LA PROPAGACIÓN VEGETATIVA
A DIFERENCIA de lo que sucede en los vertebrados, la semilla
es liberada cuando aún sus tejidos no se han diferenciado totalmente. La
semilla contiene células embrionarias que daran origen a todos
los tejidos de la nueva planta después del proceso de
germinación; ademas, muchas de las células de los tejidos
vegetales ya maduros conservan la potencialidad de diferenciarse y dar origen a
diversas estructuras; estas células forman parte de meristemos primarios
y secundarios que pueden encontrarse en todos los órganos de las
plantas. Gracias a esto es posible obtener plantas
enteras a partir de tejidos de yemas, tallos, raíces y hasta hojas de
casi cualquier planta.
La propagación clonal o vegetativa de plantas es una producción a
partir de partes vegetativas. Se utilizan tejidos vegetales
que conserven la potencialidad de multiplicación y diferenciación
celular para generar nuevos tallos y raíces a partir de cúmulos
celulares presentes en diversos órganos. Este tipo de
propagación tiene esencialmente tres variantes, que son: 1) la
micropropagación a partir de tejidos vegetales en cultivo in
vitro; 2) la propagación a partir de bulbos, rizomas,
estolones, tubérculos o segmentos (esquejes) de las plantas que
conserven la potencialidad de enraizar, y 3) la propagación
por injertos de segmentos de la planta sobre tallos de plantas receptivas
mas resistentes.
La propagación vegetativa comprende desde procedimientos sencillos,
conocidos de tiempos inmemoriales por los campesinos de todo el mundo, hasta
procedimientos tecnológicamente muyavanzados, basados en la
tecnología del cultivo de tejidos vegetales, mediante los cuales se
puede lograr la propagación masiva de plantas genéticamente
homogéneas, mejoradas y libres de parasitos. Los
procedimientos modernos permiten la obtención de cultivares totalmente
libres de agentes patógenos, incluyendo virus, e incluso la
fabricación de semillas artificiales por medio de la técnica de
embriogénesis somatica y encapsulado. Ademas
de la propagación, las técnicas de cultivo de tejidos in
vitro también permiten seguir procedimientos modernos de
conservación de germoplasma gracias al mantenimiento prolongado de
cultivos de crecimiento lento y la crio preservación de tejidos.
ESTRUCTURAS DE PROPAGACIÓN VEGETATIVA
Varias especies de plantas vasculares, en su mayoría especies
cultivadas, no producen semillas aunque tengan flores, su multiplicación o
propagación vegetativa no implica la fusión de células
germinativas. Esta forma de propagación también se presenta en
plantas que normalmente producen semillas, y sólo se le considera como
reproducción asexual cuando sustituye en gran parte a la
reproducción sexual.
Se trata de un proceso que implica el enraizamiento y la
separación de una parte de la. planta original
cuando mueren los tejidos vegetales que las semillas unían. De esta manera, las células, tejidos u órganos
desprendidos se desarrollan directamente en nuevos individuos. Las zonas
de abscisión pueden ser precisas, como
sucede en la separación de los bulbilos, o puede darse la
fragmentación de una planta debida al deterioro y muerte del individuo parental o bien delos tejidos de
interconexión, como
en el caso de los brotes de las raíces.
Las estructuras de propagación vegetativa funcionan también como órganos de resistencia y de
almacenamiento en las temporadas adversas, los cuales algunas veces son
almacenados por tiempos prolongados.
Estructuras de propagación vegetativa en plantas no
vasculares
La propagación vegetativa se presenta en todo el reino vegetal; por
ejemplo, en algunas algas pluricelulares la propagación vegetativa se
realiza mediante su fragmentación en dos o mas individuos.
Las cianobacterias presentan a lo largo de sus filamentos unas células muertas,
agrandadas y de pared gruesa, que se encuentran a
intervalos a lo largo de sus filamentos, las cuales ayudan a la
fragmentación.
Varios tipos de plantas no vasculares tienen estructuras especializadas
relacionadas con la propagación vegetativa. Las hepaticas
producen estructuras semejantes a las yemas llamadas propagulos, que al
desprenderse de su pedicelo son arrastrados por la lluvia hasta sitios en los
que se desarrollan como nuevas plantas, mientras que los líquenes producen
cuerpos reproductores conocidos como soredios, integrados por masas de hifas
fúngicas y de células algales.
Estructuras de propagación vegetativa en plantas vasculares
En virtud de la totipotencialidad del tejido vegetal, es decir, de su capacidad
para formar yemas y raíces adventicias, casi cualquiera de los
órganos de una planta vascular tiene relación con su
propagación vegetativa al sufrir modificaciones anatómicas y
funcionales que le permiten desarrollarse en un organismo vegetalcompleto e independiente,
con las mismas características genéticas de la planta
progenitora. Las yemas, por lo general, se encuentran en las axilas de las
hojas, en la porción terminal del
tallo, o bien se desarrollan en cualquier porción del tallo y dan origen a raíces
adventicias.
Entre las estructuras de propagación vegetativa algunas comparten
semejanzas en su desarrollo, por lo que no siempre es posible hacer una
diferenciación muy clara entre ellas, sino que
mas bien se ubican en un continuo de características. Sin embargo, algunos autores las clasifican tomando en cuenta los
órganos vegetales de los cuales se originan. Con base en este criterio describiremos algunas de las mas
comunes.
Propagación vegetativa por tallos y yemas
Los tallos horizontales aéreos y subterraneos de varias especies silvestres
y cultivadas se alargan y forman raíces adventicias en sus nudos.
Mientras los tejidos se mantienen intactos se trata del crecimiento de una sola planta, como sucede en muchas
especies de gramíneas. A este individuo
completo de extenso crecimiento se le conoce como genet o clon. Pero cuando el tejido de
interconexión muere o es cortado, cada uno de los segmentos da lugar a un nuevo individuo al que se le conoce como ramet (figura 13A).
Figura 13. A) Separación de los ramets
individuales por muerte del tejido de interconexión; B) estolones; C)
rizoma; D) el tubérculo (papa) se corta en piezas y cada una contiene
una yema para que a partir de los tubérculos se propagen mas
plantas.
Una modificación de este tipo de
propagación ocurre cuando el extremo librede un tallo largo alcanza el
suelo y ademas de desarrollar raíces adventicias, la yema de
crecimiento da lugar a un tallo erecto, lo que se conoce como acodadura (figura 14); este proceso
ocurre frecuentemente en la propagación de las frambuesas y las
zarzamoras.
Figura 14. Acodadura. Las ramas alcanzan el suelo y enraizan.
Por otro lado, los tallos aéreos de algunas hierbas y arbustos caen
por su propio peso al suelo. La producción de raíces adventicias
y la muerte de las conexiones con el individuo parental permiten la
generación de plantas independientes.
En otros casos, la sola fragmentación de los tallos o de las ramas y su
contacto continuo con el suelo es suficiente para que los segmentos formen
raíces y se desarrolle un individuo completo.
Este tipo de propagación es común en los cactos, los sauces y en
la planta acuatica conocida como elodea.
Entre las principales estructuras de propagación vegetativa originadas a
partir de los tallos y de las yemas se encuentran las siguientes
Propagación vegetativa por tallos
1) Estolones. Constan de secciones relativamente largas y delgadas de
tallos aéreos horizontales con entrenudos largos y cortos alternados que
generan raíces adventicias. La separación de estos segmentos
enraizados permite el desarrollo de plantas hijas. La fresa es un ejemplo de las especies que comúnmente presentan
este tipo de propagación (figura 13B).
