ESTABLECIMIENTO DE UN BANCO DE GERMOPLASMA IN VITRO EN
LA FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN

María Elena Quintana-Sierra^*, Gloria Solares-Díaz y Reynoldez Vicente Barragán-Hidalgo
Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, UNAM
^*maquinsi88@gmail.com

Resumen

La Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán (FES Cuautitlán), UNAM, reúne elementos importantes para el establecimiento de un banco de germoplasma in vitro. El objetivo es proporcionar una alternativa de conservación para diferentes especies vegetales por medio de la técnica de cultivo in vitro. Su función será establecer y mantener una colección de material vegetal mediante cultivo de tejidos de plantas en crecimiento activo. Como parte de las actividades educativas y de investigación, el laboratorio de Bioquímica y Fisiología Vegetal, aprovechando las ventajas que ofrece la técnica de cultivo in vitro y la necesidad de contar con un espacio de conservación, manejo y protección de especies en estado de riesgo, ha iniciado la tarea de establecer un banco de germoplasma in vitro de especies vegetales. La Facultad cuenta con un Jardín Botánico que concentra siete colecciones de plantas. Actualmente, el acervo del banco de germoplasma in vitro es de más de 30 especies establecidas entre cactáceas, suculentas, insectívoras, orquídeas, entre otras. De aquí que la fuente de material vegetal es el Jardín Botánico de la FES Cuautitlán. Sin embargo, establecerlas no es suficiente, también es necesario contar con un programa de mantenimiento permanente y desde luego considerar el establecimiento de protocolos de aclimatación en condiciones de invernadero (ex vitro). Estas actividades permitirán la planeación de proyectos semestrales y de tesis para los estudiantes. Además, la FES Cuautitlán contará con un centro de conservación, conocimiento e investigación vegetal no solo para la comunidad estudiantil, sino para productores y responsables de reservas o áreas protegidas para el mantenimiento y el aprovechamiento de recursos fitogenéticos.

Palabras clave: Conservación, cultivo ex vitro, colección, especies en riesgo, recursos fitogenéticos.

Introducción

Como vías de conservación de especies vegetales están los Jardines Botánicos (Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (2012), las áreas protegidas, los bancos de semillas del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), el banco de germoplasma del Sistema Nacional de Recursos Fitogenéticos (SINAREFI), el banco de Recursos Genéticos de la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA), entre otros. Los bancos de germoplasma son espacios especializados que concentran colecciones muy diversas de recursos fitogenéticos, cuya finalidad es la conservación a largo plazo y la disponibilidad de germoplasma a fitomejoradores, investigadores y otros usuarios. Los bancos de cultivo in vitro permiten el almacenamiento de plántulas por un periodo de tiempo medio, en el caso de especies de interés agrícola, pero en plantas de ornato por un periodo más prolongado sin afectar su desarrollo normal (FAO, 2014). La FES Cuautitlán cuenta con un Jardín Botánico desde 1992; éste es un recinto clave para la conservación ex situ de diversas especies ya que cuenta con 7 colecciones, entre ellas podemos mencionar el arboretum, plantas acuáticas, plantas ornamentales, plantas medicinales, plantas tropicales, así como la colección de cactáceas que es la mejor representada. El equipo de trabajo del laboratorio de Bioquímica y Fisiología Vegetal de la carrera de Ingeniero Agrícola, como parte de sus actividades de formación para los estudiantes mediante la educación formativa disciplinaria y de investigación, emprendió la iniciativa de establecer un banco de germoplasma de cultivo in vitro como una vía de conservación de la biodiversidad vegetal. Debido a la restricción en la recolección de diversas especies vegetales, entre ellas diversos géneros de cactáceas y orquídeas, la mayor parte del material vegetal que se ha propagado se obtiene precisamente del Jardín Botánico, en cumplimiento con la Norma Oficial Mexicana NOM059-SEMARNAT-2010 (NOM059). El cultivo in vitro presenta ventajas para la obtención de material libre de enfermedades, así mismo, permite la concentración de cantidades importantes de material en espacios reducidos y en condiciones controladas. La micropropagación ha sido una de las aplicaciones prácticas comprobadas que se han insertado en los programas de mejoramiento para la propagación de clones de alto valor genético y con fines de conservación (Daquinta, 2000; Quiala et al., 2004; Ávila y Salgado, 2006; Mayo et al., 2010). Diversas especies vegetales han sido sometidas a procesos de establecimiento y micropropagación in vitro, por ejemplo: orquídeas como Laelia eyermaniana (Francisco et al., 2011), Encyclia adenocaula (Ruíz et al, 2008), especies del género Mammillaria (Ramírez et al., 2019), Mammillaria plumosa (Téllez et al., 2017), por mencionar algunas. La FES Cuautitlán no cuenta con un banco de esta naturaleza, por lo que con esta iniciativa se sumaría al banco de germoplasma ex situ del Jardín Botánico. Este espacio de conservación brindará a la comunidad estudiantil un recurso para la realización de prácticas y proyectos experimentales semestrales, además, la oportunidad de realizar actividades educativas de capacitación para servicio social y de investigación a través del desarrollo de tesis, y desde luego, para crear conciencia de la importancia de la conservación y rescate de especies en algún estatus de riesgo, extendiéndose hasta la comunidad externa de la institución como productores y responsables de reservas o áreas protegidas para la protección y el aprovechamiento de recursos fitogenéticos.

