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RIAA 1(1) 2010: 7-15 Revista de Investigación Agraria y Ambiental
Variación somaclonal y selección in vitro con toxinas
como herramienta en la búsqueda de resistencia a
enfermedades en plantas: Revisión
Carlos Patiño Torres
cpatinot@yahoo.com
Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente.
Universidad Nacional Abierta y a Distancia CEAD Palmira, Colombia
Resumen.- La diversidad alélica es un requisito fundamental para el éxito de los programas de
ftomejoramiento. En casos en los que la reserva de genes es escasa existen varios mecanismos para
aumentarla artifcialmente, incluyendo la obtención de variantes somaclonales a través de técnicas de
cultivo de tejidos vegetale in s vitro. La variación somaclonal es un fenómeno natural que ocurre en los
procedimientos de cultivo de tejidos, a través del cual pueden recuperarse mutantes con o sin ventajas
adaptativas. Cuando este fenómeno se utiliza para generar mutantes con características prediseñadas,
a través del uso de un agente de selección artifcial, el proceso se denomina selección in vitro. Si lo
que se busca es producir material vegetal con resistencia y/o tolerancia a enfermedades, el agente de
selección puede ser el microorganismo etiológico, sus partes, o sus productos metabólicos, incluidas
sus toxinas. Consideraciones de costo, sencillez y efcacia, hacen que esta técnica sea particularmente
apta para los países en vía de desarrollo. En este documento se revisan los fundamentos científcos
que la sustentan.
Palabras clave: Cultivo de tejidos, Resistencia a enfermedades, Selección in vitro, Variación somaclonal.
Allelic diversity is a fundamental requirement for successful plant breeding programs. When gene
pool is limited, several mechanisms are available for variability enrichment, for example, obtaining
somaclonal variants through in vitro techniques. Somaclonal variation is a natural phenomenon
that occurs in the procedures of plant tissue culture, through is possible to recover mutants with
or without adaptive advantages. When this phenomenon is used to generate mutants with specifc
traits, through the use of an agent of artifcial selection, the process is icaln vleitr d o selection. When
looking for generating plant material that is resistant/tolerant to diseases, the agent of choice may be
the causative organism, its parts, or its metabolic products, including toxins. Considerations of cost,
simplicity and efciency, make this technique particularly suitable for developing countries. In this
paper, we review the scientifc basis underpinning this method.
Key words: In vitro selection, Plant disease resistance, Plant tissue culture, Somaclonal variation.
radas por las condiciones propias del cultivo Introducción
de tejidos y células in vitro, y las variaciones
genéticas “verdaderas”, producto de mutac-ioUn hecho ampliamente reportado en los l-a
nes azarosas. En cualquier caso, el fenómeno boratorios de cultivo de tejidos y microprop - a
gación vegetal, es que muchas plantas obte-ni se conoce como variación somaclonal.
das in vitro presentan diferencias fenotípicas,
Las variaciones epigenéticas, debido a su na-morfológicas o bioquímicas en comparación
con el fenotipo de las plantas donadoras de turaleza, son inestables y se revierten con una
los explantes. Larkin y Scowcrof (1981), dis- alta frecuencia en las líneas celulares, sin que
haya consecuencias fenotípicas en las plan-tinguieron claramente dos tipos de causas: la
variación epigenética transitoria, debida pr -o tas regeneradas (Sánchez-Chiang & Jiménez
bablemente a las condiciones de estrés gene- 2009). Por el contrario, la variación somaclo -
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nal de origen genético sí se transmite y expresa costosos, y dependen de las fuctuaciones n-a
en la descendencia de las plantas regeneradas. turales en la abundancia del inóculo; por otro
Cuando esta capacidad intrínseca de variación lado, estos métodos están condicionados a los
de los cultivos crecidos in vitro es potencial-i factores que infuyen en la dispersión del pat -ó
zada a través de la adición de un agente de se- geno, la infección, el desarrollo y expresión de
lección al medio de cultivo, es posible obtener la enfermedad (Borras et al. 2001). En
compavariantes “somaclonales” con tolerancia a ese ración, la selección in vitro requiere menos
esfuerzo y una menor implementación logística, agente de selección; esta técnica se denomina
además de que, no se ve infuenciada por las “selección in vitro” (Lestari 2006).
