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INSTITUTO TECNOLOGICO y DE BIBLIOTE :A , ,/4,-. t':i TUO¡j ~ ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTEARE~~. ~;;;;-·i ~ DIVISION DE CIENCIAS AGROPECUARIAS 1 ~ ts¿:~.,:-, ; ) ..,., ·- <::, Y MARITIMAS ;~~.,'"''.·i:::!~o ~0 ,,. ·Í\ ut~ V ~ .. ...:.::----- PROGRAMA DE GRADUADOS DESARROLLO Y POSIBILIDADES DEL CULTIVO DE TEJIDOS EN MEXICO MONOGRAFIA PRESENTADA COMO REQUISITO PARCIAL PARA OBTENER EL GRADO ACADEMICO DE MAESTRIA EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Y CENTROS DE INVESTIGACION AGROPECUARIA POR: ING. CRISTO REY ALVARADO DELtGADO 1995 1 3 JUN ~01 (~( INDICE Introducción ............................................................................................................... . Objetivo ..................................................................................................................... . Antecedentes ............................................................................................................. . Características de la capacidad biotecnológica en México ........................................ . Impacto socioeconómico de la biotecnología vegetal y agroindustrial ........................ . Técnicas de micropropagación asexual a través del cultivo de tejidos vegetales ....... . a) Cultivo de raíz ............................................................................................. . b) Cultivo de callos .......................................................................................... . c) Cultivo de células en suspensión ................................................................ . d) Cultivo de protoplastos ............................................................................... . e) Cultivo de anteras ....................................................................................... . f) Cultivo de vástago ....................................................................................... . g) Cultivo de meristemos ................................................................................ . Ventajas de la micropropagación ............................................................................... . Equipamiento inicial para un laboratorio de cultivo de tejidos ..................................... . Bibliografía ...................................................................................................... . 5 página 6 8 9 14 16 20 20 20 21 22 22 23 23 23 28 39 INTRODUCCION El cultivo de tejidos vegetales se refiere al cultivo in vitro de todas las partes de la planta bajo condiciones asépticas, ya sea ápices de raíz y de tallo, primordios de hojas o partes inmaduras de flores y algunas veces, ovarios, óvulos, anteras y polen. Estas técnicas tienen gran potencial como una herramienta en estudios básicos y aplicados en la micropropagación de especies económicamente importantes, a la vez que se utilizan para hacer estudios fisiológicos, bioquímicos, genéticos y morfológicos. Debido a que existe un gran potencial en la aplicación del cultivo in vitro de tejidos vegetales, como un método de micropropagación, se tiene la certeza de que las plantas que de ella se deriven revolucionarán la producción agrícola y tendrán un impacto considerable sobre la producción industrial de algunas sustancias naturales. Pese a la existencia de variedades de productividad muy alta, la producción agrícola está severamente limitada por factores que se agravan día con día, tales como: la carencia de tierras cultivables, ambiente adverso, enfermedades y plagas, entre otros. Por otro lado, el desarrollo de la agricultura intensiva ha creado otro tipo de problemas que afectan también diferentes aspectos del equilibrio ecológico y que empiezan a manifestarse de una manera dramática. El empleo exhaustivo de variedades de alta productividad no sólo ha influido en la desaparición de especies, sino que su cultivo hace necesario el empleo de: - Grandes cantidades de plaguicidas que contaminan el ambiente. - Fertilizantes que implican un enorme insumo energético, producen eutroficación y aumentan la susceptibilidad a las plagas y - Riegos que aumentan la salinidad de los suelos. (Quintero, 1985). El panorama anterior muestra claramente la necesidad de obtener nuevas variedades tolerantes a las plagas y a los diversos tipos de ambiente adverso como la sequía, la elevada salinidad, los efectos tóxicos del aluminio y otros metales, que permitan ampliar la extensión 6 y la productividad de las tierras cultivables, contrarrestar los efectos nocivos de la agricultura intensiva y de la contaminación. Es precisamente en estos puntos donde el cultivo ln vitro de tejidos vegetales puede contribuir de manera importante, tanto a través de la selección de nuevos genotipos a nivel celular, como aumentando la probabilidad de éxito en cruzas, que tal vez se podrán obtener en forma natural por evolución después de muchos años, pero que por cultivo in vitro sí tendríamos viabilidad a corto plazo y mediante micropropagación se pueden obtener masivamente. Se considera que el potencial que estas técnicas tienen para el país, no ha sido totalmente comprendido y por lo tanto debe hacerse una mayor inversión para promover la formación de recursos humanos en esta área tan importante de investigación y para la creación de nuevos laboratorios. 7 OBJETIVO Dar una panorámica general del cultivo de tejidos en México y mencionar las diferentes técnicas de micropropagación utilizadas en el cultivo in vitro, ya que es un medio de investigación con un potencial económico muy alto para los países subdesarrollados y un medio de creación y propagación masiva de plantas, pasando por todos los aspectos de la horticultura hasta cultivos forestales. 8 ANTECEDENTES Aún cuando es difícil determinar un punto de partida en el origen del cultivo de tejidos vegetales, se puede afirmar que Sacks (1980) y Knops (1 B61 ), citados por Villalobos (1985), descubrieron que las sustancias más importantes absorbidas por las plantas eran los compuestos orgánicos. El resultado de estas observaciones fue la elaboración de una sustancia nutritiva (solución de Knops) empleada hasta la fecha y que históricamente se ha usado como componente básicos de los medios de cultivo. Posteriormente, Haber1andt (1898), citado por Hurtado (1987), realizó un intento de cultivo de células aisladas en tres géneros de monocotiledóneas (Erithronium, Onynithogalum y Tradescantia), sin obtener éxito, ya que no se observó división celular. Los progresos logrados en los treinta años siguientes a los experimentos de Ha1Jer1andt, fueron muy pocos, ya que varios investigadores reportaron trabajos desafortunados en el cultivo de células aisladas. Murashige y Shoog (1962), citados por Hurtado (1 !