/l de 2,4-D
y 0,5 mg/l de cinetina. Durante el subcultivo los macroelementos y
microelementos se mantienen en exceso en cada paso del subcultivo
respecto a los requerimientos de la PEM, de modo que no se presentan
disminuciones de estos elementos durante el intervalo de subcultivo
(es decir, 2 semanas). Los niveles de auxina (es decir, 10 mg/l de
2,4-D) se mantienen del mismo modo. Se agregan
cinetina (es decir, 0,5 mg/l) al medio al comienzo del subcultivo y
se permite que disminuya del medio durante cuatro días. El control
de la concentración de auxina durante el tiempo utilizando técnicas
HPLC conocidas asegura que el estado de desarrollo de la suspensión
se fije en el nivel de PEM. Se mantienen suspensiones de PEM
diploides embriogénicas hasta 2 años en medio A (Tabla 1)
suplementado con 10 mg/l de 2,4-D, y 0,5 mg/l de
cinetina, y mostrando un nivel de ploidía estable. Las suspensiones
de PEM tetraploides embriogénicas se mantienen durante 6 meses
mostrando un nivel de ploidía estable. Este nivel de ploidía se
mantiene hasta que se inicia el desarrollo del embrión.
Semillas de remolacha (Hilleshog AB, Suecia) se
esterilizan en la superficie con una solución de etanol al 70%
(durante 2 minutos) y una solución de hipoclorito de sodio al 1,5%
(durante 45 minutos), después se lavan cuidadosamente con agua
estéril (tres veces). Las semillas de remolacha se hacen germinar en
papel humedecido durante 7 a 14 días a 23ºC. Las cotiledones de las
semillas germinadas se utilizan como material de explante. Se
cultivan 6 cotiledones en 10 ml de medio A líquido(Tabla 1)
suplementado con 10 mg/l de 2,4-D y 0,5 mg/l de
cinetina en un agitador giratorio a 100 rpm en la oscuridad a una
temperatura de 23ºC. El cultivo se diluye cinco veces con medio A
líquido (Tabla 1) suplementado con 10 mg/l de 2,4-D,
y 0,5 mg/l de cinetina en 50 ml después de una o dos semanas. Los
cultivos se subcultivan cada quince días por dilución del cultivo
dos veces con medio A (Tabla 1) suplementado como anteriormente, o
mediante sustitución del medio con medio A fresco suplementado como
se describe anteriormente. Después de 4 a 6 semanas aparecen los
embriones somáticos en el tejido de explante. Los embriones son
separados del explante y cultivados de manera separada. Cuatro
semanas después, los embriones cultivados producen PEMs. Los
cultivos de PEM se subcultivan de manera adicional mediante
reposición con medio A de la Tabla 1 suplementado con 10 mg/l de
2,4-D y 0,5 mg/l de cinetina.
Se recogen las PEMs mediante tamizado de la
suspensión de PEM primero en una malla de nylon que tiene un tamaño
de poro de 500 \mum, y después en una malla de nylon que tiene un
tamaño de poro de 100 \mum. La fracción de PEMs de
100-500 \mum generalmente da lugar a embriones
somáticos predominantemente solos. Las PEMs se cultivan en medio A
exento de auxina y citocinina, suplementado como anteriormente, y se
desarrollan a embriones somáticos verdaderos.
Semillas de pimiento (variedad Gedeon of Sluis en
Groot) se esterilizan en la superficie con una solución de etanol al
70% (durante 2 minutos) y una solución de hipoclorito de sodio al
1,5% (durante 45 minutos), después se lavan cuidadosamente con agua
estéril (tres veces). Las semillas de pimiento se hacen germinar en
papel humedecido durante 7 a 14 días a 23ºC. Las cotiledones de las
semillas germinadas se utilizan como material de explante. Se
cultivan 6 cotiledones en 10 ml de medio A líquido (Tabla 1)
suplementado con 10 mg/l de 2,4-D en un agitador
giratorio a 100 rpm en la oscuridad a una temperatura de 23ºC. El
cultivo se diluye cinco veces hasta 50 ml después de 2 semanas. Los
cultivos se subcultivan cada quince días diluyendo el cultivo dos
veces como se describe anteriormente o sustituyendo el medio con
medio A líquido fresco (Tabla 1) suplementado con 10 mg/l de
2,4-D. Después de 2 a 4 semanas los embriones
aparecen en los bordes cortados del explante. Los embriones son
tomados explante y retirados del cultivo y subcultivados en medio A
líquido (Tabla 1) suplementado con 4 mg/l de 2,4-D y
0,5 mg/l de Zeatin. Cuatro semanas después, aparecen las masas
pro-embriogénicas. Las PEMs se multiplican por
subcultivo adicional como se describe anteriormente. Se recogen las
PEMs mediante tamizado de la suspensión como se describe en el
Ejemplo 5. La fracción de 100-500 \mum da lugar a
embriones somáticos predominantemente solos. Las PEMs se cultivan en
medio A exento de auxina y citocinina (Tabla 1).