complicaciones relacionadas con los factores
epidemiológicos que usualmente afectan los Aunque la variabilidad genética es esencial
para la creación de plantas con características procedimientos de selección en campo.
agronómicas superiores, las mutaciones es-
pontáneas ocurren con una frecuencia extre- Variación somaclonal como
madamente baja; por esta razón las técnicas fundamento de la selección in vitro
de inducción de variación somaclonal const-i
tuyen una potente herramienta para lograr un El cultivo de células, tejidos y órganos veget- a
rápido incremento en la variabilidad genética les in vitro está generalmente asociado a varios
de las especies cultivadas (Okole et al. 2000). problemas de calidad fsiológica, epigenética
En este procedimiento la presión de selección y genética, como la recalcitrancia, la
hiperhipuede ser aplicada a un número de células dricidad y la variación somaclonal (Cassells &
considerablemente, evitando la selección de Curry 2001). Aunque esta última puede ser
plantas individuales en pruebas de campo indeseable en algunos casos, como cuando se
convencionales. El agente de selección puede requiere mantener la identidad clonal del m-a
ser de origen biótico o abiótico (v.g r.metales terial propagado, también tiene implicaciones
pesados, sales, herbicidas, ftotoxinas, virus, importantes para los programas y estrategias
etc.), de acuerdo con los fnes que se persigan de ftomejoramiento (Karp 1995, Jain 2001).
(Lestari 2006).
Existen varios factores que inciden en la o-b
En general, el tejido más ampliamente usado tención de variación somaclonal (Karp 1995).
para la selección es el callo, aunque pueden Como regla general, entre mayor sea el nivel
utilizarse también otros explantes que con- de desorganización del tejido del explante y
ducen a una organogénesis directa. El callo mayor el tiempo que éste pasa en la fase de
tiene la ventaja de ser producido fácilmente y cultivo in vitro, mayores serán las
probabilidade que puede regenerarse potencialmente en des de generar variación somaclonal. Esta
vaplántulas. Además, la carencia de cutícula fa-ci riación se ve infuenciada por la constitución
lita la toma de moléculas pequeñas tales como genotípica y los niveles de ploidía del
explanlas ftotoxinas (Okole et al. 2000). te, por lo que si se considera un mismo grado
de ploidía, algunos genomas pueden ser más
La selección in vitro ha sido aplicada a varios estables que otros. El tipo y la concentración
tipos de cultivos, en los cuales se han utilizado de reguladores de crecimiento en el medio
varios agentes de selección. En tomate ((Ly-co de cultivo infuyen también en la generación
persicon esculentum Mill.), por ejemplo, la se- de variación somática ya que éstos pueden
lección in vitro ha sido explotada con éxito en actuar como mutágenos (especialmente los
la búsqueda de líneas tolerantes a varios tipos sintéticos), o infuir sobre la división celular,
de estrés bióticos y abióticos como la presen- el grado de crecimiento desorganizado y la
cia de sales, drogas y ftotoxinas (Bhatiet a al. proliferación selectiva de tipos celulares
espe2004). cífcos. Por último, generalmente se observa
que, entre más viejo y más especializado es el
Aunque las ventajas del método de selección in explante, mayor es la posibilidad de recuperar
vitro pueden ser las mismas para todo fn, en el variación en las plantas regeneradas. Jelenic
caso de la búsqueda de líneas resistentes a en- y colaboradores (2001) plantearon la impor -
fermedades sus benefcios son evidentes. Por tancia de las condiciones ambientales durante
un lado, los métodos convencionales de mejo- el cultivo y la presencia o ausencia de agentes
ramiento que buscan la resistencia a enferme- selectivos in vitro, como generadores de
variadades son altamente demandantes de tiempo, ción.
