Back to chapter

35.6:

Cultura de Tecido Vegetal

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Plant Tissue Culture

Languages

Share

Tradicionalmente, os fazendeiros criam colheitas ao longo de muitas gerações para produzir as qualidades desejadas, como rendimentos mais altos, maiores sementes, frutas mais doces e maior resistência a doenças. Novas variedades de culturas podem ser criadas por enxerto ou polinização cruzada das plantas-mãe. No entanto, esses métodos consomem tempo e são inespecíficos, com uma grande chance de eliminar as características desejadas.Alternativamente, o uso de técnicas in vitro conhecido como cultura do tecido vegetal pode rapidamente produzir um grande número de plantas clones com as qualidades desejadas. Esta técnica é dependente em totipotência’o que significa que uma parte de uma planta pode dar origem a uma planta inteira quando fornecida o ambiente e os reguladores de crescimento apropriado. Dependendo da fonte da parte da planta, ou explante, técnicas de cultura de tecidos podem ser distinguidas em vários tipos.Por exemplo, na cultura em calos, os explantes de tecido colocados em meio de crescimento sofrem rápida divisão celular e formam uma massa de células indiferenciadas chamado de calo. Hormônios vegetais, como auxinas e citocininas, regulam vários aspetos do crescimento da planta e ajudam o calo a se diferenciar em diferentes partes da planta. Os brotos podem ser induzido por um calo com alta concentração de citocininas em relação às auxinas, enquanto as raízes podem ser formadas quando a proporção é invertida.A uma concentração igual de hormônios, forma-se a raiz e o broto para regenerar a planta jovem. Os vírus apresentam um importante preocupação na agricultura porque eles podem causar doenças graves nas plantas. A cultura do meristema é particularmente útil para estabelecer plantas livres de vírus.Este método depende da divisão rápida da ponta do broto como o explante de escolha. Essas pontas de brotos são geralmente livre de vírus. A cultura de tecido vegetal não só permite a clonagem de plantas desejáveis, mas também facilita a modificação genética.Um tipo de modificação que envolve introduzir genes benéficos que podem melhorar a saúde, tamanho, ou rendimento geral da planta. Essas modificações são herdadas pelas gerações subsequentes e produzem os traços desejáveis sem a necessidade da cultura de tecido adicional. Por exemplo, o milho, geneticamente modificado, ou GM, com um gene de tolerância a herbicida tem sido amplamente adotado por agricultores nos EUA.Esta modificação permite que as colheitas possam ser pulverizadas com herbicida, matando ervas daninhas concorrentes e deixando a colheita inalterada.

35.6:

Cultura de Tecido Vegetal

A cultura de tecido vegetal é amplamente utilizada tanto na ciência básica como aplicada. As aplicações vão desde estudos de desenvolvimento de plantas até estudos genéticos funcionais, melhoria de culturas, micropropagação comercial, eliminação de vírus e conservação de espécies raras.

A cultura de tecido vegetal depende da capacidade do tecido vegetal de dar origem a toda uma nova planta quando fornecida com um meio de crescimento e ambiente adequado. Essa capacidade de células ou tecidos vegetais é chamada de ‘totipotência’.

Os passos fundamentais da cultura de tecido vegetal são quatro:

  1. Selecionar uma planta progenitora saudável (explante).
  2. Eliminar qualquer contaminação microbiana de qualquer superfície exposta do explante.
  3. Inocular o explante em um meio de cultura adequado.
  4. Incubar o explante em ambiente controlado com temperatura, humidade, qualidade do ar, e iluminação adequadas.

Existem também quatro tipos diferentes de cultura de tecidos vegetais, que podem ser escolhidos com base nos objetivos da cultura, ou espécies vegetais:

  1. cultura de células (como células de gâmetas, suspensão celular, e cultura de protoplastos).
  2. cultura de tecidos (calo e tecidos diferenciados).
  3. cultura de órgãos (quaisquer órgãos como raízes, rebentos, e anteras).

Uma das aplicações populares da cultura de tecido vegetal é a propagação clonal in vitro – também conhecida como micropropagação. A cultura de tecido vegetal, neste caso, pode auxiliar na reprodução de plantas que têm problemas com a germinação de sementes (plantas recalcitrantes), ou têm sementes de viabilidade curta. Embora a micropropagação possa ser aplicada a qualquer espécie, é recomendada para plantas comercialmente essenciais ou aquelas em risco de extinção. Por exemplo, a micropropagação é amplamente utilizada para o cultivo de orquídeas como Paphiopedilum delenatii – uma espécie nativa dos Himalaias. Essas orquídeas são tradicionalmente propagadas através de sementes. No entanto, leva cerca de 2-3 anos para que orquídeas maduras as produzam. Portanto, a cultura de tecidos vegetais tornou-se um método ideal para proteger esta espécie da extinção e alcançar a viabilidade comercial.

A micropropagação pode ser realizada de três maneiras diferentes:

  1. usando um botão apical ou axilar.
  2. usando o botão adventício.
  3. através da formação de um embrião somático, utilizando células somáticas de plantas parentais.

O sucesso de cada uma das técnicas depende da base genética, do meio de cultura, e das condições de incubação.