Semillas de Viola (variedad Delta violeta de
Sluis en Groot) se esterilizan en la superficie con una solución de
etanol al 70% (durante 2 minutos) y una solución de hipoclorito de
sodio al 1,5% (durante 30 minutos), después se lavan cuidadosamente
con agua estéril (tres veces). Las semillas de viola se hacen
germinar en papel humedecido durante 7 a 14 días a 23ºC. Las
cotiledones de las semillas germinadas se utilizan como material de
explante. Se cultivan 6 cotiledones en 10 ml de medio A líquido
(Tabla 1) suplementado con 4 mg/l de 2,4-D y 0,1
mg/l de cinetina en un agitador giratorio a 100 rpm en la oscuridad
a una temperatura de 23ºC. El cultivo se diluye cinco veces con
medio A líquido (Tabla 1) suplementado con 4 mg/l de
2,4-D, y 0,1 mg/l de cinetina hasta 50 ml después de
dos semanas. Los cultivos se subcultivan cada quince días diluyendo
el cultivo dos veces o sustituyendo el medio con medio A líquido
fresco (Tabla 1) suplementado con 4 mg/l de 2,4-D y
0,1 mg/l de cinetina. Después de 8 a 10 semanas, aparecen las masas
pro-embriogénicas. Las PEMs se multiplican mediante
subcultivo adicional como se describe anteriormente. Las PEMs se
recogen por tamizado de la suspensión como se describe en el Ejemplo
5, excepto que los tamaños de poro de la malla de nylon utilizada
son de 50 \mum y de 250 \mum. Las PEMs se cultivan en medio A
exento de auxina y citocinina (Tabla 1) suplementado como
anteriormente y se desarrollan a embriones somáticos
individuales.
Semillas de pelargonio (variedad Pulsar rojo de
Sluis en Groot) se esterilizan en la superficie con una solución de
etanol al 70% (durante 2 minutos) y una solución de hipoclorito de
sodio al 1,5% (durante 30 minutos), después se lavan cuidadosamente
con agua estéril (tres veces). Las semillas de pelargonio se hacen
germinar en papel humedecido durante 7 a 14 días a 23ºC. Los
cotiledones de las semillas germinadas se utilizan como material de
explante. Se cultivan 6 cotiledones en 10 ml de medio A líquido
(Tabla 1) suplementado con 4 mg/l de 2,4-D y 0,1
mg/l de cinetina en un agitador giratorio a 100 rpm en la oscuridad
a una temperatura de 23ºC. El cultivo se diluye cinco veces con
medio A líquido (Tabla 1) suplementado con 4 mg/l de
2,4-D y 0,1 mg/l de cinetina hasta 50 ml después de
una semana. Los cultivos se subcultivan cada quince días diluyendo
el cultivo dos veces con medio A líquido (Tabla 1) suplementado con
4 mg/l de 2,4-D y 0,1 mg/l de cinetina o
sustituyendo el medio con medio A fresco suplementado como se
describe anteriormente.
Después de 4 a 6 semanas aparecen las masas
pro-embriogénicas. Las PEMs se multiplican por
subcultivo adicional como se describe anteriormente. Las PEMs se
recolectan por tamizado de la suspensión como se describe en el
Ejemplo 5, excepto que el tamaño de poro de la malla de nylon
utilizada es de 250 \mum y de 50 \mum. La fracción de PEMs
de
50-250 \mum da lugar a embriones somáticos predominantemente solos. Las PEMs se cultivan en medio A (Tabla 1) exento de auxina y citocinina, y se desarrollan a embriones somáticos individuales.
50-250 \mum da lugar a embriones somáticos predominantemente solos. Las PEMs se cultivan en medio A (Tabla 1) exento de auxina y citocinina, y se desarrollan a embriones somáticos individuales.