2) Rizomas. Se generan a partir del crecimiento horizontal de un
tallo subterraneo, por lo general mas robusto que el que da
origen a un estolón. Las viejas porciones se degradan
y seseparan en fragmentos que deberan enraizar de manera independiente.
Este tallo subterraneo presenta hojas escamosas en las
axilas, donde se pueden generar yemas axilares, ademas de presentar
raíces adventicias (figura 13C). Una vez formado el
vastago principal se da un crecimiento
continuo. Cada estación de crecimiento presenta un
crecimiento simpodial por medio de la yema axilar o monopodial por medio de la
yema terminal. El rizoma funciona como órgano de
almacenamiento de reservas. De esta manera se propagan especies de importancia
económica, tales como
el bambú, la caña de azúcar, el platano, así
como algunos
pastos.
3) Tubérculos. Son estructuras gruesas, suculentas, que
actúan también como estructuras de reserva. Se
forman en el extremo de tallos subterraneos delgados.
Un ejemplo muy conocido lo constituye la papa. Los
tubérculos presentan en su superficie nudos con hojas escamosas,
arreglados de manera espiral, y cada uno de ellos consta de una o mas
yemas pequeñas. Cuando se inicia el crecimiento del vastago principal las raíces
adventicias se desarrollan en la base del
tubérculo y las yemas horizontales se alargan y producen tallos
etiolados en forma de estolones. A partir de los tubérculos que han formado ramas horizontales se forman tubérculos
nuevos (figura 13D).
Los tubérculos y los rizomas son muy semejantes y en
algunos casos es casi imposible distinguirlos. Sin embargo, una
característica distintiva de un rizoma
verdadero es que presenta un grosor uniforme en toda su longitud, sobre la cual
crecen raíces adventicias, las cuales no existen en los nudos de
lostubérculos. Otra diferencia entre estas estructuras
consiste en que el rizoma formara el vastago principal de la
nueva planta, mientras que el tubérculo forma ramas laterales (figura
13C y 13D).
4) Brotes. Se definen como ramas o tallos que desarrollan
raíces adventicias sin que sean independientes de la planta progenitora.
Se desarrollan en las axilas de las hojas escamosas o de las
yemas adventicias sobre las raíces. En la
piña comestible los brotes se desarrollan en las axilas de las hojas
inferiores que son cubiertas por el suelo.
Propagación vegetativa por yemas.
A partir de la producción de las yemas axilares con orientación
vertical en los tallos de algunas plantas (figura 15A) y de su posterior
desprendimiento y caída al suelo, se producen estructuras de
propagación vegetativa tales como
los bulbos que se presentan en la cebolla, el tulipan y el lirio o los
cormos del
gladiolo y el azafran. Ambas estructuras, una vez
liberadas, se establecen de manera subterranea pero forman ramas que dan
lugar a nuevas plantas.
Figura 15. A) Yemas axilares; B)
cormo; C) cormelo; D) bulbo.
1) Cormos. Se forman en las yemas de las axilas de las hojas de un tallo robusto y suculento que proporciona los nutrientes
necesarios para la nueva estructura, la cual se desprendera del progenitor y se desarrollara
subterraneamente como
un tallo corto, erecto y sólido con nudos y entrenudos. Los cormos tienen
forma de esferas aplanadas dorsoventralmente, como los del
gladiolo y el azafran. Estan envueltos en delgadas hojas
escamosas que los protegen del
daño físico y de lapérdida de agua, pero que no funcionan como estructuras de
almacenamiento, a diferencia de las escamas de los bulbos. Cuando se desprenden
las escamas marcan círculos alrededor del cormo. Éste desarrolla raíces adventicias ventrales o
basales. El apice del cormo es un vastago
terminal que se desarrollara en las hojas y en un vastago floral
terminado por una inflorescencia, y en cada uno de los nudos se producen las
yemas axilares (figura 15B). El cormo se multiplica ramificandose
simpódicamente, y si se corta un cormo,
manteniendo una yema en cada sección, cada uno de estos segmentos desarrollara
un cormo nuevo.
2) Cormelos. Sobre el extremo inferior del cormo se producen pequeñas
estructuras semejantes a los estolones conocidos como cormelos (figura 15C). La muerte del
cormo parental permitira la separación de los cormos hijos, los
cuales pueden ser almacenados durante el invierno y plantados durante la
temporada favorable para el crecimiento.
3) Bulbos. Se desarrollan sobre tallos cortos y
engrosados, a partir de yemas axilares de hojas carnosas. De
éstas obtienen elementos de reserva, a diferencia de los cormos que las
obtienen a partir del
tallo, lo cual les permite producir rapidamente raíces
adventicias. Se desarrollan subterraneamente en forma de tallos
carnosos, cubiertos con hojas engrosadas a manera de escamas que funcionan como
órganos de reserva (figura 15D).
Es posible que se produzca mas de un bulbo a
partir de cada yema. En algunos casos se desarrollan masas de bulbos en el
extremo del tallo,
cada uno de ellos llamados bulbilos, los cuales pueden ser dispersadoslejos del bulbo parental. En
el centro de los bulbos existe un meristemo vegetativo
o un vastago floral.
Por su consistencia existen dos tipos de bulbos: 1) los tunicados,
que estan cubiertos por escamas secas y membranosas que protegen al
bulbo y le dan una estructura mas o menos sólida. A esta clase pertenecen la cebolla y el
tulipan; 2) los no tunicados, que no presentan la cubierta
seca y sus escamas estan separadas y unidas a la placa basal. Este tipo
de bulbos daña facilmente por lo que deben ser manejados con
cuidado.
4) Pseudobulbos. Esta estructura vegetativa se da en la
familia de las orquídeas. Son crecimientos tuberosos del
tallo completo o de parte de éste o de las ramas. En las axilas de las
escamas de la base de los pseudobulbos se forman vastagos nuevos o pseudobulbos
en serie que conectan segmentos del tallo (figura 16A).
Figura 16. A) Pseudobuldo, y B) producción de
nuevas plantas en el margen de la hoja, como en la planta millonaria.
5) Turiones. Se presentan generalmente en especies acuaticas como estructuras de resistencia a condiciones ambientales adversas; se conocen
también como yemas de invierno y se
forman a partir de yemas que se desprenden del tallo o que persisten cuando el resto de
la planta muere. Las hojas del turión contienen
elementos de reserva y cuando se restablecen las condiciones favorables se
inicia la producción de las raíces adventicias.
6) Chupones. Son estructuras que se forman en las axilas
de las hojas escamosas de los tallos subterraneos y de los rizomas, o de
las yemas adventicias de las raíces. El
chupónforma varios entrenudos cortos; después de formar uno o
mas nudos desarrolla raíces adventicias y puede formar una nueva
planta. El platano y el bambú forman
chupones.
Propagación vegetativa por raíces
Una forma extensa de propagación de las plantas se da mediante numerosos
brotes que crecen de sus raíces horizontales. Tales brotes se
forman sólo si la raíz es dañada, entonces los brotes se
diferencian en un tejido calloso. Las raíces
carnosas y aglomeradas de los camotes, las dalias y
las peonias son también un medio de propagación vegetativa.
