Biotecnología aplicada en la propagación de frutillas

Presentación del tema: "Biotecnología aplicada en la propagación de frutillas"— Transcripción de la presentación:

1 Biotecnología aplicada en la propagación de frutillas
Dra Teresita de J. Ruíz Anchondo Profesor-Investigador SNI-nivel 1

2 Biotecnología: “Es toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos, o sus derivados, para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos”.

3 Principio El crecimiento y el desarrollo de las plantas esta controlado por las interacciones existentes entre el genoma y el medio ambiente, entendiendo por tal el medio intra e intercelular, así también como la intensidad de luz, temperatura, aporte de agua y nutrientes, etc. Se modifica la dotación genética de una planta o animal para crear un nuevo organismo. Imagen: csiro.au

4 Biotecnología Totipotencia: Cambium
“…la capacidad de una sola célula para expresar el genoma completo en las células a las que da lugar por la división celular." Cambium Una capa simple de células meristemáticas sin especializar entre la parte leñosa de un arbol y la corteza Division of these cells result in diameter growth of the tree through formation of wood cells (xylem) and inner bark (phloem) Cada célula posee en su material genético, toda la información necesaria para especificar cualquier rasgo morfológico, químico y/o funcional de la célula, el tejido y la planta, durante su ciclo vital. Estas células expuestas a ciertas condiciones, se desarrollan tipos de organogenesis que excluyen a otros, variando las células cultivadas en su competencia para la morfogenesis y la sensibilidad a inductores.

5 Callus Una masa de células vegetales indiferenciadas, de paredes delgadas, desarrollado como resultado de heridas o cultivo en medios de nutrientes

6 Herramientas biotecnólogicas
Rescate de embriones (cruzamientos amplios) Selección asistida por marcadores moleculares (MAS) Multiplicación masiva de genotipos superiores Certificación varietal Conservación de la diversidad genética (crio- conservación) Conservación de germoplasma

7 Criopreservación

8 Aplicaciones Técnicas especializadas para control de crecimiento (injertos en porta-injertos enanos) Conservación genética Mejoramiento genético Sistema experimental Las ventajas de este método es que permite obtener muchos individuos iguales en una pequeña superficie, controlar las condiciones ambientales, estudiar diversos procesos de las plantas y evita el riesgo de que proliferen agentes patógenos (se realiza en medios esterilizados). Constituye uno de los métodos que mayores logros ha aportado al desarrollo de la agricultura. Se aplica en la producción masiva de especies hortícolas, aromáticas, medicinales, frutícolas, ornamentales y forestales.

9 Beneficios Rápida multiplicación de clones
Especies con dificultad de multiplicación por medios vegetativas. Plantas con dormancia prolongada pueden ser crecidas más rápido que en la propagación in vivo. Uniformidad genética. Se evita la variabilidad producida en la reproducción sexual y en la formación de semilla Micro stock de plantas, todo el año

10 Ventajas de la micropropagación
Se eliminan totalmente las enfermedades de tipo bacteriano y fúngico y en algunas ocasiones las de tipo viral Permite la obtención de plantas de alto registro fitosanitario. Las plantas obtenidas por este sistema son réplicas exactas entre si y fieles copias de la planta progenitora. El número de individuos obtenidos por este método es muy superior al obtenido por cualquier otro método de propagación, por unidad de propágulo. En algunas ocasiones es posible acortar los tiempos de producción de plantas. Permite tener en espacios relativamente pequeños con un gran número de plantas. Facilita el almacenaje y transporte de plantas reales o potenciales. Elimina los problemas de largas cuarentenas a que son sometidas las plantas en las fronteras cuando se trata de introducirlas de un país a otro. Disponibilidad de plantas todo el año. Micro stock Se estima que existen casi 1 millon de Has utilizando plantas micropropagadas, de las cuales, (sin contar las transgénicas), en 50 labs en latinoamérica y 1000 en todo el mundo. Las plantas propagadas por esta técnica que mayormente se comercializan son fresa y otras frutillas, papa, plátano, caña de azúcar, eucalipto, bambú, orquídeas y algunas cactáceas. En Amércia Latina, los países con mayor producción son México, Argentina, Brasil, Cuba, Costa Rica, Colombia, Perú y Chile, donde se micropropagan y comercializan plantas como fresa, café, vid, arándano, cereza, agave, aguacate, tulipanes y orquídeas.