Se recogen 4 x 8 ml de PCV de los cultivos en
suspensión de PEM de pepino subcultivados como se describe en el
Ejemplo 5 y se inoculan 4 biorreactores (Applikon Dependable
Instruments B.V.) constituidos de dos biorreactores convencionales
de 2 l a los que se les ha colocado impulsores, y dos biorreactores
a los que se les ha colocado vibromezcladores suministrados
comercialmente por Chemap AG, conteniendo cada uno 1 l de medio A
(Tabla 1) suplementado con 10 mg/l de 2,4-D, y 0,5
mg/l de cinetina. Se rocía aire dentro de los reactores con
vibromezclador por vía un dispositivo de rociado poroso de 15 \mum
localizado en el extremo del eje del vibrador colocado hacia el
fondo de la cámara del reactor. La concentración de oxígeno disuelto
en uno de los reactores del vibromezclador se determina en 40%, y en
el otro en 97% siguiendo técnicas convencionales conocidas. Los
vibromezcladores colocados verticalmente se hacen funcionar a una
frecuencia de 50 Hz y una amplitud máxima de \pm 6 mm. Los
vibromezcladores se colocan de modo que el movimiento vibratorio sea
en el plano vertical y el movimiento horizontal se mantenga en un
mínimo. Los discos de agitación se ajustan en el extremo del eje del
vibrador de modo que el fluido se dirige en un circuito de corriente
que extrae la suspensión celular desde la periferia del recipiente
del reactor hacia la base y después hacia arriba.
Se rocía aire dentro de los biorreactores
convencionales en el fondo del biorreactor por vía de un tubo de
rociado equipado con un rociador poroso de 15 \mum. Se determina
la concentración de oxígeno disuelto como anteriormente a
concentraciones de 40% y 97%, respectivamente. La velocidad de
agitación del impulsor se mantiene en 150 rpm \pm 50 rpm
aproximadamente.
Seis días después de la inoculación, se determina
el tiempo de duplicación, se tamizan las PEMs a partir de la
suspensión de PEM y se determinan las PEMs/ml de PCV como se
describe en el Ejemplo 5.
El uso de vibromezcladores da lugar a números
mayores de PEMs por unidad de volumen (Tabla 2; Figura 1).
| Aparato | Tiempo de Duplicación (días) | PEMs/ml de PCV |
| Impulsor | 2,3 | 200 |
| (40% DO_{2})^{(1)} | ||
| Impulsor | 2,7 | 620 |
| (97% DO_{2}) | ||
| Vibromezclador | 2,8 | 2284 |
| (40% DO_{2}) | ||
| Vibromezclador | 3,3 | 3710 |
| (97% DO_{2}) | ||
| (1) DO_{2} = Oxígeno disuelto |
Se recogen 2 x 8 ml de PCV a partir de los
cultivos en suspensión de PEM de pepino subcultivados como se
describe en el Ejemplo 3 y se inoculan en 2 biorreactores con
vibromezclador (Applikon Dependable Instruments B.V.) que comprenden
dos biorreactores de 2 l a los que se les ha colocado
vibromezcladores suministrados comercialmente por Chemap AG. Un
biorreactor contiene 1 l de medio A (Tabla 1) suplementado con 10
mg/l de 2,4-D, y 0,5 mg/l de cinetina, el otro
también contiene 1 l de medio A suplementado como anteriormente con
la excepción de que la concentración de sacarosa es de 55 g/l. Se
rocía aire dentro de los reactores con vibromezclador por vía de un
dispositivo de rociado poroso de 15 \mum localizado en el extremo
del eje del vibrador cerca de la base de la cámara del reactor. Se
determina la concentración de oxígeno disuelto a 97% siguiendo
técnicas conocidas. Los vibromezcladores se hacen funcionar a una
frecuencia de 50 Hz y una amplitud máxima de \pm 6 mm. Los
vibromezcladores se colocan de modo que el movimiento vibratorio sea
en el plano vertical mientras que el movimiento lateral u
horizontal se mantiene en un mínimo. Se colocan discos de agitación
en el extremo del eje del vibrador de modo que el fluido fluye en un
circuito de corriente que extrae la suspensión celular desde la
periferia del recipiente de reacción hacia la base y después hacia
arriba.