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A nivel molecular, la ocurrencia de variación tica. En primer lugar está el desbalance en la
somaclonal está asociada a mutaciones pun- reserva de nucleótidos intracelulares que se
presenta durante el ciclo del cultivo in vitro. tuales, rearreglos y recombinaciones cromo -
sómicas, metilación del ADN, alteración en En segundo lugar, hay diferentes formas de
el número de copias de segmentos de ADN, y recombinación mitótica que incluyen el
enocurrencia de elementos transponibles ( Jain, trecruzamiento somático y el intercambio de
2001), estos aspectos se detallan a contin-ua cromátides hermanas y también no
homóloción. gas, los cuales podrían producir varios de los
tipos de rearreglos cromosómicos observados
en cultivo de tejidos.Citogenética de la variación
somaclonal
Elementos transponibles y
Se ha demostrado que la variación somaclo - variación somaclonal
nal está asociada a cambios cromosómicos de
diferente tipo y en diferentes niveles, y que es El hallazgo de elementos transponibles en
virtualmente ubicua para todas las especies cultivo de tejidos de maíz, sugirió una posible
con protocolos de regeneración en cultivo in relación entre la variación somaclonal y estos
vitro (Lee & Phillips 1988, Jain 2001). En un elementos móviles (Lee & Phillips 1988). Los
contexto general, los cambios incluyen aneu- elementos transponibles, en particular los
reploidias y euploidias de las células cultivadas trotransposones, son ubicuos dentro de los
y los regenerantes. A nivel estructural, se han genomas vegetales y pueden representar el
observado deleciones, adiciones, translo - 50% de la secuencia de éstos (Kumar &
Bencaciones, inversiones e incluso fusiones de netzen 1999), o hasta el 90% en especies con
cromátidas no homólogas. Los cambios más un muy alto contenido de ADN, pero con un
frecuentes en la mayoría de las especies son número similar de genes (Heslop-Harrison et
los de tipo estructural, y dentro de estos, los al. 1997).
que involucran pérdida de cromatina (Lee &
Phillips 1988). Cualquiera que sea el tipo de Datos de hibridación in situ sobre cromosomas
modifcación estructural, siempre requiere la metafásicos y sobre el núcleo profásico han
reruptura de la cromatina y en algunos casos el velado que secuencias de retrotransposones
intercambio y unión de las moléculas. tales como el Ty1-copia 19 están dispersos a
todo lo largo de la eucromatina, algunas veces
Se ha demostrado que estos eventos de re- a aleatoriamente y otras no aleatoriamente
derreglos y deleciones cromosómicos pueden pendiendo de la especie vegetal y del tipo de
involucrar cromosomas específcos o regiones elemento móvil estudiado (Heslop-Harrison
específcas dentro de los mismos, las cuales et al. 1997). Sin embargo, muchos elementos
habitualmente incluyen segmentos de hete-ro están presentes en muy poca cantidad o
aucromatina (Lee & Phillips 1988). El hecho de sentes en ciertas regiones (v.gr., centrómeros,
que la variación somaclonal esté asociada con regiones heterocromáticas intersticiales y -ter
las regiones heterocromáticas, puede deberse minales y sitios de ADN ribosomal) (Kumar
a que éstas presentan una replicación tardía & Bennetzen 1999).
en la fase S (Turner 2001), que puede pr-o
piciar fallas en los mecanismos de regulación Los retrotransposones, al igual que los
elemende la transición entre las fases S y M del ciclo tos transponibles, pueden generar mutaciones
celular (Lee & Phillips 1988). Sin embargo, insertándose dentro o próximos a los genes.