11 Etapas en la micropropagación
1. Selección del material vegetal 2. Establecimiento del cultivo en condiciones de asepsia . 3. Multiplicación 4. Elongación de brotes 5. Inducción o formación de raíces 6. Aclimatación y/o transferencia

12 Material vegetativo Yema apical Foliolo Yema axilar Entrenudo Raíz
El tejido explantado deriva de una parte de la planta que tenga per se un crecimiento rápido o que en un estadio temprano de su desarrollo. Si los explantes se extraen de regiones progresivamente mas viejas, puede observarse un gradiente de descenso de la capacidad de producir callos in vitro. Estas diferencias pueden mantenerse de manera estable pero que no se creen el resultado de ningún tipo de diferencia genética dentro de la planta, se han descrito anteriormente como epigenéticas. Las células habituadas poseen la capacidad de poder ser cultivadas en ausencia de auxinas o de citoquininas. Sin embargo, el éxito de la micropropagación no solo depende de la selección del mejor explante, sino también del mejor medio de cultivo para dicho órgano o tejido. Entrenudo Raíz

13 Multiplicación GF677 Condiciones de asepsia
Iluminación con fotoperiodo luxes Medio nutritivo Formulacion de multiplicacion (MP)

14 Organogénesis somática
Entrenudo Inducir callo organogénico Inducir brote La organogénesis inicia cuando a una célula o un pequeño grupo de células del parénquima, las cuales se van a dividir para producir una masa globular de células o meristemoides. Estas céluals son capaces de generar un brote o raíz Inducir raíz

15 Embriogénesis somática
entrenudo Multiplicar Establecer e inducir callo embriogénico La regeneración se refiere a la reconstrucción del tejido a partir de una o varias células. La morfogenesis se comprende el desarrollo de las formas y estructuras de un organismo o de parte de un organismo. La regeneración de plantas de células en cultivo depende de la posibilidad de manipular el proceso de la determinación. Las fitohormonas tienen gran importancia en este proceso de regeneración por organogenesis, en especial la relación auxina : citoquinina, un nivel muy bajo de uno de ellos, provoca que la planta presente coloración parda y posteriormente esa planta llega a morir. Desarrollar Madurar y germinar

16 Rescate de embriones;

17 Sistema de inmersión temporal
Recientemente se han establecido sistemas de micropropagación utilizando medios de cultivo líquidos con el objetivo de automatizar la propagación de plantas, aumentar el número de éstas por explante y por lo tanto disminuir los costos de producción. Esto se ha logrado con el diseño de biorreactores, en especial los llamados biorreactores de inmersión temporal, un método exitoso para la propagación masiva de diversas plantas que es muy utilizado por los grandes laboratorios de biotecnología. Recientemente se han establecido sistemas de micropropagación utilizando medios de cultivo líquidos con el objetivo de automatizar la propagación de plantas, aumentar el número de éstas por explante y por lo tanto disminuir los costos de producción. Esto se ha logrado con el diseño de biorreactores, en especial los llamados biorreactores de inmersión temporal, un método exitoso para la propagación masiva de diversas plantas que es muy utilizado por los grandes laboratorios de biotecnología.

18 Investigación en; Sistemas de propagación intensiva de plantas frutales de zona templada Micropropagación in vitro frutales de zona templada Estudio sobre metabolismo secundario de plantas Microorganismos de control biológico Se han implementado numerosas investigaciones de las que han resultados protocolos de multiplicación en cultivos de interés comercial, de frutales de zona templada. Se ha mencionado la restricción de los altos costos de operación de los laboratorios de CTV,

19 Nogal yemas axilares En especies leñosas, una planta puede obtenerse hasta en 180 dias. En el caso de las herbáceas, en 60 dias.