~87), desarrollaron un medio nutritivo con el que lograron un crecimiento rápido de tejidos det tabaco. En la actualidad, las sales inorgánicas de ese medio de cultivo, se usan con bastante éxito en todas las especies. En los años siguientes, se logró en muchas especies el desarrollo de plantas enteras a partir de células aisladas, Vasil e Hildebrandt (1965); el desarrollo de plantas haploides a partir de granos inmaduros de polen mediante cultivo de anteras (Nitsch y Nitsch, 1969) y así la totipotencia de una célula vegetal, concepto acuñado posiblemente por Krikorian Berguam en 1969, que es la capacidad de regeneración completa de un organismo, quedó finalmente probada. Actualmente se sabe que la totipotencia no se restringe a células o tejidos que en planta intacta tienen funciones meristemáticas, pues hay muchas evidencias de diferenciación utilizando como inóculo diversas partes vegetales que pueden o no formar callosidades antes de la inducción de morfogénesis según Evans, 1981 y Narayanaswamy, 1977, citado por Losoya. Las técnicas denominadas Cultivo de Tejidos o Cultivo In Vitro, iniciadas en1902, tendientes a conocer la morfogénesis de tejidos vegetales, han sido aplicadas a la micropropagación de plantas superiores con éxito (Zenk, 1978), citado por Muñoz, 1987. 9 El cultivo de tejidos vegetales es en la actualidad muy importante en la agricultura, entre otras aplicaciones, por la rápida propagación clonal de plantas, la preservación de germoplasma agronómico silvestre, el mejoramiento genético, entre otros. En los últimos años, estas técnicas han sobrepasado la fase de investigación en laboratorio, dando como resultado el establecimiento de laboratorios en todo el mundo, que producen masivamente muchas especies a escalas comerciales. Aún cuando han sido necesarias numerosas investigaciones para optimizar las condiciones nutrimentales y de incubación para muchas especies, también ha hecho falta investigar problemas relacionados con el establecimiento y manejo In Vivo de las plantas producidas In Vitro (Murashige, 1 B78), citado por Granada. La habilidad para que las plantas producidas In Vitro sobrevivan a este período de transición, puede ser una limitante para el uso comercial del cultivo de tejidos vegetales; sin embargo, sabemos que algunas especies se adaptan más fácilmente que otras. La multiplicación intensiva de plantas empleando las técnicas In Vitro, ha sido una poderosa herramienta en la floricultura del siglo XX. Este éxito ha propiciado el empleo de la micropropagación en hortalizas, frutales y más recientemente en especies forestales. Los resultados disponibles hacen suponer que la micropropagación sustituirá los sistemas convencionales de multiplicación de muchas especies (Escobar, 1985). Los efectos socioeconómicos que probablemente la biotecnología tendrá en el Tercer Mundo serán positivos en términos de incrementar la productividad de las especies tropicales, satisfacer necesidades futuras de alimentación, abrir nuevas oportunidades para el uso de tierras marginales y reducir el uso de agroquímicos. También podría haber efectos negativos potenciales, por ejemplo, al ofrecer la posibilidad de obtener productos de alto valor en cultivo de tejidos en países industrializados, desplazaría a los cultivos que hoy en día se producen para la exportación en el Tercer Mundo. Los efectos negativos potenciales de la sustitución deberán ser estudiados por agencias internacionales de desarrollo, que hagan los ajustes necesarios 10 para corregir los efectos económicos dañinos que pudieran resultar de la sustitución. La biotecnología representa un desafío particular para los países y los agricultores más pobres. Estos son los grupos que serán probablemente afectados más adversamente por los cambios sociales y de comercio que acompañan a las modificaciones en la tecnología agrícola. Las consecuencias comunes del cambio tecnológico son: el desplazamiento de granjas pequeñas por granjas mayores y el desplazamiento de centros de producción a nuevas áreas que han desarrollado una mayorventaja comparativa. El cambio tecnológico plantea un dilema. Sin un cambio en la tecnología es probable que sea adecuado el balance entre la oferta y la demanda de productos básicos en muchos países. Con el cambio tecnológico las granjas más pequeñas tienen mayor dificultad para ajustarse a las nuevas condiciones de producción. En la próxima década, habrá necesidad de apoyar a los países para disminuir los costos sociales y económicos de los cambios tecnológicos que están ocurriendo hoy. Reforzar la capacidad de investigación, facilitar la transferencia de tecnología vía las licencias adecuadas y los tratados de colaboración con laboratorios de investigación establecidos, buscar comercio irrestricto para los productos de exportación, proveer asistencia en la planeación de políticas de investigación y reconocer las necesidades específicas de los pequeños agricultores son algunos de los medios para lograr que el impacto socioeconómico de la biotecnología sea más favorable (Banco Mundial, 1989; Barker, 1990; Buttel, 1990). La biotecnología definida como el procesamiento industrial de materiales por medio de microorganismos y otros agentes biológicos para la producción de bienes y servicios implica un uso integrado de disciplinas como la bioquímica, la microbiología, la fitopatología, la fisiología vegetal, las ingenierías química, genética, enzimática y de fermentación, la biología molecular, la bacteriología, la agronomía, etc. integradas por la necesidad y finalidad de conocer y manejar las estructuras internas de los seres vivos (Cervantes, 1980). En cuanto a la biotecnología vegetal existen avances sustanciales pero en el campo de la ingeniería genética, considerada como de tercera generación, ésta se encuentra fundamentalmente en manos de capitales extranjeros. En el Catálogo Regional de Laboratorios de Biotecnología Vegetal (CATBIO) realizado 11 por la Oficina Regional para América Latina y el Caribe se elal)oró una encuesta en octubre 1990 y se aplicó al personal de los laboratorios existentes ( 153 de un total de 257) en 15 países de la región dedicados a esta investigación, el objetivo fue dar a conocer a la comunidad internacional los programas de instituciones públicas y privadas, los métodos biotecnológicos trabajados y su aplicación, y los recursos humanos, físicos tecnológicos disponibles en ellos con la idea de promover la cooperación y enlace entre estos países. Algunos de los resultados encontrados fueron los siguientes: - 32.2% se dedicaban a la investigación, el 40.8% a la investigación y docencia y el restante 27.0% tiene el carácter de comercio o privado. - El 77.1 % del personal empleado son profesionales en agronomía, biología y bioquímica y el 47.8 poseen posgrados siendo concentrados mayoritariamente en instituciones académicas. La experiencia de los investigadores está dirigida a cultivo de tejidos en un 30.2%, en fisiología vegetal en 14.2%, mientras que en genética y biotecnología molecular ocupan el 11.8 y 10.6% respectivamente. - De un total de 1367 proyectos, 723 corresponden a programas de alta prioridad en áreas de biotecnología aplicada o básica en cultivos alimenticios. - La distribución por especie fue del 20% para frutales, 29% a raíces y tubérculos, cultivos para la industria alcanzó el 10.2%, hortalizas, cereales y forestales el 8.9, 8.8 y 7.7% respectivamente, mientras que leguminosas tuvo un 4.8% y los forrajes 2.4%. - La micropropagación de ápices y/o micropropagación masiva comercial representa el 63% de todos los proyectos realizados (Cervantes, 1980). - Los obstáculos presentados para la investigación fueron la capacitación del personal, la disponibilidad de recursos y la falta de una red de información y/o investigación. - El grado de efectividad de los laboratorios se encuentra en un nivel medio (59.9%), esto fue medido en cuanto a la factibilidad para desarrollar y aplicar biotecnias para la solución de problemas de mejoramiento genético y de produooón (CATBIO, 1990). 