Propagación vegetativa por hojas
Este tipo de propagación no es tan frecuente en la naturaleza como
los dos anteriores. Sin embargo, es posible encontrarlo en las hojas de algunos
helechos, que forman una especie de acodadura al entrar en contacto con el
suelo; en otras especies, entre las que se encuentran las violetas africanas,
se forman nuevos individuos a partir de las hojas que se desprenden y caen al
suelo y que posteriormente desarrollan raíces adventicias (figura 16B).
Propagación vegetativa por estructuras florales
En algunas plantas los meristemos apicales que normalmente se
desarrollarían como
flores se convierten en yemas vegetativas
asociadas con raíces adventicias. Estas estructuras
creceran independientemente al ser liberadas de la planta progenitora.
La producción de yemas vegetativas en lugar de flores
se conoce como
prolificación o falsa viviparidad.
Los bulbilos son yemas axilares de consistencia
carnosa que almacenan reservas. En algunas especies de cebolla los
bulbilos se forman en lugar de las flores,mientras que en algunas especies de agave las
inflorescencias son reemplazadas por cientos de bulbilos. El nombre de estas
estructuras de propagación vegetativa se debe a que visualmente se
parecen a los bulbos, pero su color es verde; cuando estan sobre la
planta progenitora carecen de raíces adventicias, las cuales se
desarrollan cuando los bulbilos son liberados.
PROPAGACIÓN VEGETATIVA INDUCIDA
Como hemos
visto, la potencialidad de las plantas para generar nuevos individuos a partir
de segmentos de su organismo esta distribuida ampliamente en las plantas
de muchos ambientes. Para muchas especies la reproducción asexual
predomina sobre la sexual, y es que las condiciones de su ambiente hacen muy
improbable que la semilla llegue a generar una planta capaz de establecerse
debido a las limitaciones de recursos fundamentales como el agua, la luz
o la competencia con las plantas establecidas. Un caso
bien conocido en nuestro país es el de las cactaceas y otras
plantas de las zonas aridas que presentan muchas de las estructuras
reproductivas antes citadas. Por ejemplo, los nopales se reproducen
facilmente en forma natural a partir de segmentos del tallo, que tienen una forma muy peculiar y
se les conoce como pencas, y en términos
botanicos como
cladodios. Éstos se desprenden espontaneamente
o a consecuencia de algún hecho traumatico y enraizan en forma
natural, lo que constituye en muchos casos el principal mecanismo de
reproducción de estas plantas (figura 17).
Figura 17. Propagación vegetativa por medio de
los cladodios de plantas de nopal (segmentos del tallo).
Conbase en la potencialidad presente en la naturaleza en lo que respecta a la
propagación vegetativa de las plantas, se han
desarrollado métodos de propagación inducida, cuya complejidad va
desde las tecnologías mas rústicas hasta los
métodos mas tecnificados.
ENRAIZAMIENTO DE SEGMENTOS
Esta técnica de propagación tiene muchas ventajas y se emplea
exitosamente sin necesidad de gran inversión económica. La
técnica mas común es la inducción de la
formación de raíces en una sección del tallo o de la
rama, de manera que se origine una planta independiente. En
los casos en que se ha experimentado propagar arboles mediante la
enraización a partir de segmentos se ha tenido éxito en
mas de 80 por ciento.
Según la parte de la planta de donde se obtienen los segmentos (cortes o fragmentos) se ha dividido en cortes de: hojas, de
brotes o renuevos, de raíz y de ramas. La selección de cualquiera
de ellos depende basicamente de las características inherentes a
cada especie, de las facilidades para obtener y manipular los cortes (en función del
estado fenológico de la planta), del
propósito de la propagación y de la disponibilidad de recursos
económicos.
A continuación se mencionan algunas de las características de los
diferentes tipos de cortes
1) Cortes de hojas. Algunas especies herbaceas, como las violetas
africanas y las peperomias, producen raíces a partir de sus hojas y
posteriormente tallos; sin embargo, esto no ocurre con facilidad en la
mayoría de los arboles. Los cortes que
incluyen ademas de la hoja una yema axilar y un fragmento de rama son
adecuados para propagaralgunas plantas —como las camelias y los rododendros, que son especies
leñosas— y también se utilizan para propagar arboles
cuando la cantidad disponible de otro tipo de segmentos es escasa.
2) Cortes de raíz. La capacidad de muchos arboles de
producir ramas a partir de sus raíces (en condiciones adecuadas de
crecimiento) se utiliza para propagar algunas plantas, como los
platanos y los guayabos.
3) Cortes de ramas. La propagación vegetativa mediante segmentos de
ramas o brotes es uno de los métodos mas usados para propagar
plantas leñosas en vivero. Según las características de
madurez de la madera
de donde se obtienen las ramas o brotes, los cortes se han dividido en cortes
son: de maderas duras, semiduras y suaves. Aunque las diferentes fases de
maduración se presentan de manera continua, generalmente se distinguen por
la forma y el color de las hojas y por los cambios de coloración del
tallo o ramas. Las técnicas de propagación de arboles por
medio de cortes de ramas se dividen en dos tipos
basicos: de segmentos foliados y de segmentos defoliados. Cada uno de
éstos utiliza cortes de madera
con un grado de maduración diferente, y como
proceden de arboles de contrastante ciclo fenológico, esta
diferencia se relaciona con la acumulación de reservas en los tejidos del tallo. En los
arboles caducifolios, de los cuales se obtienen los segmentos
defoliados, antes de la caída de las hojas hay acumulación de
reservas, las cuales estan destinadas a formar posteriormente hojas
nuevas. A partir de estas reservas se generan las raíces y las hojas en
el segmento; en cambio, lossegmentos foliados por lo general proceden de
arboles de hoja perenne, que no acumulan reservas en el tallo y que
deben continuar fotosintetizando para producir los recursos necesarios para
generar nuevo crecimiento.
Enraizamiento de segmentos defoliados
Esta técnica de reproducción vegetal se da espontaneamente
en la naturaleza cuando una rama o fragmento de una
planta cae al suelo y logra enraizar otra vez y producir así un nuevo
individuo. También se le ha empleado desde tiempos inmemoriales por los
horticultores para la propagación de arboles de ornato y
frutales; un ejemplo de este método son las
cercas vivas de palo mulato o colorín, que vemos alrededor de potreros y
cultivos en el trópico mexicano. Para
la construcción de estas cercas los campesinos cortan los segmentos o
ramas al efectuar los desmontes, los almacenan en un
lugar fresco y sombreado y los plantan al principio de la época de
lluvias.
Los arboles que mas facilmente se propagan de esta manera
son los que presentan una fase fenológica de defoliación y
latencia meristematica al final de la época favorable para el
crecimiento, como muchos arboles de las selvas bajas caducifolias y
subcaducifolias, los cuales tienen la posibilidad de enraizar a partir de
segmentos defoliados; por ejemplo, el cacahuananche, el palo mulato, el ciruelo
amarillo de tierra caliente y el colorín, entre otras. En ocasiones, esta forma de propagación también es
adecuada para algunas leñosas no deciduas de hojas angostas.
El método consiste basicamente en cortar ramas
o pencas y plantarlas en el suelo húmedo para provocar suenraizamiento.