Seis días después de la inoculación, se determina
el tiempo de duplicación, se tamizan las PEMs a partir de la
suspensión de PEM y se determinan las PEMs/ml de PCV como en el
Ejemplo 5. Los resultados se muestran a continuación en la Tabla
3.
| Aparato | Tiempo de Duplicación (Días) | PEMs/ml de PCV |
| (Días) | ||
| Vibromezclador | 3,3 | 2284 |
| (97%, 20 g/l de sacarosa) | ||
| Vibromezclador | 2,9 | 6000 |
| (97%, 55 g/l de sacarosa) |
Se recogen 3 x 8 ml de PCV a partir de los
cultivos de suspensión de PEM de pepino subcultivados como se
describe en el Ejemplo 5 y se inoculan en 3 biorreactores (Applikon
Dependable Instruments B.V.) constituidos por un biorreactor de 2 l
convencional equipado con un impulsor y que contiene 1 l de medio A
(Tabla 1), suplementado con 10 mg/l de 2,4-D, y 0,5
mg/l de cinetina, y por dos biorreactores equipados con
vibromezcladores suministrados comercialmente por Chemap AG,
conteniendo uno de ellos 1 l de medio A suplementado como
anteriormente y conteniendo el otro también 1 l de medio A
suplementado como anteriormente con la excepción de que la
concentración de sacarosa es a 55 g/l.
Se rocía aire dentro del reactor con
vibromezclador por vía de un dispositivo de rociado poroso de 15
\mum localizado en el extremo del eje del vibrador hacia el fondo
de la cámara del reactor. La concentración de oxígeno disuelto en el
reactor con vibromezclador se determina en 97% siguiendo técnicas
conocidas. El vibromezclador se opera a una frecuencia de 50 Hz y
una amplitud máxima de \pm 6 mm. El vibromezclador se coloca de
modo que el movimiento vibratorio sea en el plano vertical y el
movimiento vibratorio horizontal se mantenga en un mínimo. El disco
de agitación se ajusta en el extremo del eje del vibrador de modo
que el fluido fluye en un circuito de corriente que extrae la
suspensión celular desde la periferia del recipiente del reactor
hacia la base y después hacia arriba.
Se rocía aire al interior del biorreactor
convencional, en el fondo del biorreactor, por vía de un tubo de
rociado equipado con un rociador poroso de 15 \mum. Se determina
concentración de oxígeno disuelto como anteriormente en una
concentración de 97%. La velocidad de agitación del impulsor se
mantiene en aproximadamente 150 rpm \pm 50 rpm.
Se determinan las PEMs/ml de PCV al inicio del
cultivo y se determina el tiempo de duplicación a los 6 y 14 días
como se describe en el Ejemplo 5.
Los resultados muestran que el número de PEMs en
un biorreactor agitado disminuye de manera significativa durante el
tiempo, mientras que el número de PEMs en un vibromezclador
permanece casi constante en el tiempo a una concentración de
sacarosa de 20 g/l. Se muestra que las cantidades de PEMs se
incrementan hasta tres veces en los siguientes 6 días a una
concentración de sacarosa de 55 g/l (Tabla 4).
| Aparato | PEMs/ml de PCV | ||
| Día 0 | Día 6 | Día 14 | |
| Impulsor | 2300 | 800 | 40 |
| (97%, 20 g/l de sacarosa) | |||
| Vibromezclador | 2300 | 2300 | 2280 |
| (97%, 20 g/l de sacarosa) | |||
| Vibromezclador | 2300 | 6000 | 6000 |
| (97%, 55 g/l de sacarosa) |
Se recogen 2 x 100000 PEMs tamizados de los
cultivos en suspensión de PEM de pepino subcultivados como se
describe en el Ejemplo 15 (55 g/l de sacarosa en vb/97% DO_{2}) y
se inoculan en 2 biorreactores (Applikon Dependable Instruments
B.V.) constituidos por un biorreactor de 2 l convencional al que se
le ha colocado un impulsor, y por un biorreactor al que se le ha
colocado un vibromezclador suministrado comercialmente por Chemap
AG, conteniendo cada uno 1 l de medio MS que contiene 20 g/l de
sacarosa, y ABA a una concentración de 5,0 \muM. Se rocía oxígeno
dentro del reactor con vibromezclador por vía de un dispositivo de
rociado poroso de 15 \mum localizado en el extremo del eje del
vibrador colocado cerca de la base de la cámara del reactor. La
concentración de oxígeno en el reactor vibromezclador se determina
en 97% siguiendo técnicas conocidas. El vibromezclador se opera a
una frecuencia de 50 Hz y una amplitud mínima de \pm 6 mm. El
vibromezclador se coloca de modo que el movimiento de vibración sea
en el plano vertical y el movimiento horizontal se mantenga en un
mínimo. El disco de agitación se ajusta en un extremo del eje del
vibrador de modo que el fluido fluye en un circuito de corriente que
extrae las PEMs de la periferia del recipiente de reacción hacia la
base y después hacia arriba.