aunque varias investigaciones sugieren que Más aún, los retrotransposones inducen
mugenomas con mayor contenido de heterocr-o taciones que son relativamente estables dado
matina generan más variantes somaclonales que ellos se transponen vía replicación,
reteque aquellos con un contenido menor; otras niendo la secuencia en el sitio de inserción.
han demostrado una relación inversa entre el Estas mutaciones pueden ser causa de inact- i
contenido de heterocromatina y la variación vación génica o alteraciones en los patrones de
somaclonal (Karp 1995). expresión de los genes, o de la estructura de las
proteínas que codifcan (Kumar & Bennetzen
Lee y Phillips (1988) propusieron otros me- 1999). De hecho, se debe esperar que
genocanismos citológicos que podrían causar o mas que portan elementos transponibles sean
hacer parte del proceso de variación somá- más inestables en cultivo in vitro que aquellos
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que no los poseen, o los tienen en menor can- los niveles de ROS se incrementan bajo
contidad (Karp 1995). diciones de estrés. Las prácticas de corte del
En este sentido, existe evidencia sufciente de explante al inicio del cultivo in vitro y en los
que un porcentaje signifcativo de las mut - a subcultivos posteriores pueden por sí mismas
ciones en las plantas manipuladas in vitro son generar estrés oxidativo, de la misma forma
debidas a la activación inducida de retrotran- s en que lo hacen el hipoclorito y/o las sales de
posones durante el proceso de cultivo de célu- mercurio que se utilizan en la esterilización de
las y tejidos (Kumar & Bennetzen 1999). Sin los tejidos (Cassells & Curry 2001).
embargo, Kubis y colaboradores (2003)
clonaron por PCR fragmentos de retroelemen- El daño oxidativo en el cultivo de tejidos
puetos del grupo gipsy y del grupo LINE y de los de expresarse como hipermetilación o hipo -
transposones En/Spm, a partir del genoma de metilación del ADN, cambios en el
complepalma de aceite, sin encontrar diferencia en la mento cromosómico incluyendo poliploidías
organización genómica de las diferentes clases y aneuploidías, rompimiento de las hebras
de elementos transponibles entre palmas pr -o cromosómicas, rearreglos cromosómicos y
venientes de semillas (parentales) y aquellas deleciones y substitución de bases nucleotíd- i
regeneradas mediante cultivo de tejidos que cas (Cassells & Curry 2001).
presentaban una morfología anormal y aborto
foral. Metilación epigenética del ADN
y variación somaclonal Papel de las especies reactivas de
oxígeno (ROS) en la variación Varios reportes en los últimos años han mos -
somaclonal trado una correlación entre la hipermetilación
de residuos de citosina en el ADN, próximo o
Las ROS son otra causa de variación somaclo - dentro de los genes o los promotores génicos,
nal, ya que su infuencia sobre el ciclo celular y los niveles reducidos de expresión génica
puede resultar en la generación de mutacio- (Kubis et al. 2003). La acetilación de histonas
nes por el daño oxidativo que ejercen sobre el y la metilación del ADN trabajan en combin-a
ADN nuclear y organelar, a través de un poten- ción para regular la transcripción
epigenéticacial redox celular alterado (Cassells & Curry mente ( Joyce et al. 2003).
2001). Son sustancias que se originan como
subproductos de las rutas metabólicas norm- a Kubisy colaboradores (2003) encontraron
les de la planta, especialmente en las reaccio- que en la palma de aceite la variación somaclo -
nes fotosintéticas y de respiración. El sistema nal estuvo asociada a un nivel y patrón
diferende transporte de electrones de la fotosíntesis te de metilación de las secuencias del ADN.