Este ocurre facilmente sin necesidad de emplear sustancias enraizadoras,
ya que al encontrarse en un estado de latencia
meristematica, al volver al estado de crecimiento los propios cambios hormonales
que ocurren en el segmento desencadenan la producción de raíces
en la superficie que esta en contacto con el suelo. Los cortes se obtienen de ramas de crecimiento de la
estación anterior y se realizan cuando la etapa de crecimiento cesa y la
abscisión de hojas se ha presentado (finales de otoño o en el
invierno). Debido al tamaño de los segmentos y a las condiciones de
lignificación de la madera
(madera dura),
los cortes no se deshidratan y conservan la humedad el tiempo suficiente para
generar un nuevo crecimiento de raíces y ramas.
A continuación se enumeran los pasos y criterios que se deben considerar
para realizar esta actividad
1) Seleccionar donantes vigorosos y sanos con alta cantidad de reservas
alimenticias, preferentemente de un banco de plantas donantes que han crecido
en condiciones de completa iluminación y que por lo tanto contienen alta
cantidad de reservas alimenticias.
2) Elegir los segmentos basales o centrales de la rama,
que son los que tienen mas reservas alimenticias necesarias para el
desarrollo de las nuevas raíces, pues de ellos se derivan las
ramificaciones secundarias. Por ello no se deben elegir ramas con entrenudos
muy largos o de ramas pequeñas y débiles.
3) El tamaño de los segmentos varía entre 15 y 75 cm de
largo, el criterio adecuado para elegirlo depende de la especie, ya que se
requiere que se incluyan por lo menos dos nudos,aunque lo recomendable es de
cuatro a seis, sobre todo cuando los entrenudos son muy cortos. El
diametro de las ramas en que se realizan los cortes
puede ser de 0.6 a 5 centímetros.
4) El corte basal se hace justo abajo de un nudo
(sitio donde preferentemente se forman raíces adventicias) y el corte
superior se realiza de 1.3 a 2.5 cm arriba del otro nudo. El corte puede ser de mazo
(incluye una sección del
tallo de madera mas vieja), de
talón o tacón (la porción de madera
vieja es mas pequeña) y el recto (no incluye madera vieja) (figura 18).
Figura 18. Se señalan en la parte superior las
partes de una estaca y en la porción inferior los tipos de corte
utilizados para la obtención de estacas: a) recto, b) talón o
tacón y c) mazo.
5) Empaquetar las estacas cuidando su orientación, para mantener su
polaridad y permitir que el flujo de savia siga su dirección normal. Por
eso se marca la base con un corte sesgado o se
baña la base con cera, lo cual ayuda también a evitar la
pérdida de humedad, que podría propiciar enraizamientos pobres.
6) El enraizamiento de segmentos defoliados ocurre facilmente, ya
que el propio ciclo fenológico hace coincidir la producción de
hormonas de crecimiento con el periodo de enraizamiento y crecimiento de yemas del
segmento. Aun así, se favorece notablemente el
enraizamiento si se emplean hormonas y algunos procedimientos para asegurar el
desarrollo rapido de los segmentos. Las sustancias mas
usadas para acelerar el enraizamiento son el acido
naftalenacético (ANA) y el acido indolbutírico (AIB), de
los cuales se hablara posteriormente.El enraizamiento también se
favorece colocando los segmentos a temperatura baja (5-8°C) por algunas
semanas, ya que esto estimula la síntesis de hormonas en plantas que
proceden de climas en los que hay una estación fría.
Finalmente, para lograr un buen enraizamiento hay que
escoger los segmentos con las características óptimas de madurez
de la madera y
que carezcan de hojas.
7) Para la siembra se eligen terrenos que
reúnan las características sugeridas en el capítulo III.
Algunas opciones para preparar y manipular las estacas antes de la
plantación se presentan en el cuadro 22.
CUADRO 22. Métodos de preparación y
manipulación de los segmentos o cortes
defoliados previos a su plantación definitiva.
Enraizamiento de segmentos foliados
Según las condiciones de lignificación de la madera los segmentos
foliados se dividen en: cortes de maderas blandas (meristemos), cortes de
maderas semiduros (parcialmente maduros) y cortes de maderas duras siempre
verdes (lignificados). Cualquiera de éstos llevan hojas o brotes
meristematicos (material fisiológicamente juvenil) y su
tamaño es mucho mas pequeño que los
defoliados. Las especies que se propagan con esta técnica son la caoba,
el zapote negro, el chicozapote y el barí,
entre muchos otros mas.
Debido a la presencia de hojas que continúan
transpirando activamente y a las condiciones diferenciales de madurez en las
ramas jóvenes, los segmentos pueden deshidratarse muy facilmente.
Por esto, es necesario mantenerlos en compartimientos sombreados y
húmedos hasta que enraizan y toman del suelo
suficiente agua. Siempre esnecesario emplear sustancias enraizadoras como
el acido indolbutiírico (AIB) o el naftalenacético (ANA) y
con frecuencia es indispensable mantener los segmentos recién plantados
bajo agua nebulizada para evitar la deshidratación.
Segmentos foliados de maderas blandas
Los cortes se seleccionan en la estación de
crecimiento, antes de que se presente la lignificación, y son tomados de
los renuevos tempranos o de ramas jóvenes generadas a finales de la
primavera y principios del
verano. Esto significa que las ramas se encuentran en crecimiento activo, por
lo que en su acopio y manipulación se deben tener cuidados especiales.
La clave para el éxito es mantener los cortes
turgentes, desde el periodo de colecta hasta que son puestos a enraizar en
dispositivos diseñados especialmente para que las estacas mantengan la
turgencia.
Se ha encontrado en varias especies que los segmentos
provistos de meristemos cercanos al tronco principal, o al eje de crecimiento
apical tienen mayores probabilidades de enraizar que las puntas de las ramas
distantes. Otras veces, los ejes de crecimiento que surgen de un apice podado son los que presentan mayor potencial
de enraizamiento. Esto varía en función de la
especie y de la técnica utilizada, por lo que se debe probar cual
es la fuente de material que origina las estacas juveniles (suculentas), no
lignificadas, mas adecuadas. Pueden ser: rebrotes de tocones,
rebrotes basales de arboles en pie, rebrotes de plantas jóvenes y
apices de arboles podados. En cualquiera de estos casos se
produce cierto número de brotes laterales con crecimientovertical (los
que no presentan crecimiento vertical deben desecharse), que se utiliza como
fuente de estacas. Se deben considerar tres aspectos para realizar este tipo de propagación: a) la
elección y manejo de la planta donante, b) la obtención
de las estacas y c) el enraizamiento y establecimiento del segmento. A
continuación se detallan estos puntos
Elección y manejo de la planta donante
Las plantas donantes deben ser vigorosas, sanas y estar sujetas a un buen
manejo para asegurar la producción continua y prolongada de gran
número de estacas de facil enraizamiento.
Se pueden cosechar brotes de una misma planta donante cada dos o tres meses,
pero no se recomienda hacer cosechas muy frecuentes, pues se afectarían
las reservas alimenticias de la planta, su sistema radicular y la fertilidad del
suelo.
La planta donante debe ser fertilizada con regularidad y mantener por lo menos
una rama con hojas que pueda continuar
fotosintetizando y que de esta manera sirva como brote alimentador para la planta
donante. También debe mantenerse en la sombra, al
menos por unas semanas, lo cual favorecera el futuro enraizamiento de
las estacas, ya que en esta situación la planta no padece estrés
hídrico.
Obtención de estacas
Para obtener y manipular adecuadamente las estacas deben tomarse en cuenta
varios factores: la alta humedad del aire, la intensidad moderada de luz, con
temperaturas estables, un medio favorable de enraizamiento, y una
protección adecuada contra el viento, las pestes y las enfermedades.