Se rocía oxígeno dentro del biorreactor
convencional, en el fondo del biorreactor, por vía de un tubo de
rociado colocado con un rociador poroso de 15 \mum. Se determina
concentración de oxígeno disuelto como anteriormente en una
concentración inicial de 97% y se permite que disminuya durante 7
días a 30% \pm 5%. En el día 8, la concentración de oxígeno
disuelto se vuelve a establecer en 97% y se mantiene a ese nivel. La
velocidad de agitación del impulsor se mantiene en aproximadamente
190 rpm \pm 15 rpm.
El biorreactor convencional tiene una eficiencia
en el desarrollo de embriones somáticos de la fase torpedo desde las
PEMs hasta el crecimiento completo, comprendida entre
10-15%. El biorreactor con vibromezclador tiene una
eficiencia en el desarrollo de embriones somáticos de la fase
torpedo desde las PEMs hasta el crecimiento completo, mayor del 20%.
Los embriones somáticos en la fase torpedo utilizables son aquellos
que dan lugar a plantas con apariencia normal.
Los embriones somáticos de cyclamen derivados del
híbrido F1 del Ejemplo 2 se convierten en plántulas al colocar los
embriones somáticos en tierra para macetas. Después de la formación
de la primera hoja, las plántulas son transferidas a un invernadero
y se dejan crecer hasta su madurez. Las plantas se hacen crecer a la
siguiente fase de floración. El examen morfológico de las plantas en
florecimiento no revela anormalidades en las plantas. No se observa
variación somaclonal debida a diferencias genéticas en plantas.
Los embriones somáticos del Ejemplo 6 derivados
de las plantas híbridas F1 se convierten a plantas en tacos Sorbarod
(Baumgartner papier, Suiza) y se hacen crecer a plantas que tienen
fruto. Se determina el nivel de ploidía mediante el método de De
Laat A.A. et al supra, en 80 plantas. Todas las plantas
tienen el mismo nivel de ploidía y no se observan diferencias
debidas a variación somaclonal genética.
Las PEMs de pepino se multiplican en
biorreactores equipados con vibromezcladores a bajas intensidades de
luz, se tamizan (100-150\mum) y se inoculan dentro
de matraces Erlenmeyer a una densidad de 5000 PEMs/50 ml de medio MS
suplementado con 20 g/l de sacarosa y 5\muM de ABA. Las PEMs se
dividen en dos (2) lotes los cuales se desarrollan de manera
adicional en la luz y en la oscuridad hasta embriones somáticos.
Los embriones somáticos de ambos lotes se
convierten en plantas a la luz. Los resultados muestran que la
eficiencia de conversión para embriones somáticos en plantas para
embriones somáticos derivados de PEMs cultivadas en la oscuridad es
mayor en comparación con los embriones somáticos desarrollados en la
luz (Tabla 5).
| régimen de condición de luz | conversión total desde la fase |
| torpedo a la planta [%] | |
| luz | 28,6 |
| oscuridad | 62,7 |
Una suspensión de PEM de 9 días de edad obtenida
como se describe en el Ejemplo 5 anterior, utilizando medio
suplementado con 10 mg/l de 2,4-D y 0,5 mg/l de
cinetina (a una concentración de PEM de 50 ml de PCV/1), se tamiza
en mallas de nylon en tres momentos separados para obtener tres
fracciones de PEM de tamaño diferente: 100-150
\mum, 150-200 \mum y 200-250
\mum. El desarrollo de embriones se realiza a concentraciones de
PEM iniciales de aproximadamente 25-50 PEMs/ml en
medio MS que contiene ABA 3 \muM. Después de 9 días de desarrollo
del cultivo, se determina el número de embriones en la fase torpedo
bajo microscopio óptico. El número de torpedos individuales se
determina en relación al número de torpedos múltiples. La relación
de torpedos/PEM es de 5-15%. La fracción < 100
\mum de tamaño no contiene PEMs. Los resultados se muestran en la
Tabla 6.
| Tamaño de la fracción | % de torpedos individuales |
| tamizada (\mum) | como un porcentaje del total |
| 100-150 | 85 |
| 150-200 | 20 |
| 200-250 | 5 |
Los embriones individuales se separan de la
fracción de tamaño de 100-150 \mum de manera
manual, y se convierten a plantas individuales.