tiene el potencial para producir especies act- i Durante el cultivo de tejidos, la digestión con
vas como el singlete de oxígeno y el radical su- la endonucleasa de restricción McrBC reveló
peróxido. Esta última molécula puede a su vez una reducción a lo largo de todo el genoma
generar peróxido de hidrógeno (Arora et al. en la metilación del ADN, la cual se restauró
2002). Aunque el radical superóxido y el pe- prácticamente a los niveles normales en los
róxido de hidrógeno son relativamente poco árboles regenerados. Los análisis con HPLC
peligrosos, en presencia de iones de hierro o mostraron que los niveles de metilación eran
iones de cobre producen el radical hidroxilo, levemente más bajos en los árboles
regeneramuy reactivo sobre los sustratos orgánicos dos comparados con la planta parental. Los
(Arora et al. 2002). En presencia de estos mis- autores concluyen así, que la alteración en la
mos iones, las ROS también pueden generar metilación del ADN es una posible causa de
moléculas altamente mutagénicas, tales como una expresión génica anormal (Kubis et al.
los radicales peroxil y alcoxil (Cassells & Cu- 2003).
rry 2001).
Utilización de ftotoxinas en Bajo condiciones fsiológicas normales, los
programas de selección in vitro efectos y potenciales daños de estas especies
para resistencia a enfermedades químicas son controlados por sistemas
endógenos que involucran enzimas y diferentes
sustancias antioxidantes que mantienen la Cuando se pretende llevar a cabo un
prograhomeostasis de la célula vegetal. Sin embargo, ma de selección in vitro para resistencia a
en10 11RIAA 1(1) 2010: 7-15 Variación somaclonal
fermedades en plantas, los explantes deben Sin embargo, el examen de los síntomas de
someterse a la acción de uno o más agentes una enfermedad puede hacer presumir que
que hagan presión de selección sobre las célu- una toxina está implicada en la patogénesis.
las en la etapa de cultivo. Estos agentes pueden El amarillamiento, la marchitez, las lesiones
incluir las células mismas del patógeno, fltr-a de colores brillantes y la necrosis, son
causados de cultivo, o sustancias purifcadas que das generalmente por toxinas. Además, si los
tengan papeles esenciales en el proceso pat-o síntomas se producen en sitios alejados del
sitio de infección (penetración) del patógeno, génico. Entre estas últimas, las ftotoxinas han
sido ampliamente utilizadas, particularmente puede sospecharse muy fuertemente que una
cuando se trata de enfermedades fungosas ya ftotoxina está involucrada en el desarrollo de
que muchos hongos producen toxinas que la enfermedad (Strobel 1982).
pueden desactivar las funciones celulares del
hospedero o matar a las células huésped antes Cuando se tienen en cuenta las actividades y
efectos biológicos, antes que sus cualidades de la infección o durante una etapa necrotr - ó
estructurales, se reconocen dos grandes gru-fca. Por esta razón, los ensayos de selección
pos de toxinas: Las toxinas específcas o sele-cnormalmente implican la evaluación previa de
la ftotoxicidad (Patiño 2010). tivas de hospedero y las toxinas no específcas
o no selectivas de hospedero (Yoder 1980,
LuYoder (1980) defnió las ftotoxinas como me- cas 1998). Las primeras fueron descritas por
Pringle y Schefer (1964) como productos tabolitos producidos por el patógeno, que son
metabólicos de un microorganismo patógeno requeridos para que ocurra la enfermedad o
que son tóxicos únicamente para un hospede-que, aunque no estén implicados en el inicio
ro determinado y son determinantes del rango de la enfermedad, son requeridos como
comde hospederos y/o de la especifcidad del pa-ponente parcial para su desarrollo. En
consetógeno (Walton 1996, Osbourn 2001, Tom-cuencia, según existen ftotoxinas requeridas
ma 2003). Por su parte, las toxinas no sele-cpara la patogenicidad y ftotoxinas requeridas
tivas de hospedero son producidas tanto por para la virulencia. Cuando actúan como factor
hongos como por bacterias ftopatógenas y su de patogenicidad (entendida ésta como un
principal cualidad es que afectan un amplio criterio cualitativo), la toxina es esencial para
rango de especies vegetales, incluso aquellas que el patógeno cause la enfermedad, en tanto
que el organismo productor de la toxina nor -que cuando actúan como factor de virulencia
malmente no infecta. Estas toxinas contribu-(entendido como un término cuantitativo) la
yen a la virulencia o al desarrollo de síntomas toxina incrementa la extensión de la
enfermeen la enfermedad, pero por defnición las tox-idad (Mitchell 1984). Según Lucas (1998) las
nas no selectivas no son determinantes prim - aftotoxinas tienen dos propiedades
importanrios del rango de hospedero (Walton 1996).tes, tienen actividad a muy bajas concentrac-io
nes y son móviles dentro de la planta por lo
que pueden actuar a distancia desde el sitio de Ensayos de ftotoxicidad
infección.