12 Por lo que se refiere a la biotecnología agroindustrial, México ha estado involucrado en la investigación en este campo desde hace varias décadas. El desarrollo de la biotecnología iniciado en la ENCBIPN se continuó en el Departamento de Biotecnología y Bioingeniería del CINVESTAV. El DBB fue creado en 1972 y se otorgó especial importancia a las aplicaciones para la alimentación y el medio ambiente y se dio un énfasis especial al desarrollo de la bioingeniería para proporcionar la infraestructura en la que pudiesen apoyarse los desarrollos biotecnológicos. Durante la década de 1970, otras universidades tales como la Universidad Autónoma Metropolitana, la Universidad de Nuevo León, los Tecnológicos de Veracruz y Durango y otras instituciones de educación superior, comienzan a crear también sus departamentos dedicados a la investigación biotecnológica (Casas, 1980). Durante la década de 1980 seempiezan a formar instituciones orientadas a la investigación en la biotecnología de tercera generación, fundamentalmente en las áreas de la biología molecular y de la ingeniería genética. El Instituto de Investigaciones Biomédicas de la UNAM ya contaba desde la década de 1970 con un Departamento de Biología Molecular, orientado fundamentalmente al área de salud. En 1981 se crea en la U NAM el Centro de Fijación de Nitrógeno (CEFINI), cuya orientación desde entonces estuvo dada hacia la biología molecular. En 1982 se crea también en la UNAM el Centro de Investigación en Ingeniería Genética y Biotecnología (CIIGEBI). En el CINVESTAV, desde la década de 1970, se contaba con unidades de investigación en biología molecular y durante los ochenta se instaura una subsede del CI NVEST AV en la ciudad de I rapuato, en la que se empieza a conformar uno de los grupos hasta ahora más importantes en ingeniería genética de plantas. El recuento que se ha incluido en este inciso no tuvo como propósito elaborar una historia de la biotecnología en México, sino solamente esquematizar los orígenes de las instituciones. Es importante enfatizar que esta área de investigación ha hecho ya avances importantes en México y cuenta con un desarrollo institucional que le ha permitido generar una infraestructura consistente en personal entrenado, instalaciones y equipo en las instituciones de investigación. A pesar de que el análisis que se incluye en las siguientes secciones es de carácter estático es importante enfatizar que es el producto de los esfuerzos desarrollados durante varias décadas. 13 CARACTERISTICAS DE LA CAPACIDAD BIOTECNOLOGICA EN MEXICO AREAS DE INVESTIGACION México cuenta con un gran número de instituciones en las que se realizan actividades de investigación en biotecnología vegetal y agroindustrial. Par.a efectos de este estudio se analizaron 38 unidades de investigación en biotecnología vegetal y 24 unidades para el área de biotecnología agroindustrial. En total el análisis que se presenta en este escrito considera 62 unidades que realizan investigación en biotecnología. Los proyectos de investigación en proceso en estas unidades fueron agrupados de acuerdo a sus áreas de trabajo. CUADR01 Biotecnología de plantas y agroindustrial Número de instituciones eor deeendencia administrativa i área de investigación. Biotecnología de plantas Biotecnología industrial Area de Mejora- Biotec- Estudios Fijación Fermen- Tecnología Bioinge- Mejora- Investigación Micropropagación miento nología básicos biológica taciones enzimática niería miento ge- Dependencia y preservación genético industrial del nético de administrativa de de de nitrógeno microor- germoplasma plantas plantas ganismos Universidades 10 3 2 4 15 7 4 3 4 autónomas Centros 12 2 2 2 11 10 5 7 1 federales y estatales e institutos tecnológicos Instituciones 2 3 1 2 3 3 descentralizadas Centros 2 internacionales Instituciones 1 3 1 Total 24 20 5 8 28 23 10 14 6 Fuente: Datos clasificados de entrevistas personales y de cuestionarios enviados a investigadores de biotecnología de octubre de 1986 a junio 1987. 14 Del cuadro 1 se concluye que las áreas de investigación más trabajadas en biotecnología son: micropropagación, fijación biológica del nitrógeno y fermentaciones. Se observa una concentración de la investigación en el área de la micropropagación. Este es uno de los campos de la biotecnología que ha sido ya comercialmente aplicado. Es también importante resaltar que la micropropagación es el único campo que muchas unidades investigan, ya que 21 instituciones de 38 en biotecnología vegetal trabajan en esta área. Con respecto a la investigación en nuestro país el trabajo de la Dra. R. Casas nos muestra el panorama de las capacidades científico tecnológicas (humanas y técnicas) que existen para hacer frente al cambio tecnológico que vivimos hoy día. Partiendo del uso de la biotecnología vegetal realizada por instituciones públicas y privadas así como centros educativos se observó que los procesos biotecnológicos más utilizados se refieren a la micropropagación de plantas, centrándose en flores, frutales y plantas ornamentales. Las áreas de investigación en biotecnología vegetal son: micropropagación, mejoramiento genético, cultivo industrial de tejidos de plantas, estudios básicos y fijación biológica de nitrógeno; en cuanto a la biotecnología agroindustrial se trabaja con fermentaciones, tecnología enzimática, bioingeniería y mejoramiento genético de microorganismos. Es un hecho que México no puede ser un gran generador de biotecnología, pero hay sectores y ramas en donde sí es posible participar e incluso competir con otras naciones que se encuentran a nuestro mismo nivel y que también han tenido resultados positivos, la clave está en trabajar en aquellos productos o procesos de producción que no interesan a los países desarrollados pero que sí tendrían repercusiones sociales y económicas benéficas a la nación. Se posee la capacidad técnica y humana y no hay que desaprovechar esta infraestructura. No se ha querido presentar a la biotecnología como el único modelo capaz de sacar adelante la problemática del campo mexicano, existen procesos que son posibles de aplicar para el beneficio colectivo como también se está aprovechando el uso de tecnologías tradicionales en el tratamiento de problemas fitopatológicos; tenemos que considerar los obstáculos que están presentes en cualquier innovación, la experiencia está presente y debemos aprovecharla. 