Claims (18)
1. Un método para obtener embriones somáticos en
cultivo en suspensión, caracterizado porque comprende:
i) Cultivar material de explante diferente de
callo y distinto de Daucus en contacto con un medio de cultivo de
tejido vegetal líquido que comprende una cantidad efectiva de una
auxina o mezcla de auxinas suficiente para promover la inducción de
la formación de masa pro-embriogénica (PEM);
ii) Multiplicar el número de PEMs obtenidas en
i) mediante cultivo de dichas PEMs en contacto con un medio líquido
adecuado que contiene auxina;
iii) Recoger las PEMs obtenidas en ii) y
ponerlas en contacto con un medio líquido sustancialmente exento de
auxina, para inducir la formación de embriones somáticos; y
iv) Recoger embriones somáticos derivados de
los embriones inducidos de la etapa iii), en donde dichos embriones
somáticos tienen el mismo nivel de ploidía que el material de
explante diferente de callo en cultivo en suspensión.
2. Un método según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende utilizar en el paso iii), PEMs
de una fracción de tamaño seleccionada rica en PEMs viable.
3. Un método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el medio líquido
comprende además una fuente de energía de carbohidrato en una
concentración de entre 15 g/l y 90 g/l aproximadamente.
4. Un método según la reivindicación 3,
caracterizado porque la concentración de fuente de energía de
carbohidrato se encuentra entre 20 g/l y 60 g/l aproximadamente.
5. Un método según la reivindicación 3 o 4,
caracterizado porque la fuente de energía de carbohidratos se
selecciona del grupo que consiste en sacarosa, glucosa y
rafinosa.
6. Un método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la suspensión de
PEM que contiene auxina se hace vibrar en un vibromezclador.
7. Un método según la reivindicación 6,
caracterizado porque el vibromezclador se hace vibrar en un
plano sustancialmente vertical.
8. Un método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el material de
explante diferente de callo se deriva de protoplastos, tallos,
hojas, pétalos, sección del hipocótilo, meristema apical, embrión
zigótico per se, tubérculo, haz vascular, periciclo, ovarios
o filamentos de la antera.
9. Un método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el material de
explante diferente de callo es dicotiledóneo.
10. Un método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el material de
explante diferente de callo es monocotiledóneo.
11. Un método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el nivel de
ploidía es diploide.
12. Un método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el nivel de
ploidía es tetraploide.
13. Uso de una PEM como la producida en la
reivindicación 1 para establecer cultivos en suspensión de embriones
somáticos que comprenden embriones somáticos que son uniformes con
respecto al nivel de ploidía colocando las PEMs en un medio de
cultivo de tejido vegetal sustancialmente libre de auxina.
14. Uso según la reivindicación 13,
caracterizado porque el cultivo en suspensión comprende
embriones somáticos diploides.
15. Uso según la reivindicación 13,
caracterizado porque el cultivo en suspensión comprende
embriones somáticos tetraploides.
16. Uso según cualquiera de las reivindicaciones
13 a 15, caracterizado porque el cultivo en suspensión
comprende embriones somáticos que se derivan de PEMs generadas a
partir de material de explante dicotiledóneo o monocotiledóneo,
diferente de callo.
\newpage
17. Un método para la producción de una planta,
caracterizado porque comprende hacer crecer un embrión
somático, como el obtenido por un método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12, a una planta que es idéntica, en términos
genéticos, al material de explante celular progenitor del cual se
deriva.
18. Un método según la reivindicación 17,
caracterizado porque los embriones somáticos se seleccionan
del grupo que consiste de Cyclamens, Cucurbits, Lycopersicons,
Alliums, Begonias, Betas, Primulas, Brassicas, Capsicums,
Cichoriums, Gerberas, Impatients, Lactucas, Oryzas,
Pelargoniums, Petunias, Violas, y Zeas.
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