Objetivo

Proporcionar una alternativa de conservación e investigación para diferentes especies vegetales mediante el establecimiento de un banco de germoplasma in vitro.

Metodología

La selección del material donante de explantes consistió en plantas adultas en edad reproductiva, sanas y con un buen desarrollo. Los explantes pueden ser semillas o bien, porciones de la planta como tallo, hoja o raíz.

El proceso de establecimiento comprende 5 etapas: Etapa 1. Selección del explante. El proceso de selección se realizó con los siguientes criterios: Número de accesiones, problemas en la producción de semillas de cada especie, edad y vigor de la planta, buen desarrollo, sin signos de enfermedad.

Etapa 2. Protocolo de desinfección. Se desinfectaron los explantes con agentes bactericidas (hipoclorito de sodio) y fungicidas (Captán), variando tiempo y concentración. El proceso de desinfección se realizó aplicando los protocolos estandarizados en el laboratorio de acuerdo con la especie.

Etapa 3. Establecimiento in vitro. Los protocolos usados fueron estandarizados en el laboratorio en estudios previos. La siembra y el trasplante se realizaron en condiciones de asepsia en una campana de flujo laminar. El medio-base utilizado fue el Murashige and Skoog (MS) (Tabla 1).

Etapa 4. Incubación. Las condiciones de incubación fueron: 26 ± 2 °C de temperatura, fotoperiodo de 16 horas luz con una intensidad lumínica de 1900-2300 luxes provenientes de lámparas led, con un consumo de 24 watts a una distancia del material de 30 cm.

Etapa 5. Trasplante y mantenimiento. En esta etapa el material se mantuvo con trasplantes periódicos de 4 a 8 semanas, según la especie.

Para todas las especies en estudio, las plantas se transfirieron a un medio fresco sin reguladores para fortalecer la raíz y la plántula. Cuando hubo presencia de callo, este se transfirió a un medio con ácido indol acético (AIA) (Tabla 1) para mantenerlo en crecimiento activo.

Resultados

En virtud de que la fuente del explante fue muy variada y la selección estuvo en función de la disponibilidad según la especie, las repeticiones fueron diferentes: orquídeas 10, cactáceas tallo o mamila 5, semillas 5 (lotes de 10 a 40), insectívoras 20. Los resultados de porcentaje de contaminación, germinación, presencia de brotes y callo se muestran en la Tabla 2. Como se observa, la respuesta depende de la especie y del tipo de explante. Para el establecimiento in vitro no se aplicó ningún análisis estadístico ya que son pruebas preliminares.

Discusión

La eliminación de contaminación en un 100% en el medio de cultivo para cápsulas inmaduras de orquídeas también fue reportada por Ruiz et al. (2008). Esta técnica resulta práctica y económica en contraste con las utilizadas por otros investigadores que incluyen solución de hipoclorito de sodio, jabón o detergente Tween 20, peróxido de hidrógeno, e inclusive fungicida para tratar cápsulas (Aguilar y López, 2013; Aguilar et al., 2016). A diferencia de Ruíz et al. (2011), quienes reportan el 81% de germinación en un tiempo de 23 a 40 días en Cactáceas, esta se obtuvo a los 7 días en un 100%. Por otro lado, al utilizar el medio MS al 25% para la germinación de semillas tanto de cactáceas como para orquídeas, se reducen los costos de su establecimiento, a diferencia de otras investigaciones en las cuales se ha utilizado MS al 100% (Aguilar y López, 2013; Aguilar et al., 2016). En el caso de explantes provenientes de partes vegetativas, la formación de brotes se observó entre 4 a 8 semanas en insectívoras, dependiendo de la especie, y hasta 12 semanas en cactáceas.