Sobre todo debe evitarse la deshidratación, pues los cortes
con hojas pierdenrapidamente agua por medio de la transpiración,
aun cuando exista una alta humedad relativa. Y es que, como no tienen
raíces, la absorción de agua es mucho mas lenta, y esto
afecta el estado de hidratación de la estaca.
A continuación presentamos unas recomendaciones para obtener los cortes
de la planta donante
1) La obtención de ramas de la planta donante debe realizarse por
la mañana o por la tarde (antes de las 10 am o después de las 4
pm), con la finalidad de evitar la pérdida de agua durante las horas de
mayor insolación.
2) Es conveniente que la poda de las ramas elegidas (con crecimiento
vertical) se realice a la altura de los 10 nudos o menos, como en el caso de
los brotes obtenidos de tocones. Cuando se dificulte distinguir el
número de nudos es recomendable tomar como criterio una altura del brote
o rama, desde 10 cm hasta 1 m, para asegurar una mayor capacidad de
enraizamiento (figura 18).
3) Las hojas de las ramas de donde se obtendran los cortes deben
tener entre 8 y 10 cm de largo, de lo contrario hay que reducir el area
foliar, debido a que hojas muy grandes favorecen la pérdida de agua y
las muy pequeñas no producen suficientes carbohidratos u otras
sustancias necesarias para que el corte sobreviva. Se puede reducir el
area foliar cortando las hojas con unas tijeras y cuidando que el tejido
no se dañe por machacamiento o estrujamiento (figura 19).
Figura 19. Proceso de obtención de estacas de
la planta donante y manipulaciones de los cortes. Las estacas mas facilmente enraizables son las que se
obtienen de rebrotes en troncos cortados. Hay
formascorrectas e incorrectas de resegmentar los rebrotes que se muestran a la
izquierda. Es importante mantener húmedos los segmentos durante su transporte.
4) Ya cortados los brotes se marcan con el número de la planta
donante (número de clon), se introducen lo mas rapidamente
posible en bolsas de plastico con algún material que retenga
bastante agua y se cierran para evitar la pérdida de humedad. Deben
mantenerse en un sitio fresco y sombreado y en cuanto
sea posible se trasladan al area de enraizamiento del vivero.
5) Al extraer los brotes para hacer los cortes
deben mantenerse húmedos y frescos, exponiéndolos lo menos posible
al viento, ya que éste incrementa la pérdida de humedad. Los cortes deben hacerse con instrumentos filosos, en forma
oblicua por arriba del
nudo, o bien rectos para evitar que el sistema radicular se forme de un
sólo lado. La longitud óptima de las estacas es usualmente entre
3 y 10 cm. Independientemente del tipo de corte o tamaño, éstos
siempre deberan contar al menos con una hoja en la punta de la estaca,
para que ésta proporcione nutrientes y otras sustancias necesarias para
el enraizamiento.
Enraizamiento y establecimiento
El area donde se colocaran las estacas para el enraizamiento debe
ser fresca y sombreada. La temperatura óptima para que ocurra se
encuentra entre los 20 y 25°C. Cuando las temperaturas suben arriba de
30°C la humedad relativa de la atmósfera o contenido de vapor de
agua presente en el aire tendra que ser muy alto (mas de 90%)
para impedir que las plantas pierdan demasiada agua al incrementarse su
transpiración y terminenmarchitandose. La sombra se puede
producir con materiales de origen vegetal como hojas de palma,
paja, ramas secas, o con mallas plasticas especiales diseñadas
para ese propósito. Es importante que el material utilizado transmita
una luz que sea apropiada para activar la
fotosíntesis de las plantas.
1) Inducción del enraizamiento
Como se
mencionó, no todas las plantas tienen la capacidad de enraizar
espontaneamente, por lo que a veces es necesario aplicar sustancias
hormonales que provoquen la formación de raíces. Las auxinas son
hormonas reguladoras del crecimiento vegetal y, en
dosis muy pequeñas, regulan los procesos fisiológicos de las
plantas. Las hay de origen natural, como
el acido indolacético (AIA), y sintéticas, como el acido
indolbutírico (AIB) y el acido naftalenacético (ANA).
Todas estimulan la formación y el desarrollo de las raíces cuando
se aplican la base de las estacas.
La función de las auxinas en la promoción del enraizamiento tiene
que ver con la división y crecimiento celular, la atracción de
nutrientes y de otras sustancias al sitio de aplicación, ademas
de las relaciones hídricas y fotosintéticas de las estacas, entre
otros aspectos. La mayoría de las especies forestales enraizan
adecuadamente con AIB, aunque se ha observado que para algunos clones
la adición de ANA resulta mas benéfica.
Un método sencillo es la aplicación de la hormona por medio del
remojo de la base de las estacas (de 2 a 3 cm) en soluciones acuosas y con
bajas concentraciones de auxina (de 4 a 12 horas), según las
instrucciones de los preparados comerciales. Sin embargo, estemétodo es
lento y poco exacto, difícil de realizar cuando los cortes
son numerosos y algunas veces las hojas se marchitan durante el proceso;
entonces se puede recurrir a las auxinas disponibles en aerosol.
Para las especies forestales tropicales se recomienda la inmersión de la
base de las estacas en soluciones de AIB al 4% en alcohol
etílico como
solvente, por periodos muy cortos (5 segundos). Posteriormente se acomoda la
base de la estaca en aire frío para evaporar el alcohol, antes de
colocarlas en el propagador (figura 20).
Figura 20. Aplicación de auxinas solubilizadas
en alcohol a los segmentos, evaporación del alcohol de los
segmentos y siembra en el propagador rústico.
2) Propagadores y medios de enraizamiento. El ambiente en el cual las
estacas son puestas a enraizar es de vital
importancia. Los propagadores deben reunir características que eviten
cualquier desecación en las estacas.
Un propagador es una construcción que evita la
pérdida de agua del
medio que rodea a las estacas. Su función es similar a la de un almacigo, pues ambos propician las condiciones
ambientales adecuadas para la germinación y establecimiento de las
plantulas o para el enraizamiento de las estacas, según sea el
caso de que se trate.
Hay propagadores con sistemas de aspersión de alto costo que regulan
automaticamente la frecuencia y la intensidad de la aspersión. Se
instalan en invernaderos con control de luz y humedad.
Sin embargo, la humedad también se puede controlar de manera sencilla en
un compartimiento que tenga una tapa transparente para
permitir el paso de la luz yevitar la pérdida de humedad; el fondo del compartimiento se
cubre con una mezcla de arena y grava saturadas de agua, sobre la cual se pone
el medio de enraizamiento. Adicionalmente se debe reducir la insolación del
dispositivo y dar aspersiones manuales periódicas (figura 21).
Figura 21. Aspecto del propagador rústico y
composición del
medio de enraizamiento para las estacas.
3) Sustrato de enraizamiento. Un buen medio de
enraizamiento se obtiene con arena gruesa o grava fina, que debe estar limpia
(aunque no necesariamente estéril) húmeda y bien aereada. Si su capacidad de retención de agua es baja se puede
mejorar adicionando aserrín (no demasiado fresco), turba, vermiculita u
otros materiales (véase el capítulo III). En el caso de haber inicios de pudrimiento en las estacas sera
necesario aplicar algún fungicida al medio de enraizamiento.
