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PROPAGACIÓN COMERCIAL DE PLANTAS ORNAMENTALES POR
CULTIVO IN VITRO DE TEJIDOS VEGETALES PARA BENEFICIO
SOCIAL DE LA COMUNIDAD
Por: José Luis Aceves Rubio1
Jacinto Hernández Hernández2
INTRODUCCIÓN
El cultivo de tejidos vegetales o cultivo in vitro de tejidos vegetales, es una técnica de
reproducción en condiciones totalmente asépticas, en la que a partir de un pequeño
segmento inicial de tejido es posible regenerar en poco tiempo miles o millones de
plantas genéticamente iguales a la planta madre, cuando a este tejido le es aplicado
un estímulo por medio de variables físicas y químicas controladas en un medio de
cultivo.
A diferencia de las técnicas tradicionales de cultivo, esta poderosa
herramienta permite la propagación de grandes volúmenes de plantas en menor
tiempo; así como el manejo de las mismas en espacios reducidos. Por otro lado, la
técnica es de gran utilidad en la obtención de plantas libres de patógenos; plantas
homocigotas, en la producción de plantas en peligro de extinción, en estudios de
ingeniería genética, etc. El enorme potencial que posee esta metodología ha
propiciado que en los últimos 25 años se haya incrementado el número de
laboratorios de cultivo de tejidos en el país para la producción comercial de plantas
ornamentales y frutales al lo que ha motivado que algunos floricultores la estén
utilizando como una alternativa viable en sus programas de producción.
Es por esto que en el Colegio Profesional de Biólogos del Estado de Veracruz, A.C. con el apoyo de la Secretaría de Desarrollo Social (SEDESOL) y el Gobierno del Estado de Veracruz; se desarrolla un proyecto de producción de plantas
de ornato utilizando la técnica antes mencionada con el propósito de aprovechar sus
bondades, adecuándola a la problemática económica de algunas colonias populares
de la Ciudad de Xalapa y municipios circunvecinos; para lo cual se empezó, a partir
del primero de noviembre de 1994, la instalación de un Laboratorio de Cultivo de
Tejidos Vegetales en donde se contempla la producción de especies ornamentales
de interés económico. A la fecha, se tienen resultados satisfactorios en la producción
de Gloxinia (Sinningia speciosa) cuyas características se mencionan a continuación:
Sinningia speciosa o Gloxinia speciosa; plantas perennes tuberosas de floración estival (estación más caliente del año). Sensible a las heladas; mínimo 15
ºC. Han de instalarse en lugares con abundante luz aunque no bajo la acción directa del sol. Prefieren una atmósfera húmeda y suelos también húmedos aunque
1
Investigador del I.I.E.S.C.A.U.V.
2
Colegio Profesional de Biólogos del Estado de Veracruz
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Propagación comercial de plantas ornamentales por cultivo in Vitro de tejidos
vegetales para beneficio social de la comunidad.
no encharcados, turbosos con abundante materia orgánica. El riego no debe aplicarse directamente al follaje dado que este es muy pubescente y no seca rápidamente lo cual favorece la proliferación de organismos que causan enfermedades.
Se multiplican mediante semillas en primavera y verano a través de esquejes caulinares; pueden también multiplicarse por división de los tubérculos en secciones
provistas de un brote joven. Gloxinia speciosa tiene forma de roseta y de tallos
cortos, las hojas ovales y aterciopeladas llegan a medir hasta 20 cm de longitud.
Las péndulas y en forma de embudo, son carnosas y de color violeta, rojo o blanco, florece en verano. La regeneración de plantas de gloxinia por cultivo in vitro se
logra utilizando secciones de tejido foliar sobre un medio nutritivo MS (1962) complementado con fitorreguladores de crecimiento; una vez enraizadas las plantulitas, deben pasar por un periodo de aclimatación en un invernadero con características (humedad, iluminación y temperatura) semejantes a las del laboratorio,
después de 4-6 semanas se transfieren a un invernadero común donde terminan
su ciclo.