A pesar de ser semicuantitativa, la prueba cr- í
Como grupo, estas toxinas no tienen caracte- tica de la ftotoxicidad de una sustancia es la
rísticas estructurales comunes. Pertenecen a inducción de síntomas completos o parci-a
clases tan diversas como péptidos u otros de- les de la enfermedad, los cuales se presentan
rivados de aminoácidos, terpenoides, glicósi - después de la aplicación de tal sustancia a los
dos, fenoles, derivados de poliacetato α-pirona tejidos intactos o lacerados del hospedero, un
y polisacáridos, o una combinación de estas ejemplo de esto es la aparición de necrosis y
y otras clases de moléculas (Strobel 1982). clorosis cuando la toxina se inocula en las ho -
Cómo y en qué nivel infuyen estas toxinas jas (Strobel 1982). Otros bioensayos útiles
en el proceso de patogénesis para un patosi-s para probar la toxicidad son la inhibición de
tema particular es materia de debate perm- a la germinación de semillas y la inhibición del
nente dado su alto grado de heterogeneidad crecimiento radical ( Jayasankar et al. 1999,
estructural y funcional, debido también a que Walton 1996).
el estado de enfermedad es un proceso sum-a
Los ensayos cuantitativos son aquellos en los mente complejo del que no se conocen todos
los detalles a nivel bioquímico, fsiológico y cuales la lesión causada por la toxina es med-i
molecular. da directamente y usualmente son preferidos
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para la evaluación del efecto de la toxicidad. acuerdo con su tamaño molecular, ya sea por
Por ejemplo, la alteración del plasmalema pue- precipitación con solvente o cromatografía -so
de medirse por la liberación de electrolitos o bre fltros moleculares. Para las toxinas de
mela depolarización de la membrana (Strobel nor tamaño, puede usarse la extracción directa
1982). Estas aproximaciones cuantitativas y con solventes y la subsiguiente purifcación
semicuantitativas son válidas tanto para t- oxi con HPLC u otras técnicas cromatográfcas
nas selectivas como no selectivas de hospede- (Strobel 1982).
ro ( Jayasankar et al. 1999, Walton 1996).
Una vez hecho esto, el paso siguiente es
comprobar la actividad biológica de la toxina en el Uso de toxinas para la generación de
tejido de la planta para la cual se busca resi-smateriales vegetales con resistencia
tencia. Borras y colaboradores (2001) encon-a enfermedades
traron una correlación directa entre la
concentración de fltrado de cultivo de Fusarium En 1973, Carlson demostró por primera vez
subglutinans y el área necrosada de segmentos que las células y protoplastos vegetales
pofoliares de variedades susceptibles de piña, drían ser seleccionados en cultivo para
resisinoculados con los fltrados. Demostraron tencia a toxinas de patógenos y que podían
además que el fltrado necrosaba el tejido fo-regenerarse plantas con una respuesta alterada
liar de variedades resistentes, pero en una pr-oa la infección por el patógeno a partir de estas
porción menor que el de las variedades sus-células cultivadas in vitro (Daub 1986,
Jayaceptibles. Según los autores, este último punto sankar & Gray 2003).