4) Siembra de las estacas en el propagador. Las estacas ya preparadas se
siembran rapidamente pero tomando en cuenta las siguientes indicaciones:
los cortes deben colocarse a una profundidad de 2 a 3 cm; para asegurar que
queden firmes es necesario compactar un poco el sustrato de enraizamiento;
cuando se utilizan estacas multinodales con varias hojas se debe evitar que las
hojas inferiores queden en contacto con el medio de enraizamiento para evitar
la putrefacción.
5) Trasplante y acondicionamiento de las estacas. En varias especies
propagadas vegetativamente se ha observado que el enraizamiento de las estacas
se inicia después de dos semanas, y esta lo suficientemente
desarrollado después de 4 a 6 semanas (cuando lasraíces miden de
1 a 2 cm) (figura 22). Las estacas que enraizan en tiempos mas largos
son débiles y no deben conservarse. El trasplante de las estacas tiene
que hacerse inmediatamente después de ser removidas del medio de
enraizamiento. Al sacar las estacas de su medio hay que tener cuidado de no
dañar las raíces, despúes se verifica que el sistema
radical tenga tres raíces como
mínimo y que su distribución sea radial.
Cuando las estacas presenten una o dos raíces, o bien cuando el sistema
radical se forme sólo de un lado se deben
desechar, para no poner en riesgo el vigor o una adecuada forma de
crecimiento.
Figura 22. Segmento foliado
enraizado.
Posteriormente se pasan a recipientes que contengan sustrato aereado y con
buena fertilidad. Es recomendable agregar tierra del sitio donde
naturalmente crece la especie para así favorecer la inoculación
de la microflora apropiada. Es necesario estabilizar los trasplantes
adecuadamente, para lo cual los envases deben llenarse con el medio de
crecimiento aproximadamente a la mitad de su capacidad. La estaca se coloca en
el envase en posición correcta (con la yema al ras del suelo y en su mayor parte dentro del medio del
envase) y se termina de llenar. Esto ayuda a que no queden
espacios de aire en su base y a que las raíces no se dañen, lo
que asegura que éstas queden bien distribuidas en el envase (sin
curvaturas o enrollamientos). Cuando hay mas de una yema se
recomienda eliminar algunas con el fin de asegurar la formación de
plantas con un sólo eje y favorecer que el eje
se desarolle en forma recta (figura 23). Figura 23.
Proceso de trasplante de estacas del propagador a los envases
de crecimiento.
Algunas estacas recién enraizadas se deshidratan al pasarlas
directamente al medio externo, por lo que se recomienda dejar los envases unos
días mas en el propagador, protegiendo a
éste con plastico para evitar su contaminación con el
material de los envases. En el periodo en que las estacas se aclimatan a las
condiciones ambientales que existen fuera del propagador es
conveniente colocarlas primero en un ambiente sombreado y húmedo por dos
o tres semanas, y después exponerlas paulatinamente a condiciones
decrecientes de humedad y crecientes de luz y temperatura.
Segmentos foliados de maderas semiduras y segmentos foliados de maderas duras
siempreverdes
La diferencia entre este tipo de segmentos y los de
maderas blandas estriba en las condiciones de lignificación de las ramas
y en la época del
año en que éstas se obtienen de la planta donante. El uso de esta técnica es muy importante en la
propagación vegetativa de varias especies de pino, las especies siempre
verdes de hoja angosta con maderas duras, y en la propagación de
arboles siempreverdes de hoja ancha. Para el enraizamiento de este tipo de segmentos hay que seguir las mismas
indicaciones que se mencionaron para el manejo y selección de brotes en
las plantas donantes de maderas blandas, así como también para la manipulación
y cuidado de los cortes y evitar así el estrés hídrico en
las estacas. Sin embargo existen algunas diferencias en el manejo de los cortes
de especies siempreverdes de hoja ancha y de hoja angosta.Especies siempreverdes
de hojas anchas
En el caso de los segmentos de maderas semimaduras, las ramas de especies
siempreverdes de hojas anchas se obtienen en el verano, cuando el crecimiento
empieza a declinar y la madera se encuentra parcialmente madura. Los cortes
pueden tener longitudes de 7.5 a 15 cm, y las hojas de la punta de la estaca se
conservan, si éstas son muy grandes se debe disminuir su tamaño
(figura 24).
Figura 24. Segmentos foliados
siempreverdes de hojas angostas y de hojas anchas.
Segmentos de maderas duras siempreverdes de hojas angostas
Para los segmentos de maderas duras
siempreverdes de hojas angostas el enraizamiento toma mucho tiempo (desde
varios meses hasta un año) y es muy importante
evitar que las estacas sufran estrés hídrico durante este
periodo. Los cortes se obtienen de plantas donantes
jóvenes, ya que este factor es determinante para tener éxito.
Generalmente los cortes se realizan en ramas
terminales, de la época de crecimiento pasada, a finales de otoño
o bien en invierno. La longitud de las estacas varía de 10 a 20 cm, y
hay que tener cuidado de remover las hojas de la mitad de la estaca hacia la
base (figura 24).
A diferencia de los segmentos foliados de maderas blandas estos dos
últimos tipos de cortes requieren un medio de
enraizamiento que incluya mezclas de vermiculita, y turba en proporción
1:1, o bien de perlita y vermiculita que proporcionan nutrientes y mayor
humedad. Ademas, el enraizamiento se puede favorecer
aplicando calor a la base de las estacas (24 a 26.5°C). Esto es particularmente favorable para lasespecies de hoja angosta.
Asimismo, para estos últimos cortes la
aplicación de AIB a altas concentraciones es usualmente
benéfico para incrementar la velocidad y porcentaje de enraizamiento,
ademas de favorecer el desarrollo de sistemas radiculares robustos.
Ambos tipos de cortes, los de hojas anchas y angostas,
enraizan mejor en invernaderos con sistemas de aspersión
automaticos o bajo propagadores rústicos, en condiciones de alta
iluminación y humedad relativa, o bien, bajo ligeras nebulizaciones.
INJERTO
La técnica de injerto consiste en tomar un segmento de una planta, por
lo general leñosa, e introducirlo en el tallo o rama de otra planta de
la misma especie o de una especie muy cercana, con el fin de que se establezca
continuidad en los flujos de savia bruta y savia elaborada, entre el tallo
receptor y el injertado (figura 25). De esta manera, el tallo injertado forma
un tejido de cicatrización junto con el tallo receptor y queda
perfectamente integrado a éste, pudiendo reiniciar su crecimiento y producir
hojas, ramas y hasta órganos reproductivos. Esta técnica es muy antigua y ya era practicada por los horticultores chinos
desde tiempos remotos. Tiene grandes ventajas, sobre todo para el cultivo de
arboles frutales y de ornato, pues permite utilizar como base de injerto plantas ya establecidas que
sean resistentes a condiciones desfavorables y enfermedades,
utilizandolas como
receptoras de injertos de plantas mas productivas y con frutos de mejor
calidad y mayor producción.
Figura 25. Existen diversas técnicas de injerto
que permiten la unión de segmentos dedos individuos diferentes: a)
injerto de una rama sobre una incisión lateral
de un tallo, b) injerto de una yema en la corteza de un tallo, c) injerto de un
tallo sobre otro.
Al contrario de lo que generalmente se cree, el
injerto no produce una combinación de características entre la
planta receptora y la injertada. Los frutos de la planta injertada no cambian
sus propiedades ni su sabor, la única ventaja
es que el injerto permite utilizar bases ya desarrolladas, lo que acelera la
producción de frutos. También se aprovecha la resistencia (a
enfermedades o condiciones desfavorables) de variedades de arboles
frutales de menor calidad, para injertar en ellos variedades de mayor calidad
pero menos resistentes.