ANTECEDENTES
En octubre de 1994, se inició la operación de un laboratorio de cultivo de tejidos
vegetales in vitro, en el Colegio Profesional de Biólogos del Estado de Veracruz
A.C. con la finalidad de desarrollar técnicas para la propagación de especies vegetales de interés ecológico y económico. En enero de 1995, se iniciaron las labores de siembra de tejidos en especies ornamentales de interés económico en la
región. A la par de estas actividades, se ha hecho promoción del proyecto en los
medios de comunicación locales con el fin de dar a conocer al público las ventajas
de utilizar la técnica mencionada para la propagación de plantas ornamentarles
difíciles de obtener por los métodos tradicionales. Así mismo, hemos participado
en exposiciones de carácter cultural como la Feria de la Flores de Xalapa y la Feria del Café en Coatepec, Ver.; se han dado pláticas a estudiantes de la Facultad
de Biología y Agronomía y se ha facilitado el laboratorio para que alumnos de biología se puedan capacitar en esta disciplina y en la Horticultura en general. Actualmente contamos con un inventario de 10,000 plantas ornamentales de las
cuales 5,000 han sido donadas a un grupo social de 30 personas recientemente
integrado en la población de Mazatepec, Mpio. de Acajete, Ver., para lo cual se
dió capacitación integral para el manejo en invernaderos de las mismas; con este
primer lote iniciarán su propio negocio. De esta manera, no sólo se incide en la
generación de fuentes de empleo, sino se colabora en la conservación de los recursos forestales, pues esta zona padece de una elevada presión sobre estos.
Por lo expuesto, se considera necesaria la continuidad de este proyecto para
apoyar a otros grupos sociales y aprovechar la infraestructura existente.
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Reportes de Investigación
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
El fundamento teórico del cultivo in vitro es el concepto de la totipotencialidad celular.
Schleiden y Schwan (1887) describen en su teoría celular, que la célula es
capaz de subsistir por si sola si las condiciones externas le son favorables.
A Morgan (1901) se le atribuye el término de la totipotencialidad celular
propiamente dicho, que dice que una célula es capaz de desarrollarse hasta formar
un organismo completo si las condiciones ambientales le son favorables y si se le
aplican los estímulos adecuados.
Haberlandt (1902) con la idea de la totipotencialidad celular desarrolla el
primer cultivo in vitro de tejidos vegetales. Desafortunadamente sus trabajos fueron
inexitosos debido a que utilizó un medio de cultivo relativamente simple y por otra
parte, tejidos vegetales demasiado diferenciados.
White (1932) logra el primer cultivo in vitro estable utilizando en sus
experimentos ápices de raíces de jitomate. Los tejidos meristemáticos del ápice
radical propiciaron crecimiento en longitud de los mismos en el medio de cultivo. La
falla en los intentos realizados por varios investigadores entre 1902 y 1932 se debió,
como lo menciona White, a la mala elección del material vegetativo y a la simplicidad
de los medios de cultivo utilizados. El logro de White le da un buen impulso al
desarrollo de las técnicas de cultivo in vitro; sin embargo en sus trabajos realizados
hasta entonces no obtiene proliferación celular en forma, los ápices de raíz solo
crecen en longitud como lo harían normalmente como parte de la raíz de la planta
intacta.
No es sino hasta 1934 cuando Gautheret logra proliferación celular in vitro en
tejidos cambiales provenientes de plantas adultas. En 1939 el mismo Gautheret,
Nobecourt (en tejidos de zanahoria) y White (en tejidos de tabaco) publican casi
simultáneamente la formación de una masa de células parenquimatosas (callo) a
partir de los explantes (tejidos) utilizados en sus experimentos. Este hecho
significativo constituye en sí el despegue de las técnicas de cultivo in vitro.
Un factor importante en el desarrollo de las técnicas de cultivo de tejidos
vegetales, fue el descubrimiento de los reguladores de crecimiento. Overbeek (1941)
observa el efecto de una sustancia presente en el agua de coco que estimulaba la
división celular (efecto citocinínico). Cuando el agua de coco se combinaba con 2,4D, tenia un efecto positivo en el desarrollo de tejidos de zanahoria y papa (Caplin y
Steward 1948, 1952).