15 IMPACTO SOCIOECONOMICO DE LA BIOTECNOLOGIA VEGETAL Y AGROINDUSTRIAL La biotecnología vegetal en México está actualmente orientada hacia cultivos ornamentales, hortícolas, frutícolas e industriales, cuyo objetivo central es la obtención de material vegetativo para la exportación o la exportación directa de los cultivos. Dado que las técnicas de cultivo de tejidos vegetales tienden a ser técnicamente propicias para las especies que se han mencionado y no para las especies que se reproducen por semillas, la orientación actual de la investigación biotecnológica en México se basa entonces tanto en la importancia comercial de las especies investigadas como en la existencia de técnicas que permiten obtener una más rápida regeneración de plantas idénticas que por los métodos convencionales. LIMITACIONES PARA EL DESARROLLO BIOTECNOLOGICO Una de las preocupaciones centrales de esta investigación consistió en aplicar un conjunto de criterios de análisis de naturaleza cualitativa que permitiera identificar los problemas y limitaciones relacionados con el desarrollo biotecnológico en México y en particular con el que se relaciona con la agricultura y la agroindustria. Es así que al inicio de este estudio se seleccionaron diversos criterios para el análisis de este campo de investigación: viabilidad científica y técnica de la investigación biotecnológica, factibilidad económica de los procesos en desarrollo, oportunidades políticas y relevancia social de la capacidad de investigación en este campo. Estos criterios result~ron relevantes para comprender los problemas específicos tanto de orden interno como externo de esta área de investigación. Atendiendo a los criterios anteriores las principales limitaciones para el desarrollo de la biotecnología vegetal y agroindustrial en México se resumen a continuación: 1) Existen limitaciones científicas y técnicas para el desarrollo de los procesos y los productos biotecnológicos. Dichas limitaciones son de carácter diferente para la biotecnología vegetal y la agroindustrial. Estas dos áreas de la investigación biotecnológica confrontan actualmente diversas limitantes de carácter científico y técnico que impiden su desarrollo y limitan su relevancia potencial para los problemas agrícolas y alimentarios de México. 2) Existen también limitaciones relacionadas con la factibilidadeconómica de los procesos biotecnológicos que impiden demostrar el rendimiento de los mismos. Este es uno de 16 los factores que explica la falta de· aplicación industrial de procesos que han completado la fase experimental de laboratorio o que inclusive han sido probados a nivel piloto. Este factor combinado con el escaso interés del sector industrial por invertir en plantas piloto en las que pueda probarse y mejorarse la rentabilidad de los procesos y por un interés predominante del sector productivo por industrializar solamente aquéllos que resulten altamente rentables, independientemente de su relevanciasocioeconómica, explican en cierto grado lo incipiente de la industria biotecnológica mexicana. 3) Otras limitantes son de carácter institucional debido a las caracteristicas predominantes de la estructura organizativa de las instituciones de investigación y a su falta de definición de políticas de investigación. Tales problemas de organización y de falta de definición de políticas afectan en general al conjunto del sistema científico y tecnológico en México. 4) La gran mayoría de las instituciones estudiadas no realizan investigación exclusivamente en biotecnología, sino que cubren diversos campos de desarrollo científico y tecnológico. Las unidades de investigación que realizan investigación biotecnológicasolamente lo hacen en alguna o algunas de las disciplinas que la conforman, y no se observa un trabajo interdisciplinario en este campo de investigación. 5) Existe una fuerte tendencia hacia la dispersión de las actividades, lo que se origina en parte por la creación de nuevas instituciones, que en su mayoría no cuentan con los recursos hu manos, financieros y materiales necesarios para consolidarse como centros de investigación. 6) Otras limitaciones se originan en las actitudes de los investigadores hacia su trabajo, entre quienes aún prevalece la falta de una conciencia social y la definición y claridad con respecto al papel de la ciencia y la tecnología en la sociedad y a su importancia para un país subdesarrollado. Basándonos en lo antes expuesto podemos decir que el estudio de la vialidad comercial está dentro de lo aceptable ya que el servicio o bien producido, a través de estas técnicas, beneficia ampliamente a la comunidad en general, sin necesidad de asumir los costos que implica un estudio económico completo de cada uno de los cultivos que se pueden producir. 17 Impacto del uso rentable de la biotecnología en la producción: Los desarrollos de la biotecnología en la década pasada han sido acompañados frecuentemente por afirmaciones exageradas sobre su impacto potencial en la agricultura. Hoy en día se dispone de predicciones más realistas en lo que respecta a la aplicación potencial de nuevas tecnologías en la agricultura y al tiempo probable que tomarán estas aplicaciones. Algunas aplicaciones representativas, actuales o potenc:iales, de las plantas modificadas genéticamente sobre el medio ambiente. PLANTAS Resistencia o tolerancia a herbicidas tales como: -Glifosato -Atrazina -Sulfonilorea (clorosulfurón y sulfometurón) -lmidazolinona -Bromoxinil -Fosfinotricina Resistencia a enfermedades: -Enfermedad de agalla de la corona (tabaco) -Virus del mosaico del tabaco (y virus relacionados) -Virus del enroscamiento de la hoja de papa Resistencia a pesticidas Cultivos protegidos con la toxina BT, incluyendo tabaco (principalmente como herramienta de investigación) y tomate. Semillas con contenido incrementado de sustancias anti-ingestión para reducir las pérdidas por insectos durante su almacenamiento. Tolerancia incrementada hacia factores ambientales, incluyendo: -Salinidad -Resequedad 18 -Temperatura -Metales pesados Incrementos en la fijación de nitrógeno Aumento en la fijación de nitrógeno por plantas no leguminosas, independiente de su asociación con bacterias simbióticas. Algas marinas Algas modificadas para incrementar la producción de compuestos tales como B- caroteno y agar, o para aumentar su capacidad para secuE~strar metales pesados (por ejemplo oro y cobalto) del agua de mar. Silvicultura Arboles con resistencia a enfermedades o herbicidas, con mayorvelocidad de crecimiento, o más tolerantes al estrés ambiental. La vialidad técnica de este trabajo es factible ya que los diferentes métodos por los cuales se pueden producir plántulas están comprobadas ampliamente como se describen en las técnicas de micropropagación asexual a través de cultivos de tejidos vegetales. 