demostraría que el ácido fusárico, principal
componente del fltrado, tiene un compor -La selección in vitro usando ftotoxinas puede
tamiento no específco sobre variedades sus-ofrecer una alternativa a la selección en campo
ceptibles y resistentes. Una vez comprobada como se ha demostrado para varias
interacciola actividad ftotóxica, el fltrado que contiene nes planta-patógeno y puede permitir la sele- c
la toxina o la toxina purifcada, es usado como ción de características importantes en la re-sis
agente de selección e incluido en el medio de tencia a enfermedades a través de la selección
siembra para el cultivo in vitro del explante de de somaclones (Dugdale et al. 2000, Borras et
la planta a seleccionar. Bajo estas condiciones al. 2001). Se han desarrollado varios
protocopuede esperarse que sólo las células que han los efcientes de selección para resistencia a v-a
adquirido resistencia a la toxina crezcan y se rios patógenos de plantas usando fltrados de
dividan y sin éstas las que se seleccionan para cultivo y toxinas purifcadas en experimentos
los protocolos de regeneración. El mecanismo de selección (Patiño et al. 2007), en los que la
que subyace a la aparición de este nuevo est-asensibilidad de la planta a la toxina y una ev-i
do de “resistencia” en el material previamente dencia de la susceptibilidad de la planta int-ac
susceptible, es la variación somaclonal. ta al patógeno, son requisitos para el éxito.
Existen varios ejemplos de la aplicación de Un método de selección para resistencia es la
toxinas y otros factores de estrés como agen-selección en un solo paso, en la cual se agrega
tes de selección en los cuales se han obtenido una concentración letal del agente selectivo al
evidencias de resistencia originada por varia-medio de cultivo; otro método es la selección
ción somaclonal. En la berenjena, una especie paso a paso, en la cual la concentración del
de solanácea, se han obtenido variantes s-oagente selectivo se incrementa gradualmente,
maclonales con resistencia a enfermedades y hasta que se llega a una concentración letal
con tolerancia a la salinidad (Collonnier et al. (Borras et al. 2001).
2001). Nyange et al. (1995) generaron
protoDando por supuesta la existencia de un prot -o plastos y células con resistencia a
Colletotricolo de regeneración de la especie vegetal, la chum kahawae en plantas de café; Jayasankar
primera etapa en el procedimiento es el aisl-a y colaboradores (1999) encontraron que cul -
tivos embriogénicos de mango seleccionados miento y purifcación de las toxinas involucr-a
contra el fltrado de cultivo o ftotoxinas de das. Las ftotoxinas pueden aislarse de los p-a
C. gloeosporioides, presentaron una resistencia tógenos cuando éstos crecen bajo condiciones
de cultivo y una vez que el parásito se remueve aumentada contra el patógeno y expresaron
del medio de cultivo por fltración o centrifu- nuevas proteínas relacionadas con la
patogégación, las substancias pueden separarse de nesis in vitro. Ejemplos adicionales se dan en
12 13RIAA 1(1) 2010: 7-15 Variación somaclonal
Jayasankar y Gray (2003), Jayasankar (2005) rápida y efcaz de variantes genéticos vs.
vay Lestari y colaboradores (2006). riantes epigenéticos; e) no requiere de
insumos o infraestructura especializada y f) es una
técnica bien sustentada científcamente.Perspectivas
En cuanto a los fnes, la técnica se adapta -fáLa selección in vitro ha sido ampliamente ut -i cilmente a las siguientes necesidades: a) gene-lizada a nivel mundial para la producción de ración de germoplasma resistente/tolerante a germoplasma vegetal resistente o tolerante a factores de estrés abiótico (v.gers. trés hídrico, enfermedades ( Jayasankar & Gray 2003) y salinidad, metales pesados), condición que ge-limitantes abióticos ( Jayasankar 2005, L-es neralmente tiene una base genética compleja; tari 2006). Sin embargo, ha sido subutilizada b) selección directa de mutantes con toleran-en Colombia y Latinoamérica, según puede cia y/o resistencia a factores bióticos con base
verse al hacer una búsqueda de literatura s-o genética monogénica; c) generación de
ornabre el tema en la base de datos latinoame -ri mentales con características novedosas (v.gr.