Skoog y colaboradores observaron que el esperma de arenque,
desnaturalizado por calor, tenía un efecto muy marcado en la formación de brotes a
partir de tejidos de tabaco. De este ácido desoxirribonucleico (ADN) desnaturalizado
Miller y colaboradores (1955) aislaron un compuesto de naturaleza purínica
enominado 6- furfuril-aminopurina o cinetina.
En 1926 dos científicos japoneses descubrieron un compuesto hormonal,
actualmente de uso ordinario en el cultivo in vitro de tejidos vegetales denominado
giberelina el cual es producido por un hongo Gibberella fujikoroi; este compuesto fue
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Propagación comercial de plantas ornamentales por cultivo in Vitro de tejidos
vegetales para beneficio social de la comunidad.
descubierto cuando ellos estudiaban la causa de la pudrición en plántulas de arroz.
El efecto que producía dicha sustancia era un alargamiento excesivo en los tallos, sin
desarrollo proporcional de la raíz. Actualmente se le atribuyen otros efectos como la
inducción de germinación en semillas, brotación en algunos tubérculos como la papa
etc.
OBJETIVO GENERAL
Implementar un laboratorio de cultivo de tejidos vegetales para el incremento de la
producción de plantas ornamentales que genere un beneficio social a los habitantes de las colonias marginadas de Xalapa y municipios circunvecinos.
En este proyecto se verán beneficiados un grupo de pobladores de la congregación de Mazatepec, municipio de Acajete, Ver.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
a) Investigar en el mercado local el tipo de plantas ornamentales de mayor consumo.
b) Investigar sus características botánicas y biogeográficas.
c) Desarrollar las técnicas de cultivo in vitro de las especies propuestas por los
grupos sociales formados, en base a sus características biológicas y a su demanda en el mercado.
d) Producir 5,000 plántulas para beneficio social de la comunidad antes mencionada.
METODOLOGÍA
Fase I: Establecimiento de los cultivos in vitro
Para la realización de este proyecto se implementó un laboratorio de cultivo de
tejidos vegetales con el equipo y materiales básicos para estos fines.
El material biológico inicial consistió en plantas de gloxinia (Gloxinia speciosa)
las cuales se adquirieron en viveros de la localidad.
Predesinfestación: los explantes iniciales se obtuvieron de tejido foliar para lo
cual se separaron las hojas jóvenes más vigorosas y se lavaron con agua y
detergente.
Desinfestación: dentro de una campana de flujo laminar las hojas de gloxinia
se sumergieron en una solución de hipoclorito de sodio al 1% en constante agitación
durante 10 minutos, se aplicaron tres enjuagues de tres minutos cada uno con agua
destilada estéril. Después se cortaron y se sembraron secciones de tejido de
aproximadamente 1 cm 2.
Paralelamente se adquirieron semillas de gloxinia híbrida F1 doble, mezcla de
colores y se desinfestaron de la misma manera que las hojas. Tanto la siembra de
tejidos como de semillas se realizó en un medio nutritivo de acuerdo a la formulación
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de Murashige & Skoog (1962) complementado con 100 mg/l de myo-inositol glysina 2
mg/l, ácido nicotínico 0.5 mg/l, pyridoxina 0.5 mg/l, tiamina 0.1 mg/l, sacarosa 30 gr/l,
agar 7 gr/l, el pH se ajustó a 5.8. La esterilización de los medios de cultivo fue a 20
libras de presión durante 20 minutos en todos los casos. El medio para germinación
de semillas fue el mismo pero a la mitad de la concentración original y adicionado
con 1.5 gr/l de carbón activado, el medio para las secciones de tejido se
complementó con 1 mg/l de benzilaminopurina (BAP) y 0.3 mg/l de alfa ácido
naftalenacetico (∝ ANA).