19 TECNICAS DE MICROPROPAGACION ASEXUAL, A TRAVES DEL CULTIVO DE TEJIDOS VEGETALES. Se entiende por micropropagación de plantas, la reproducción vegetativa de las mismas mediante el cultivo de tejidos y la función de células In Vitro. Esto permite la producción masiva y rápida de plantas genéticamente idénticas y libres de virus. El proceso de regeneración de plantas se practica a partir de tejidos, órganos ó células (raíz, vástago, meristemos, anteras, etc.) Gonzalo Arroyo y Mario Waissbluth, 1988. A) CULTIVO DE RAIZ El cultivo de raíces fue una de las primeras aplicaciones de los cultivos asépticos, ya que por largos períod9s se mantuvieron con éxito mediante una serie de subcultivos. Los estudios realizados con el cultivo de raíces han contribuido con nuevos descubrimientos a la fisiología vegetal y han aumentado el conocimiento acerca del metabolismo de los carbohidratos, el papel de los iones minerales, vitaminas y hormonas en el crecimiento vegetal, así como la diferenciación y el desarrollo de raíces. Este cultivo, ha aportado un sistema experimental idóneo para el estudio de las rutas de los metabolitos en la raíz. Los estudios sobre el mecanismo de la nutrición de raíces aisladas han proporcionado información básica con respecto a los factores que pueden regular el crecimiento. Se ha demostrado que las raíces de la mayoría de las especies requieren vitaminas como la Tiamina para un crecimiento prolongado y que la Piridoxina y el Acido Nicotínico son benéficos, pero no esenciales. Por medio de estudios In Vitro, se ha concluido que las raíces intactas dependen normalmente de la porción aérea para un suplemento adecuado de vitaminas (Luna Rosales, 1987). B) CULTIVO DE CALLOS La propagación masiva de plantas requiere de la proliferación del inóculo en el cultivo, de manera que se puedan estimular muchos centros de regeneración de plantas en un solo tejido u órgano. Otra opción puede ser propiciar la proliferación de células en forma desorganizada 20 BIBLIOTECA ~~A(o"LCp para dar origen a un callo de crecimiento activo, del cual se pueden transplantar después pequeñas porciones para que continúe la proliferación en medios sólidos o líquidos. La organización de estos callos ya sea hacia la organogénesis o a la embriogénesis, producirá un número casi ilimitado de plantas. Desde el punto de vista morfogénico, la característica más importante del callo es la totipotencialidad de sus células, ya que, en general, con un manejo adecuado de las condiciones nutricionales, hormonales y ambientales, tienen la capacidad de desarrollar brotes, raíces, embriones, etc., los cuales pueden llegar a formar plántulas completas, resistentes a condiciones adversas como un grado elevado de salinidad, la presencia de toxinas, la alta concentración de metales pesados y otras.(Robert y Loyola, 1987) C) CULTIVO DE CELULAS EN SUSPENSION El cultivo de células en suspensión consiste en un conjunto de células aisladas, así como de pequeños racimos celulares (Narayanaswamy, 1977; Kurz y Constabel, 1979; Wilson, 1980; Dods y Roberts, 1982; Henderson, 1983), citados por Hurtado, 1987. El establecimiento de un cultivo de células en suspensión puede lograrse directamente a partir de un inóculo (mesófilo de hoja, fragmento de cotiledón, etc). Estos cultivos de células en suspensión, generalmente sonheterogéneos, con células aisladas y pequeños agregados celulares. La porción entre ambos, así como su tamaño, depende de la especie vegetal de la cual se ha derivado el cultivo, de la composición del medio y de las condiciones ambientales; las células en suspensión pueden inducirse para la formación de embriones, los que potencialmente pueden producir plántulas completas al colocarlos en un medio sólido. La regeneración de plántulas completas a partir de un cultivo de células en suspensión se ha realizado para un número muy restringido de especies vegetales, principalmente herbáceas como tabaco (Nicotiana tabacum), espárrago (Asparagus oficianalis) y zanahoria (Daucus carota). 21 D) CULTIVO DE PROTOPLASTOS El ténnino protoplasto, se refiere a una célula vegetal desprovista de su pared esquelética. Se manifiesta bajo la fonna de una célula esférica, limitada por su membrana plásmica. La técnica de preparación de protoplastos se aplica desde hace mucho tiempo en fonna mecánica o enzimática; sin embargo, fue hasta los años sesentas cuando su uso fue establecido; en este tiempo fueron aisladas y purificadas las diferentes enzimas capaces de digerir los componentes de la pared celulósica. El aislamiento y fusión de protoplastos ha sido el paso más importante en el cultivo de tejidos vegetales, ya que sus implicaciones son de gran alcance, principalmente en los estudios de fitomejoramiento e hibridación somática; también son un medio útil para estudios básicos de embriología vegetal, pues los protoplastos tienen la capacidad de captar para sí organelos (cloroplastos, mitocondrias, etc.), infonnación genética ajena (ADN), virus, bacterias, etc. (Smith, 1976), citados por Hurtado, 1987. Una de las características que hacen importante el cultivo de protoplastos es que, por estar aislado el conjunto de células, cada protoplasto puede ser usado como un sistema celular individual, lo que pennite manejarlo igual que a un microorganismo, hecho que nos permite efectuar estudios sobre mecanismos de infestación viral y lograr la obtención, manejo y aislamiento de líneas celulares híbridas o mutantes, entre otros aspectos. E) CULTIVO DE ANTERAS Con la introducción de técnicas para la inducción de androgénesis, que es el desarrollo dt! aploides a partir de anteras, mediante el cultivo de estacas, se ha incrementado la evidencia de que los métodos In vitro, podrían acelerar la producción de aploides para programas de mejoramiento. Las plantas aploides también son importantes en estudios de inducción de mutaciones y para la producción de plantas homocigotes (Wageningen, 1985). Para la producción de aploides In vitro, es importante tomar en cuenta el estado de desarrollo de las anteras, status fisiológico de la planta madre, por ejemplo: edad, fotoperíodo, intensidad de luz, temperatura y nutrición. 22 F) CULTIVO DE VASTAGO Su utilidad es para la micropropagación ó propagación clonal para evitarla heterogeneidad en las plantas, ó bien, en plantas que producen poca semilla ó que no producen y también en plantas con períodos de larga dormancia. La principal ventaja de este método de cultivo, es el relativo corto periodo de tiempo y espacio requerido para producir un gran número de plantas idénticas a partir de una individual. Este método, que involucra cuatro pasos: iniciación de cultivos asépticos, multiplicación de vástago, enraizamiento y transferencia a suelo, también podría ser usado en plantas con grandes problemas de enfermedades. G) CULTIVO DE MERISTEMOS Su principal utilidad es la obtención de plantas libres de virus y se basa en el cultivo de una sección muy pequeña de la planta, la que se encuentra en la parte terminal y no tiene haces vasculares diferenciados; por lo anterior, el tamaño del explante utilizado es muy importante, ya que entre más grande es éste, hay más posibilidad de infección, pero si es más pequeño, tiene menos probabilidades de regeneración. La micropropagación se puede definir como la multiplicación masiva de una especie a partir de un tejido u órgano bajo condiciones In Vitro, en condiciones asépticas, sometidas a un adecuado control de luz y temperatura, así como el desarrollo de los inóculos en un medio químico favorable (Escobar Araya, 1985). VENTAJAS DE LA MICROPROPAGACION El número de plantas derivadas de genotipos, puede ser incrementado aceleradamente, reducir el tiempo de multiplicación ó multiplicarse grandes cantidades de plantas en un espacio físico reducido, a bajos costos y por tiempos económicamemte costeables; también permite un mayor control sobre la sanidad del material durante la propagación y transportarse el material In Vitro con menos restricciones, individualizar los virus, seleccionar en búsqueda de tolerancia a la sequía, salinidad del suelo y toxicidad del aluminio, aumentar la variabilidad genética y producir híbridos para inducir nuevas variabilidades, incorporar a los cereales genes fijadores del nitrógeno y propagar especies forestales clonalment13, pero además la principal ventaja podría ser el aumento de la productividad de los agroecosistemas marginados. 