20 Establecimiento

21 Multiplicación

22 Enraizamiento

23 Aclimatación

24 Condiciones ex-vitro

25 Infraestructura para un vivero de CTV
Laboratorio Cuarto de transferencia y aclimatación Invernadero Sombreadero

26 Producción NACIONAL (Ton)
Justificación Producción NACIONAL (Ton) 2010 2011 2012 2013 2014 Blueberry 1,059.37 6,704.07 7,190.60 10,160.32 18,031.41 Frambuesa 14,343.81 21,467.50 17,008.53 30,410.94 35,627.45 Fresa 226,657.28 228,899.59 360,426.45 379,463.88 458,971.63 Zarzamora 61,557.52 135,562.83 139,803.09 128,976.41 152,921.52

27 Frambuesa Es establecimiento del frambueso se hace por medio de brotes adventicios de raiz, o con estacas. Productores adquieren planta “madre” que luego ellos propagan para obtener sus propias plantas. Con el concomitante problema de que si hay presencia de Fusarium oxysporum o Agrobacterium

28 Zarzamora TJRA-2015

29

30 Fresa

31 Valor Producción (Miles de Pesos)
Cultivo Tipo / Variedad Sup. Sembrada (Ha) Sup. Cosechada (Ha) Producción (Ton) Rendimiento(Ton/Ha) PMR ($/Ton) Valor Producción (Miles de Pesos) Blueberry 502.07 485.07 5,529.60 11.40 44,808.50 247,773.06 Arándano 1,316.00 1,303.00 12,371.27 9.49 54,531.68 674,626.15 Malla Sombra 3.00 2.00 14.80 7.40 14,544.59 215.26 Arándano Orgánico 12.00 114.24 9.52 126,000.00 14,394.24 Moras 10.00 1.00 1.50 14,500.00 21.75 Frambuesa 2,282.45 2,260.45 34,557.75 15.29 36,908.35 1,275,469.53 0.25 0.50 20,174.28 10.09 Orgánica 81.00 1,069.20 13.20 119,000.00 127,234.80 PRODUCCION AGRICOLA Ciclo: Cíclicos y Perennes 2014Modalidad: Riego +Temporal

32 Valor Producción (Miles de Pesos)
Cultivo Tipo / Variedad Sup. Sembrada (Ha) Sup. Cosechada (Ha) Producción (Ton) Rendimiento(Ton/Ha) PMR ($/Ton) Valor Producción (Miles de Pesos) Fresa 9,367.00 9,366.00 427,991.60 45.70 11,927.67 5,104,942.14 Invernadero 239.85 15,318.03 63.86 6,649.69 101,860.15 Malla Sombra 244.00 8,470.00 34.71 12,492.73 105,813.40 Orgánica 116.00 7,192.00 62.00 22,225.00 159,842.20 Fresa (planta) 727.50 182,607,000.00 251,006.19 0.75 136,647.10 Zarzamora 12,504.50 12,478.50 152,921.52 12.26 33,426.24 5,111,591.65 1.00 0.00 PRODUCCION AGRICOLA Ciclo: Cíclicos y Perennes 2014Modalidad: Riego +Temporal

33 PRODUCCION DE ARANDANO 2012
Lugar Area Producción (Int. $1000) Produccion (MT) 1 Estados Unidos 543530 214708 2 Canada 306130 120929 3 Polonia 28481 11251 4 Alemania 22385 8843 5 Francia 20836 8231 6 México 18203 7191 7 España 15188 6000 8 Holanda 12657 5000 9 Suiza 7594 3000 10 Nueva Zelanda 6394 2526

34 PRODUCCION DE FRAMBUESA 2012
Lugar Area Produccion (Int $1000) Produccion (MT) 1 Federacion Rusa 257354 133000 2 Polonia 245850 127055 3 Estados Unidos 194999 100775 4 Servia 185910 96078 5 Ucrania 58630 30300 6 México 32912 17009 7 Inglaterra 29218 15100 8 Azervajan 25348 13100 9 Canada 22445 11600 10 Bosnia Herzegovina 21033 10870

35 PRODUCCION DE FRESA 2012 Lugar Area Produccion (Int $1000)
Produccion (MT) 1 Estados Unidos 2 México 489198 360426 3 Turquia 479354 353173 4 España 393475 289900 5 Egypto 328864 242297 6 Republica de Corea 260787 192140 7 Japon 251096 185000 8 Federacion Rusa 236166 174000 9 Alemania 211502 155826 10 Polonia 203796 150151

36 Facultad de Ciencias Agrotecnológicas
¡GRACIAS! Dra Teresita Ruíz Anchondo Tel (52) ext 3148 M. C. Julio Antonio Adriano Martínez Universidad Autónoma de Chihuahua