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35.6: Cultura de Tecido Vegetal
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Plant Tissue Culture
 
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35.6: Plant Tissue Culture

35.6: Cultura de Tecido Vegetal

Plant tissue culture is widely used in both primary and applied science. Applications range from plant development studies to functional gene studies, crop improvement, commercial micropropagation, virus elimination, and conservation of rare species.

Plant tissue culture depends on the ability of plant tissue to give rise to an entire new plant when provided with a growth medium and appropriate environment. This ability of plant cells or tissues is termed ‘totipotency.’

The fundamental steps of plant tissue culture are fourfold:

  1. Select a healthy parent plant (explant).
  2. Eliminate any microbial contamination from any exposed explant surfaces.
  3. Inoculation the explant in an adequate culture medium.
  4. Incubation of the explant in a controlled environment with appropriate temperature, humidity, air quality, and illumination.

There are also four different types of plant tissue culture, which may be chosen based upon the goals of the culture, or plant species:

  1. cell culture (such as gametic cells, cell suspension, and protoplast culture).
  2. tissue culture (callus and differentiated tissues).
  3. organ culture (any organs such as roots, shoots, and anthers).

One of the popular applications of plant tissue culture is the in vitro clonal propagation - also known as micropropagation. Plant tissue culture, in this case, can aid in the reproduction of plants that have problems with seed germination (recalcitrant plants), or have short-seed viability. Although micropropagation can be applied to any species, it is recommended for commercially essential plants or those at risk of extinction. For example, micropropagation is widely used for the cultivation of orchids such as Paphiopedilum delenatii - a species native to the Himalayas. These orchids are traditionally propagated through seeds. However, it takes about 2-3 years for mature orchids to produce these. Therefore, plant tissue culture has become an ideal method to protect this species from extinction and achieve commercial viability.

Micropropagation can be carried out in three different ways:

  1. using an apical or axillary bud.
  2. using the adventitious bud.
  3. through the formation of a somatic embryo, using somatic parent plant cells.

The success of each of the techniques depends on the genetic background, culture media, and incubation conditions.

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.

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