23 Por lo que se le considera un mercado altamente rentable ya que en primer lugar se pueden producir estos cultivos durante todo el año bajo condiciones controladas, alcanzando los mejores precios de venta en el mercado. Sin embargo podemos detallar la micropropagación de algunas especies que tienen una demanda alta en el mercado nacional; mencionaremos de una manera breve algunas especies: MAIZ Se ha dado especial importancia al cultivo de embriones inmaduros, mediante el aislamiento durante diferentes períodos después de la polinización e iniciando y manteniendo la callosidad en sales de Murashige y Skoog, reforzadas con aminoácidos. La formación de tallos y raíces se logró sin necesidad de este regulador de crecimiento, pero el establecimiento en el suelo fue deficiente. FRIJOL Los informes a los que se tiene acceso, señalan la dificultad para regenerar plantas de frijol in vitro, aunque éste no es el caso para otras leguminosas comestibles (Laget y Berthon, 1986). Un mayor control de semillas y procedimientos de cultivos inducirá aumentos de 20 a 30% en la productividad por hectárea, de aquí al año 2000, en los países industrializados (Joumal of Pesticida Reform, 1986). ARROZ Entre los cereales, posiblemente el arroz sea la especie más trabajada In Vitro y en lo que se denominan los medios de cultivo específicos para la diferenciación. El cultivo de polen, anteras, células, protoplastos, etc., está enfocado a lograr un mejoramiento genético, al grado de tener químicamente identificados los marcadores genéticos y aunque se han obtenido nuevos y prometedores materiales de siembra, cabe mencionar que existen otros cultivos básicos como la avena, la cebada, el sorgo, el chícharo, etc., que se han trabajado in vitro con éxito. 24 CULTIVOS HORTICOLAS En esta clasificación se encuentran especies de las que se pueden comer una o varias secciones frescas de la planta. Entre las hortalizas importantes se cuenta con 25 especies que se han estudiado en cultivo de tejidos, de las cuales se han regenerado plantas completas de espárrago, brócoli, col, pepino, berenjena, fresa, jitomate, entre otras. FLORES Y PLANTAS ORNAMENTALES En ningún otro renglón de la explotación de plantas se ha utilizado tan eficientemente la micropropagación, como en los cultivos de las flores y plantas ornamentales. Considerando que en la mayoría de los casos se han utilizado como inóculo los ápices, tallos, ramas, yemas y nudos, el sistema ha permitido un gran incremento de plantas genéticamente idénticas, en donde posiblemente el límite de producción, en términos de miles de millones de plántulas en determinado tiempo, está en función de la capacidad humana y de las instalaciones en cuanto a cantidad y calidad delpersonal, número y frecuencia de uso de cámaras de siembra, cuartos de incubación, invernaderos, viveros, etc. (Holdgate, 1977) Detallar la micropropagación de este grupo de plantas, incluyendo herbáceas y leñosas, ocuparía mucho espacio, por lo que sólo mencionaremos de una manera breve algunas especies: ORQUIDEA El informe de Knudson , sobre la propagación de la orquídea por semilla, dio origen a muchos trabajos que culminaron con el establecimiento de sistemas comerciales de micropropagación, pudiéndose utilizar además,como inóculo, los ápices del tallo, la yema y la hoja, los nudos, las inflorescencias y las yemas florales, los rizomas y las raíces. El cultivo in vitro de semillas, ha demostrado ser el más eficiente, pues en un frasco de 1 O cms. de diámetro, se pueden obtener cientos de plantas. Otra ventaja es que favorece la germinación y el establecimiento de individuos producto de cruzas. 25 y CLAVEL Los beneficios adicionales a la multiplicación masiva del Clavel in vitro, son la obtención de una planta libre de patógenos y la recuperación del vigor, por lo que generalmente se inicia el cultivo con ápices y meristemos con varios primordios foliares. Como en los casos anteriores, las sales que más se emplean son las de Murashige y Skoog. VIOLETA AFRICANA Este es otro ejemplo de planta fácilmente reproducible por cultivo de tejidos, utilizando como inóculo fragmentos de hoja y pecíolo. El método tradicional de obtención de una planta, por hoja enraizada, es cuestión de meses. Con la micropropagación se puede incrementar el rendimiento por lo menos 50 veces, además, con este sistema se recupera vigor en los individuos resultantes (Rao, 1977). El cultivo de tejidos vegetales en México, según los autores de estos trabajos, se sitúan dentro del ciclo de investigación básica-investigación aplicada-desarrollo tecnológico, para determinar las condiciones óptimas para reproducir vegetativamente ciertas especies, con las condiciones de cultivo como solución y hormonas empleadas, luz, temperatura, etc., y con el material genético utilizado en el mismo cultivo. Este juicio que puede parecer algo crudo, se sustenta en el hecho de que sólo algunas de las unidades comprometidas en la investigación sobre la micropropagación y preservación de plantas , posean paralelamente a los laboratorios de cultivo de tejidos, estudios básicos que permitirían comprender mejor la fisiología y la genética de las plantas, así como los mecanismos involucrados en la regeneración vegetativa in vitro. Finalmente, conviene concluir que los datos presentados muestran claramente el predominio de los trabajos centrados en flores y plantas ornamentales y en especies frutales. El presente trabajo nos muestra las diferentes técniGas de cultivo de tejidos por las cuales se puede producir una gran cantidad de cultivos vegetales llegando a ser una empresa altamente rentable y con un costo mínimo de inversión. Dentro del análisis económico se incluyen las siguientes partes: 26 1.- Costos de producción. 2.- Equipo e instrumentos. 3.- Gastos de operación. 4.- Costo de la infraestructura. Los costos de producción dependen del cultivo que se quiere reproducir, además tomando en cuenta la mano de obra que se necesita para producir la cantidad de plántulas que se desean, así como el costo de agua, luz y gas. En cuanto a equipo e instrumentos, se presentan los costos aproximados para preparar un medio nutritivo. 27 EQUIPAMIENTO INICIAL PARA UN LABORATORIO DE CULTIVO DE TEJIDOS 1.· Para preparar un medio nutritivo: CANT. MINIMAS UNIDAD ART.MOD.EQUIVALENTE, ESPECIF. COSTO APROX.EN DOLARES 1 Pi.a. Autoclave, Mar. Forge "Sterilmatic" 3,645.00 1 Pi.a. Balanza Analítica, Mettler AE100 2,320.00 1 Pi.a. Balanza, Macro, Mettler PE160 1,640.00 1 Pi.a. Ph-Meter, Corning Mod. 140 586.00 1 Pi.a. Congelador 1,895.00 1 Pi.a. Carro, acero inox. Cal. 20,3 anaqueles, 224.00 61/2 X 261/2 X 321/4. 