Conclusión

Hasta el momento se cuenta con un acervo de 30 especies entre orquídeas, insectívoras, suculentas y cactáceas establecidas en condiciones de cultivo in vitro. Los protocolos de desinfección fueron efectivos para semillas de cactáceas y cápsulas de orquídeas. Se registró un alto porcentaje de germinación en orquídeas y moderado en cactáceas, logrando su establecimiento en condiciones in vitro. Se lograron reducir los costos con el medio MS al 25% y sin reguladores de crecimiento para la etapa de germinación y para la etapa de inducción y establecimiento con medio MS al 50%. Estos protocolos de establecimiento permitieron generar material vegetal en crecimiento activo en condiciones in vitro como fuente de germoplasma.

Referencias

• Aguilar, M., López, E. (2013). Germinación in vitro de Laelia spesiosa (Kunth) Schltr, una herramienta para su conservación ex situ. Estudios científicos en el estado de Hidalgo y zonas aledañas. S. Recuperado el 6 de septiembre de 2021 de:
  http://digital.commons.unLedul/hidalgo/S
• Aguilar, M.M.A., Laguna, C.A., Vences, C.C., Lee, E.H.E. (2016). Análisis de semillas de Encyclia adenocaula (La Llave & Lex.) Schltr (Orchidaceae) para su conservación ex situ. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, 7(7): 1741-1747.
• Castillo, P.L.J., Martínez, S.D., Maldonado, M.J.J., Alonso, C.A.J., Carranza, A.C. (2009). The endemic orchids of Mexico: a review. Biología, 74: 1-13.
• CONABIO (Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad). (2012). Estrategia Mexicana para la Conservación Vegetal 2012-2030. Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad, México. 48-51.
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• FAO. (2014). Normas para bancos de germoplasma de recursos fitogenéticos para la alimentación y la agricultura. Edición revisada. Roma.
• Francisco, N.J.J., Jiménez, A.A.R., Jesús, S.A., Arenas, O.M.L., Ventura, Z.E., Evangelista, L.S. (2011). Estudio de la morfología y aclimatación de plantas de Laelia eyermaniana RCHB. f. generadas in vitro. Polibotánica, 32: 107-117.
• Jiménez S., C.L. (2011). Las cactáceas mexicanas y los riesgos que enfrentan. Revista Digital Universitaria, 12(1): 1-23.
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• Ramírez, G.G., Rodríguez de la O, J.L., Martínez, S.J., Colinas, L.M.T. (2019). Germinación y Crecimiento in vitro e ex vitro de cinco especies de cactáceas del género Mammillaria. Polibotánica, 48: 99-110.
• Ruiz, G.S.P., Rojas, A.M., Mandujano, M.C. (2011). Descripción morfológica y germinación de las semillas de Echinomastus unguispinus, Cactáceas y Suculentas mexicanas, 56: 36-44.
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• Téllez, R.J., López, P.M.C.G., Hernández, M.E., Estrada, L.A.A., Zavaleta, M.H.A., Livera, M.M. (2017). Morfogénesis in vitro de Mammillaria plumosa Weber. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas,8(4): 863-876.

Cuarto Congreso Nacional de Tecnología 24, 25 y 26 de noviembre de 2021,
celebrado en formato virtual

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FORMA SUGERIDA DE CITAR:

Quintana-Sierra, M. E., Solares-Díaz, G., y Barragán-Hidalgo, R. V. (2021). Establecimiento de un banco de germoplasma in vitro en la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán. MEMORIAS DEL CONGRESO NACIONAL DE TECNOLOGÍA (CONATEC), Año 4, No. 4, septiembre 2021 - agosto 2022. Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán. UNAM.
https://tecnicosacademicos.cuautitlan.unam.mx/CongresoTA/memorias2022/mem2022_CartelPaper5.html

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