El injerto es una forma particular de reproducción
asexual por segmentos que se utiliza en gran escala en la fruticultura.
Una de las industrias que recurren con mayor frecuencia a
esta técnica es la vitivinicultura o cultivo de la vid. Con gran
frecuencia las plantas productoras de uvas de baja calidad, pero muy
resistentes a la sequía y a las enfermedades, son injertadas con
segmentos de vides de alta producción y
calidad. Esta técnica es muy empleada para mejorar la
producción de viñedos antiguos ya establecidos desde hace mucho
tiempo.
Las técnicas de injerto son muy variadas y existe un
método óptimo para cada propósito y tipo de planta. En esencia todos los procedimientos consisten en tener a la
disposición buenas plantas receptaculo y buenos segmentos que
injertarle. La técnica se inicia haciendo un corte en el tallo
receptor y otro en el segmento a injertar,para que
hagan contacto los tejidos vasculares del
injerto con sus equivalentes en la planta receptora. Una vez realizado el
injerto se protege la herida con una cera especial y se cubre con tela o con
una cuerda para evitar que se desprenda. El tejido injertado por lo general
esta defoliado y es conveniente que el injerto coincida con la
época de primavera para que, al reiniciar el crecimiento de los tejidos,
los estímulos hormonales que caracterizan ese momento de la vida de la
planta induzcan el establecimiento de una conexión apropiada entre los
tejidos de ambas partes.
Para que un segmento pueda injertarse sobre otra
planta, como
ocurre en los animales que reciben injertos de órganos, tiene que haber
una afinidad entre los tejidos que van a ponerse en contacto para que el
injerto no sea rechazado. Por esto el injerto sólo es posible entre
plantas de una misma especie, aunque sean de diferentes
variedades o razas. A veces es posible el injerto entre especies diferentes,
siempre y cuando éstas sean muy cercanas entre
sí, o sea, que por lo menos pertenezcan al mismo género.
MICROPROPAGACIÓN
El desarrollo de las técnicas de cultivo de tejidos vegetales, aunadas
al descubrimiento de las hormonas de crecimiento y diferenciación de las
plantas —auxinas y citoquininas—, permitió el desarrollo de
varias técnicas de cultivo orientadas hacia la propagación de
plantas que son ahora de uso corriente en muchos laboratorios de
investigación del mundo y también en empresas de
propagación comercial.
Estas técnicas estan basadas en el hecho de que los tejidos vivos
de las plantasconservan la potencialidad de dar origen
a un organismo completo. Las células que conservan mejor esta
potencialidad son las que estan menos diferenciadas hacia una
función específica, como las que estan presentes en las
yemas y en otros tejidos primarios de las plantas, por ejemplo los extremos de
las raíces, los segmentos nodales, las semillas, el parénquima
del tejido vascular foliar, el cambium y algunas partes florales.
La técnica de cultivo de tejidos se inicia con la toma de segmentos de
plantas en crecimiento que se esterilizan y se cultivan en soluciones
nutritivas especiales, con frecuencia gelificadas. A
estos medios se incorporan combinaciones adecuadas de hormonas de crecimiento
para obtener una proliferación celular en el segmento. A partir de esta proliferación puede ocurrir la
formación directa de raíces y tallos que originen una o varias
plantas nuevas completas (figura 26). También es posible inducir
la multiplicación de las células germinales del explante para
formar un cúmulo de tejido poco diferenciado llamado callo o una
estructura peculiar carente de paredes celulares llamada protoplasto, cada uno
de los cuales se emplea en diversos procedimientos de propagación.
Figura 26. Del explante (a)
se obtienen yemas (b) que se desarrollan formando tallos adventicios (c, d, e).
Estos tallos pueden aislarse para lograr su diferenciación y
después trasplantarse a recipientes con suelo (f-j).
El cultivo de tejidos y células vegetales tiene otras aplicaciones
mas o menos relacionadas con la propagación clonal. Entre
éstas se encuentra la obtención delíneas de plantas genéticamente
muy uniformes, con fines experimentales; el almacenamiento o transporte de
germoplasma vegetal (de lo cual trataremos ampliamente mas adelante); el
control cada vez mas importante de infecciones sistémicas crónicas
en las plantas mediante la obtención de propagulos libres de
virus y otros agentes infecciosos. En la ingeniería
genética moderna el cultivo de tejidos tiene importancia en los procesos
de transgénesis, hibridación interespecífica y en la
generación y selección de variantes genéticas de las
plantas.
Cada uno de estos temas es de gran complejidad y se necesitaría una obra
mucho mas extensa para hablar de ellos, lo cual no es el
propósito de este libro. Aquí se
veran los aspectos relativos al cultivo de células y tejidos
vegetales exclusivamente en lo que respecta a las técnicas mas
sencillas de micropropagación de arboles actualmente en uso en laboratorios de tecnología sencilla en muchos
lugares del
mundo. Por mucho tiempo las técnicas de micropropagación han sido consideradas demasiado complicadas para convertirse
en una opción viable para la propagación de arboles en
regiones tropicales subdesarrolladas. Sin embargo, tal
punto de vista es poco realista ya que existen métodos de
micropropagación que sólo requieren recursos técnicos e
instalaciones mínimas.
La bibliografia científica moderna contiene innumerables trabajos
que describen técnicas de cultivo de tejidos y órganos vegetales
en medios complejos y finamente formulados, colocados en condiciones
ambientales controladas con mucha precisión. Esto no
sucede con las técnicassencillas de micropropagación que rara vez
se describen en los libros especializados disponibles. Yesto es un grave error, pues una vez que se ha probado que una
especie de planta puede ser micropropagada exitosamente, los procedimientos de
micropropagación se simplifican y se vuelven accesibles para las
instalaciones sencillas que se encargan de la propagación de plantas.
Los procedimientos mas usados por los laboratorios de
micropropagación son cuatro métodos diferentes para multiplicar
plantas in vitro: 1) la activación de la
ramificación axilar, 2) los segmentos
nodales, 3) los tallos adventicios y 4) las
embriogénesis somaticas. De los cuatro, este
último es el que se utiliza menos. Las técnicas que dan los
mejores resultados varían dependiendo de las especies y del
propósito por el cual se propagan.
1) Activación de la ramificación axilar (figura 27A).
Quiza sea el método mas frecuentemente usado; en él
se emplean meristemos tanto terminales como
axilares del
tallo para establecer los cultivos. Manipulando el cultivo mediante cambios en
su ambiente químico (hormonas) y en el fragmento que se cultiva, se
suprime la dominancia apical y se induce la ramificación axilar.
Subsecuentes subdivisiones del cultivo en fragmentos permiten
multiplicar los explantes hasta alcanzar el número deseado de tallos. A pesar de que la multiplicación inicial es lenta, se
incrementa rapidamente permitiendo varios subcultivos. Los tallos
seccionados del
cultivo pueden enraizar in vitro o directamente en el suelo.