1 Pi.a. Lavaplatos, labconco #44004 2,695.00 1 Pi.a. Depósito de agua, Corning #3510-W 8.29 1 Pi.a. Baño de Agua, Azul M, Magni Whirl 3.85 1 Pi.a. Quemador, placa caliente, gas, VWR 18640-024 1.45 1 Pi.a. Agitador, magnético, VWR, Mod. 200 1.59 1 Pi.a. Mezclador, vortex 1.56 1 Pi.a. Media fuente, Unispense 1,154.00 3 Pi.a. Microespátulas, doble filo, acero inox. 12.00 4 Pi.a. Buretas, 250ml. kinble #17080 F 212.40 6 Pi.a. Anillo base, base rectangular, 36" 97.56 12 Pi.a. Tenaza, versátil, abraz. de vinil, gde. 121.20 12 Pi.a. Tenaza, versátil, abraz. vinil micro 96.00 10 Pi;a. Tenazas tomillo 18.00 10 Pi;a. Tenazas pinza 7.64 12 Pi;a. Sostén de tenaza 42.00 2 Cajas Cajas para esterilizacion de pipetas, 40.80 40.80 redondas, acero inox. 2 Cajas Cajas de platos de Petri, acero inox. 79.26 2 Pi;a. Termómetro, 0-150 11C. 73.00 12 Pqte. Guantes, Zetex 93.50 10,000 Pi;a. Tubo de cult., vidrio, 25 x 150 mm. 2,100.00 Bellco, #2010-25150 10,000 Pi;a. Aislador de tubos de cult., polipropileno 621.00 Bellco, # 2007-2500 . 20 Pi;a. Gradillas para tubos de cultivo, acero inox., 40 3.40 lugares para tubos de 25 mm.Belloo, # 2027-25040. 48 Pi;a. Matraces, De long, 50 mi., 2.68 Bellco # 2511-00050. 144 Pi;a. Matraces, De long, 125 mi., Bellco # 2511-00125. 622.20 28 CANT. MINIMAS UNIDAD ART.MOD.EQUIVALENTE, ESPECIF. COSTO APROX. 500 Pza. Platos Petri, para esterilizar, plástico 15 :,e 100 mm. 66.50 500 Pza. Platos Petri, para esterilizar, plástico 1 O x 35 mm. 119.90 500 Pza. Vasos de cultivo de plástico Magenta GA-7 111.00 500 Pza. Vasos de cultivo de plástico Magenta GA 7-3 111.00 1 Pza. Gabinete deshidratante, acero inox. 212.50 12 Pza. Botellas, reactivo, para muestras de suelo, 500 mi. 74.40 24 Pza. Botellas, reactivo, groung-vidrio, 1,000 mi. 190.50 4 Pza. Botellas de lavado, polietileno, 250 mi. 17.80 12 Pza. Pipetas Mohr, 0.1 mi. 94.00 12 Pza. Pipetas Mohr, 1 mi. 35.00 12 Pza. Pipetas Mohr, 5 mi. 35.00 12 Pza. Pipetas Mohr, 10 mi. 150.00 18 Pza. Pipeta serológica, orificio grande, 1 mi. 306.00 18 Pza. Pipeta serológica, orificio grande, 5 mi. 324.00 18 Pza. Pipeta serológica, orificio grande 1 O mi. 346.00 18 Pza. Pipeta serológica, orificio largo 25 mi. 133.80 1 Pza. Canasta lavadora de pipetas, Nalgene. 69.50 1 Pza. Pomo para pipetas, Nalgene, 38.00 3 Pza. Llenadores de pipetas, VWR # 53497-053 1000 45.00 1,000 Pza. Pipetas Pasteur 66.00 12 Pza. Bulbo de plástico para pipeta Pasteur 47.00 5 Pza. Cilindro graduado, PMP, 10 mi. 23.75 5 Pza. Cilindro graduado, PMP, 50 mi. 30.60 5 Pza. Cilindro graduado, PMP, 100 mi. 34.30 5 Pza. Cilindro graduado, PMP, 250 mi. 43.25 5 Pza. Cilindro graduado, PMP, 500 mi. 56,00 5 Pza. Cilindro graduado, PMP, 1000 mi. 69.10 5 Pza. Cilindro graduado, PMP, 2000 mi. 119.00 48 Pza. Matraces, Erlenmeyer, boca angosta, 125 mi. 204.00 48 Pza. · Matraces, Erlenmeyer, boca ancha, 250 mi. 400.00 48 Pza. Matraces, Erlenmeyer, boca ancha, 500 mi. 396.00 6 Pza. Matraces, Erlenmeyer, boca angosta, 1,000 mi. 71.19 6 Pza. Matraces, Erlenmeyer, boca angosta, 2,000 mi. 96.00 3 Pza. Matraces, Erlenmeyer, boca angosta, 4,000 mi. 51.75 24 Pza. Charola, tipo cafetería, autolavable 166.80 5 Pza. Algodón anti-absorbente. 8.46 10 Gramos Cepillo, para tubo de ensayo. 12.80 5 Pza. Cepillo, flask 22.23 5 Pza. Cepillo, buret 5.66 10 Pza Filtro de papel, Wathman #50,9 cm. 162.50 10 Pza. Filtro de papel, Wathman #42,9 cm. 162.50 5 Pza. Filtro de papel, Wathman # 5,9 cm. 36.25 5 Pza. Filtro de papel, Wathman # 2,7 cm. 127.50 29 CANT. MINIMAS UNIDAD ART.MOD.EQUIVALENTE, ESPECIF. COSTO APROX. 48 Pi.a. Unidades de filtro de membrana desechables, 146.88 0.2 u, 115 mi. 500 Gramos Nitrato de Amonio (NH4N03), AR, Cristales. 14.15 500 Gramos Fosfato de Amonio (NH4H2P04), AR, Cristales. 23.10 500 Gramos Sulfato de Amonio ((NH4) 2 S04),AR, Granulado. 20.55 500 Gramos Cloruro de Calcio (CACL22H20), AR, Granulado. 31.80 500 Gramos Nitrato de Calcio (CA(N03)2 4H20),AR, Granulado. 16.50 125 Gramos Cloruro de Cobalto (COCL2 6H20) AR, Cristales. 65.75 500 Gamos Sulfato de Cobre (CUS04 5H20), AR, Cristales. 16.90 125 Gramos Disodio EDTA {Acido Etileno Disodio), AR, polvo. 32.90 500 Gramos Sulfato ferroso (FES04 7H20), AR, Granulado. 13.60 500 Gramos Sulfato de magnesio (MGS04 7H20),AR, Cristales. 27.00 500 Gramos Sulfato manganeso (MNS04 H20), AR, Cristales. 44.00 500 Gramos Clorato de Potasio (KCL),AR, Cristales. 11.70 125 Gramos Lodo de potasio (KI), AR, Cristales 15.65 500 Gramos Nitrato de potasio (KN03), AR, Cristales. 15.50 500 Gramos Fosfato de potasio (KH2 P04), AR, Cristales. 21.10 500 Gramos Molibdato de Sodio (NA2 M004 2H20),AR Cristales. 73.60 25 Gramos Sulfato de adenina dehidratado 31.85 50 Gramos lnositol. 11.05 5 Gramos Tiamina, HCL 9.10 100 Gramos Acido Nicotínico 8.20 10 Gramos Piridoxina, HCL 9.40 25 Gramos L-Asparagina 9.80 25 Gramos L-Glutamina 9.20 100 Gramos Acido Aminoacético 8.00 50 Gramos L-Tiroxina 12.95 1 Gramos Aminoácido natural 30.25 100 Gramos Acido Ascórbico 9.05 100 Gramos Acido Cítrico 6.80 250 Gramos Caseína Hidrolizada 10.15 500 Gramos Extracto de Levadura 10.10 500 Gramos Extracto de Malta 14.00 125 Gramos Nutriente Broth 14.55 500 Gramos Carbón, acrivado, neutralizado 12.60 1,000 Gramos Agar 80.00 100 Gramos Agarosa 194.00 500 Gramos Dimetilsulfóxido 284.00 1 Gramos Carbencilina, sal disódica en cristales. 51.85 2 Gramos Cefataxima 129.00 1 Gramos Sulfato de gentamicina, cristalina 42.85 30 2.- Para transferencias de tejidos: CANT. MINIMAS UNIDAD ART.MOD.EQUIVALENTE, ESPECIF. COSTO APROX. 1 Pza. Capucha de lámina para flujo de aire. 3,500.00 2 Pza. Banco de laboratorio 138.00 1 Pza. Microscopio para disección 1 Pza. Lámpara de fibras ópticas 195.00 2 Pza. Repisa de acero inoxidable para enfriamiento de instrumental quirúrgico. 6 Pza. Pinzas 91/2" pott Smith, Miltex #6-158 90.00 6 Pza. Pinzas estándar. 27.78 6 Pza. Pinzas de microdisección, Clay Adarns # 6441". 216.00 6 Pza. Mango para bisturí, #7 90.00 1,000 Pza. Navaja desechable de bisturí para cirujano #10. 575.00 1,000 Pza. Navaja desechable de bisturí, para cirujano #11. 575.00 1,000 Pza. Navaja desechable de bisturí, para cirujano,# 15. 129.00 3 Pza. Bisturí, una pieza, acero, 5" 15.60 3 Pza. Microespátulas doble filo, acero inoxidable. 6.49 1,000 Pza. Aguja para jeringa hipodérmica 27 calibre 91.50 2 Pza. Quemador de gas, Touch-o-Matic, automático. 150.40 3 Pza. Matraz, almacenamiento, 2 litros, Bellco, # 2530-02000. 12 Pza. Campana de llenado aséptico Bellco, #5611-00070. 171.00 1 Pza. Reloj para controlar desinfestación 47.00 1 Pza. Tarro para campana de vacío, Nalgente. 42.66 1 Pza. Bomba, aspiradora de expulsar aire para vacío. 49.00 12 Pza. Aguja para disección. 57.28 2 Pza. Anillo de inoculación bacteriológica. 100.00 500 Pza. Tubos de ensayo, 18 x 150 mm sin borde. 28.90 70 Metros Trapo (ó lienzo, etc.) 34.00 1 Pza. Afilador de piedras 42.00 25 Litros Alcohol (etilo isopropil) 31 3.