cana Scielo (www.scielo.org). Los reportes tamaño, color, textura) y d) estudio y análisis
encontrados evidencian el uso de la técnica en de los mecanismos de interacción molecular
Brasil y Colombia, con esfuerzos dirigidos a entre las células de las plantas y los ftopa-tó
la obtención de material vegetal con toleran- genos, así como las respuestas de las células
cia a la salinidad (Ulisses et al. 2000, Ulisses vegetales a los estrés abióticos.
et al. 2002, Barroso et al. 2003), a altos niveles
de aluminio (Dantas et al. 2001) o a ftopat-ó
Discusión y Conclusionesgenos (Patiño et al. 2007, Gomes-Oliveira &
Matsumura 2001).
La variación somaclonal es el resultado de
eventos aleatorios, genéticos o epigenéticos, En la región, y particularmente en Colombia,
que ocurren durante el proceso de cultivo de existen laboratorios y un recurso humano alt - a
tejidos y que modifcan el fenotipo de las plan-mente califcado en las diferentes técnicas de
tas y/o tejidos regenerados. Aunque tal var-iacultivo de tejidos y resulta sorprendente que
ción en el fenotipo puede tener consecuencias esta técnica no haya sido adoptada con mayor
indeseadas en algunos casos, en otros const-ifrecuencia pese a sus ventajas. Las consider-a
tuye un método práctico para generar varia-biciones sobre los aspectos fnancieros, logísticos
lidad en el reservorio genético de la mayoría y ambientales asociados, permiten considerar
de las especies vegetales.a la selección in vitro como una herramienta
oportuna y particularmente apta para las con- Los mecanismos responsables de la variación diciones socioculturales y económicas de los somaclonal varían desde la pérdida de seg-países en vía de desarrollo; en tal sentido, los mentos cromosómicos hasta cambios nucle-ogrupos de investigación en biotecnología agr -í tídicos puntuales y cambios en los patrones de cola del país, adscritos a entidades de carácter metilación del ADN. Sin embargo, en la mayo-público y privado, deberían evaluar sus poten- ría de los casos las causas son multifactoriales. cialidades y considerar su implementación. Aunque el fenómeno es inherente al
procedimiento de cultivo de tejidos, la tasa de Como punto de partida en este sentido, la t- éc aparición de variantes somaclonales puede nica de selección in vitro tiene algunas vent-a incrementarse a través del uso de sustancias
jas que hacen que su uso sea recomendable: a) que ejercen una presión de selección sobre el
no implica técnicas de manipulación genética explante y de esta forma, obtener células con
molecular; b) permite la manipulación simul - adaptación al agente de selección. Si éste es
tánea de un número prácticamente ilimitado una ftotoxina, pueden obtenerse, en teoría,
de células en un solo ciclo de selección, lo que plantas con algún grado de resistencia o
toleaumenta la probabilidad de obtener algún mu- rancia al patógeno productor de la toxina. Esta
tante con una respuesta fenotípica adecuada a práctica se denomina selección in vitro.
los fnes del mejoramiento; c) existen prot -o
colos de regeneración in vitro efectivos para Debido a su bajo costo, sencillez y efcacia,
muchas especies de importancia económica, éste es un proceso biotecnológico de amplio
lo que garantiza una aplicabilidad amplia de potencial para los países del trópico, en
espela técnica; d) hay disponibilidad de muchas cial para su aplicación en germoplasmas con
técnicas moleculares para una discriminación reservas genéticas estrechas.
12 13RIAA 1(1) 2010: 7-15 Patiño
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Recibido: 4 de junio de 2010
Aceptado: 12 de julio de 2010
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