2) Segmentos nodales (figura 27B). El método de
los segmentos nodalestiene la ventaja de que genera poca variación
genética en las muestras, ya que en ningún momento se forma
tejido calloso. Se inicia escindiendo segmentos de tallo con su
correspondiente yema axilar. En el cultivo las yemas crecen y
se alargan produciendo nuevos segmentos nodales susceptibles de ser a su vez
escindidos. En un momento determinado los
segmentos nodales producidos pueden dar origen a tallos y raíces ya
sea in vitro o en el suelo, mediante una alteración de la
composición hormonal del
medio. Muchas plantas no pueden ser propagadas exitosamente
de esta manera.
Figura 27. Tipos de propagación por cultivo de
tejidos: A) activación de la ramificación axilar, B) segmentos
nodales, C) tallos adventicios y embriogénesis somatica.
3) Tallos adventicios (figura 27C). Pueden ser inducidos a partir de
callos originados por explantes de ramas u hojas y continuarse cultivando hasta
obtener un gran número de callos, simplemente
cambiando el ambiente hormonal en el que se desarrolla el callo original o
subsecuentes fragmentos de éste. Los tallos obtenidos
pueden enraizar in vitroo en el suelo. De todos los métodos
de propagación éste es el que genera mas variabilidad
genética debido a que se utiliza un estadio
calloso intermediario, por lo que no se recomienda para la
micropropagación de plantas en las que la integridad genética es
muy importante. Al formarse el callo ocurre una desdiferenciación
completa del tejido
vegetal, que frecuentemente conlleva a la alteración genética, lo
cual induce variabilidad en la información genética entre las
células del
callo.
4)Embriogénesis somatica (figura
27D). Embriones somaticos o asexuales pueden resultar de un proceso de diferenciación directa o indirecta a
partir de células, órganos o estados callosos intermedios de una
planta. Muchas veces los embriones somaticos proliferan y producen
embriones secundarios a partir de meristemos somaticos, como las yemas axilares, partes de las flores o de semillas. Estos embriones adquieren una
morfología y comportamiento similar a los embriones naturales de origen sexual de las plantas y, como ellos, pueden germinar en el suelo. La
embriogénesis somatica puede convertirse en la forma mas
eficiente de propagación, ya que teóricamente se
obtendrían millones de plantas a partir de una cantidad pequeña
de tejido en cultivo.
La producción de embriones somaticos se ha estudiado a fondo
sólo en un número muy pequeño de
especies. Los embriones obtenidos de esta manera pueden utilizarse para
producir semillas artificiales por medio del encapsulado con testas
artificiales. Esta técnica es muy prometedora, ya que
potencialmente se incrementaría de manera significativa la
disponibilidad de propagulos de plantas valiosas de cultivo, se
acortaría el ciclo de crecimiento y se desarrollarían nuevos
métodos de conservación y almacenamiento de germoplasma.
La técnica para producir embriones somaticos se inicia con la
producción de un tejido calloso que, mediante
el uso de combinaciones especiales de sustancias químicas, da origen a
un protoplasto en el que han desaparecido las paredes de la célula,
asemejandose a un saco embrionario floral. Al colocar los protoplastos
enel medio adecuado de cultivo comienzan a desarrollarse los embriones
somaticos a partir del protoplasto.
Esta técnica ha sido aplicada con éxito a ciertos arboles
tropicales, como
el caucho, el mango y otros. Los embriones somaticos
pueden incluso encapsularse en testas artificiales para originar semillas
sintéticas que se cultiven en el suelo o utilizarse para la
conservación de germoplasma vivo por mucho tiempo, utilizando
técnicas de deshidratación y vitrificación, y
conservación en nitrógeno líquido. Esto es posible incluso en plantas que originalmente producen
semillas recalcitrantes.
Las técnicas de cultivo de tejidos requieren instalaciones y
precauciones con cierto nivel de complejidad. La higiene y desinfección
son muy importantes para evitar la contaminación microbiana de los
cultivos. La formulación de los medios de cultivo es variada, sin
embargo, éstos contienen fundamentalmente sales minerales de los
macroelementos y oligoelementos como: calcio, potasio, magnesio,
nitrógeno, fósforo, azufre, manganeso, hierro, cloro, sodio,
zinc, boro, molibdeno y cobre, los cuales son indispensables para el
crecimiento de las plantas. Ademas, algunos medios incorporan compuestos
organicos sencillos como
fuentes de carbono (generalmente carbohidratos), reguladores hormonales del crecimiento (auxinas, citoquininas y giberelinas),
otros reguladores del
crecimiento (aminoacidos y vitaminas) y a veces antioxidantes
(acido ascórbico).
En la figura 28 se indican todas las alternativas biotecnológicas que
surgen a partir del
cultivo de tejidos.
Figura 28. Opcionesbiotecnológicas para la
propagación de plantas que se originan a partir del cultivo de
tejidos, en las que se incluyen también técnicas de
modificación genética.
SELECCIÓN CLONAL
La micropropagación y la propagación vegetativa permiten emplear
técnicas de selección y mejoramiento de las
características favorables de las plantas por medio de la
selección clonal. Las características que pueden mejorarse
cubren un amplio rango de posibilidades; por ejemplo, la resistencia de las
plantas a la temperatura, a la sequía, a crecer en suelos pobres o con
características desfavorables, como acidez o alcalinidad excesiva,
salinidad alta o saturación de humedad; también puede mejorarse
el rendimiento del forraje y frutos, su sabor y calidad nutricional, la velocidad
de crecimiento, la calidad de la madera producida y la concentración de
compuestos secundarios valiosos como sustancias químicas, latex,
gomas, etc.
A continuación describimos brevemente las dos técnicas
basicas de selección clonal: 1)Se
buscan en la naturaleza las plantas que presenten la característica
deseada en forma óptima (por ejemplo, los frutos mas deliciosos y
grandes), y se toma de ese individuo los meristemos o segmentos que se vayan a
utilizar para la propagación vegetativa, para así obtener muchos
individuos con la característica deseada. 2) Se recolectan
semillas, segmentos o meristemos de muchos individuos de una o varias
poblaciones de la especie que se desea propagar. Con este
material se producen muchas plantas pequeñas en un vivero y se someten a
las condiciones desfavorables para las que se desea quetengan mayor resistencia;
también se puede comparar su velocidad de crecimiento, su
producción de forraje o cualquier otra cualidad que se desee resaltar. Se escogen los individuos que muestren las características
óptimas según el caso y se utilizan para propagarlos
vegetativamente y obtener así individuos mejorados.
Esta técnica incluye la exploración de las
diversas poblaciones de una especie en el medio natural, ya que en el
area natural de distribución geografica de una especie
existe gran variación en muchos de los atributos deseables de la
especie.
Siguiendo la segunda técnica descrita ha sido posible obtener cultivos
de arboles tropicales con características muy favorables. Por
ejemplo, especies de acacia resistentes a la salinidad o al suelo acido;
mezquites ornamentales resistentes al frío; especies de guaje
productoras de abundante forraje de alta calidad y con
rapido crecimiento en suelos pobres y, por último, arboles
maderables cuyo crecimiento esta determinado por una fuerte dominancia
apical. Esto permitira repoblar las selvas con individuos que producen
un fuste o tronco recto y alto, muy apropiado para seguir técnicas
óptimas de aserrado y uso en ebanistería, como es el caso del
nogal africano y la caoba americana (figura 29).
Figura 29. Selección clonal.
En este caso se eligen los segmentos enraizados que
muestran la mayor dominancia apical, es decir, los que tienden a crecer en un
solo eje, y se desechan los que tienden a ramificar. De esta manera se obtienen
arboles con un fuste recto que permite un mejor
uso industrial.