- Incubación de Cultivos. CANT. MINIMAS UNIDAD 1 Pza. 1 Pza. 1 Pza. 1 Pza. 1 Pza. 12 Pza. 1 1,000 20 Pza. Pza. Pza. ART.MOD.EQUIVALENTE, ESPECIF. Escalera 3 peldaños retraíble lncubador, baja temperatura programado con luz. Aparato Rollodrum, Mod. TC 4, con tambor para 80 tubos de 1" Vibrador giratorio Mod. G 1 O, con plataforma, para 96 flask (frascos) de 125 mi. Higrotermógrafo, Cuarto de enfriado, calentamiento, humedecedor y deshidratador. Filtros Hepa para pared, filtros de carbón para pared, repisas para cultivo. Termostato de seguridad. Gradillas para tubos de cultivo, inclinación de 450, polipropileno, 1 O 25- x 150 mm. Gradillas para tubos de cultivo acero inoxidable, para 40 tubos de 1" 4.- Para protoplasto, crecimiento celular y estudios citológicos. CANT. MINIMAS UNIDAD 1 1 1 1 1 1 48 40 2 2 12 10 10 1 3 ART.MOD.EQUIVALENTE, ESPECIF. Vibrador giratorio, nuevo modelo científico Brunswick G76 con plataforma para 25-50 mi., flask De Long. Microscopio, compuesto, fluorescente. Microscopio, invertido, fluorescente. Microscopio para disección con iluminación. (Ver pasos quirúrgicos y de transferencia de tejidos). Aparato para electrofusión, Zimmerman, con cámaras de fusión. Centrífuga, banca-top, IEC Central 7 Tubos centrífuga de 15 mi. Corex. Tubos centrífuga de 15 mi. Cónico y Granulado. Contador manual Hemacitómetros. Embudos, pequeños de polipropileno Porta objetos. Cubre objetos de vidrio, 22 mm. cuadrados. Lámpara de alcohol. Bomba vacía de operación manual Nalgene # 6130-0020. 32 COSTO APROX. 116.40 5,510.00 560.00 2,536.00 1,283.00 72.20 1,175.00 COSTO APROX. 1,675.00 1,680.00 1,940.00 1,044.00 15,000.00 5,700.00 148.64 62.00 28.80 63.76 9.60 90.00 67.50 3.50 690.00 CANT. MINIMAS UNIDAD ART.MOD.EQUIVALENTE, ESPECIF. COSTO APROX. 250 Goteras de una pieza, Nalgene, 1 .6 mi. 60.00 1,000 Puntas para micropipetor, plástico, 1 O. 58.00 1 Pectinasa, PASE, Worhington. 120.00 1 Pectoliasa Y 23, S 204.75 1 Celulisina, Calbiochem- Behring 28.00 1 Celulisa, CEL, Worhingron. 40.00 1 Driselasa, Sigma. 13.60 500 D-Manitol 11.00 1 Nitex swiss, rnonofilamento, Screen Fabric, de 40 u. 31.00 1 Nitex swiss, rnonofilamento, Screen Fabric, de 90 u. 21.00 1 Calcoflúor blanco M2R 8.80 5 Diacetato de fluoresceina 4.80 5 Cloro IPC (lsopropil n-C3-clorofenil carbamato) 3.75 10 Alcohol etílico. 97.00 100 Cloroformo 22.95 100 Cr03, AR, Cristales. 22.80 500 Acido Nítrico. 20.00 500 Acido Acético Glaciar. 15.75 500 Acido Propiónico 16.65 500 Acido Láctico 33.25 5 Orceína 40.75 33 Consideraciones específicas para el diseño de una Planta de Cultivo de Tejidos 1. - Preparación de Medio A. Gabinetes para artículos de vidrio, herramientas, artículos en general. B. Provisiones de agua: 1.- Agua caliente 2.- Agua fría 3.- Agua destilada 4.- Agua desmineralizada o redestilada. C. Vertederos amplios. D. Tomas de gas. E. Tomas de vacío. F. Salidas eléctricas. 1.- 11 O v. 2.- 220 v. G. Abastecimiento de vapor. 1.- Vapor de baja presión. 2.- Vapor de alta presión para autoclave. H. Aire acondicionado. l. Locaciones para el equipo permanente. J. Capuchas sobre las autoclaves para quitar el vapor y el calor. 34 2.- Almacenamiento A. Enfriamiento rápido. B. Filtración de aire y sello de aire. C. Repisas para almacenamiento, algunas con inclinación de 30-45º 3.- Quirúrgico/Cuarto de transferencia. A. Aire acondicionado y filtración de aire. B. Ventilas para escape de vapores de alcohol. C. Lavadero para tirar los desinfectantes usados y agua de enjuague. D. Fuente de vacío para esterilización de filtros. E. Tomas de gas. F. Salidas eléctricas. 1.- 110 v. 2.- 220 v. G. Gabinetes de almacenamiento. H. Superficie adecuada para manejo de Protoplasto. l. Provisiones para equipo especial. J. Sellos de aire, (candados). 35 4.- Cuartos de incubación. A. Provisiones para enfriamiento, calentamiento, humectación y deshidratación. B. Muro con filtros HEPA, para flujo de aire laminar, horizontal. C. Aire de retomo del techo por medio de filtros de carbón activado. D. Provisiones para la renovación periódica de aire en el cuarto. E. Controles de temperatura. 1.- Termostato día-noche. 2.- Llave o control de seguridad en cada cuarto contra fallas de los sistemas de enfriamiento y calentamiento. F. Programación de fotoperíodo en cada cuarto. G. Repisas para cultivos. 1.- Intensidades lumínicas adecuadas. 2.- Lámparas con una emisión de espectro adecuado. 3.- Locación externa de balastras. 4.- Difusores para una dispersión uniforme de luz. 5.- Carriles fijos para facilitar el cambio o reparaciónde filtros EPA. 6.- Diseño para propiciar el flujo laminar de aire en el cuarto. H. Provisiones para vibradores, fermentadores, toradores y otros aparatos de cultivo. 1.- Sellos de aire. 5.- Laboratorio de Análisis. A. Equipo requerido para analizar químicos y bioquímicos. B. Equipo necesario para microtécnica. 36 6.- Otras necesidades. A. Cuarto general de almacenamiento. B. Cuarto para lavado de artículos de vidrio, material de la planta. C. Oficinas. D. Biblioteca y cuarto de conferencias. E. Instalaciones para baños y duchas. 7. Consideraciones para Invernadero: 1.- Regulaciones de luz, sombra, fotoperíodo. 2.- Regulación de temperatura. 3.- Control de humedad relativa. 4.- Aire filtrado. 5.- Material empleado para el piso. 6.- Exclusión de insectos. 7.- Desalinización de agua. 8.- Sistema de niebla. 9.- Irrigación y fertilización automatizada. 1 O.- Mezlcas esterilizadas de tierra. 11.- Almacenamiento para artículos de invernadero. 12.- Bancas para potting y reportes. Dentro del aspecto "gastos de operación", tenemos que tomar en cuenta la depreciación y amortización de los equipos e instrumentos que se adquirieron estableciendo la depreciación de 1 O años para el equipo y 2 años para los instrumentos de cristalería. También entran los gastos de mano de obra calificada y no calificada incluyendo los gastos de administración y ventas. 37 En lo que respecta al costo de la infraestructura, en esta parte se marca la inversión de la obra física en la que incluye la compra del terreno, construcciones, remodelaciones y otras obras complementarias relacionadas principalmente con el sistema productivo del laboratorio. Para cuantificar estas inversiones es posible utilizar estimaciones aproximadas de costo, si el estudio se realiza a nivel de prefactibilidad. Sin embargo, en nivel de factibilidad la información debe perfeccionarse mediante estudios complementarios de ingeniería que permitan una apreciación exacta de las necesidades de recursos financieros en la inversión del laboratorio. 38 ARROYO, GONZALO Y MARIO WAISSBLUTH. Desarrollo biotecnológico en la producción agroalimentaria de México. CEPAL en México, 1988. CASAS, ROSALBA. Las capacidades de investigación biotecnológica en México en el área agroalimentaria. Tendencias durante la década de 1980. U.N.A.M. CERVANTES REYES, ESTHELA. Agroecologfa vs Biotecnología. Consideraciones sobre la polémica. Departamento de Sociología, U.A.M. -A ESCOBAR ARAYA, HUGO. Micropropagación del nopal (1985) (Opuntia spp.) Instituto de Agronomía, Universidad de Tarapaca, Casilla 287, Arica, Chile, pp 169-170. GRANADA CARRETO, L. Manejo de plantas de invernadero (S.F) Biogenética, Industrial, S.A. México, D.F. pp 161-162. HOLDGATE, O.P. Propagation of Ornamentals by Tissue Culture. J. Reinert - Y.P.S. 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