Los tejidos se trasladaron a una cámara de incubación a una temperatura de
25 ± 2º C, y bajo una intensidad luminosa de 2000 lux (lámparas slime line marca
Phillips). Las semillas fueron incubadas a la misma temperatura pero en ausencia de
luz.
Fase II: Multiplicación
Debido a que las secciones de tejido foliar de gloxinia sufrieron oxidación muy
severa, no fue posible lograr la diferenciación de plántulas, esto motivó a que la
multiplicación de propágulos se hiciera a partir de las plántulas obtenidas por
germinación aséptica. El medio de cultivo utilizado en esta fase fue el mismo MS
(1962) aumentando la concentración de BA a 2 mg/l y (∝ ANA) 0.3 mg/l mg/l. Para
alcanzar el número acordado de plántulas, se realizaron dos resiembras. Las
condiciones de incubación fueron las mismas que se describieron con anterioridad.
Fase III: Enraizamiento de plántulas
Para esta fase, se utilizaron las mismas sales MS en el medio de cultivo, omitiéndose
las citocininas (BA). Complementado con 1.5 gr/l de carbón activado y 20 gr/l de
sacarosa. Las condiciones de incubación fueron las mismas que para las etapas
anteriores.
RESULTADOS
Fase I: Establecimiento de los cultivos
No fue posible la obtención de plántulas a partir de tejidos por problemas de
oxidación debido a esto, las primeras plantas se obtuvieron por germinación
aséptica, en las etapas posteriores se siguió la metodología normal de cultivo in vitro.
Fase II: Proliferación
En esta fase se lograron tazas de multiplicación de 1x3 en un periodo de 6 a 8
semanas para la primera resiembra y de 1x5 en el mismo periodo de tiempo en la
segunda resiembra bajo las condiciones anteriormente descritas. Con estos
resultados la cantidad acordada de producción se rebasó en tan sólo 9 meses de
trabajo.
Fase III: Enraizamiento
Muchas especies de la familia de las herbáceas, producen raíces aún en medios
conteniendo citocininas; sin embargo, estas raicillas no son funcionales ya que son
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vegetales para beneficio social de la comunidad.
demasiado delgadas y por lo tanto frágiles; entonces, es necesario transferirlas a un
medio con hormonas promotoras de raíces (auxinas) con lo cual además se evita
que las plántulas continúen proliferando, el fortalecimiento de tallos y hojas se
obtiene también de este modo. En gloxinia el enraizamiento de propágulos se logró
en un medio conteniendo las sales MS a la concentración normal complementado
con 1.5 gr/l de carbón activado, las plántulas enraizaron exitosamente en
4
semanas y adquirieron mayor vigor en tallos y hojas.
VINCULACIÓN SOCIAL DEL PROYECTO “Floricultores de Mazatepec” Acajete, Ver.
A través del Colegio Profesional de Biólogos del Estado de Veracruz A.C., estamos desarrollando, con el apoyo económico de la Secretaría de Desarrollo Social
(SEDESOL), proyectos productivos cuya finalidad es la de provocar un impacto
positivo en las comunidades con problemas de marginalidad, uno de los cuales es
el de “Producción de Plantas Ornamentales por Cultivo in vitro”. Elegimos esta
Biotecnología debido a que ofrece una serie de ventajas, algunas de las cuales se
mencionan a continuación:
a) Uniformidad genética
b) Manejo de grandes volúmenes de plantas en áreas pequeñas
c) Florecimiento temprano
d) Las plantas producidas in vitro están exentas del control sanitario
e) Facilita el movimiento de grandes cantidades de plantas entre distintas
zonas geográficas etc.
Aprovechando las bondades de ésta técnica para su aplicación en problemas específicos de comunidades con problemas de desempleo, se están produciendo masivamente plantas de ornato de interés económico en la región, las cuales son donadas a grupos sociales legalmente constituidos y capacitados en forma
integral, para que ellos mismos lleven a cabo las actividades emanadas del proyecto desde que reciben las plántulas, hasta la fase adulta cuando son comercializadas.
En la realización de este proyecto se ha contado con la destacada colaboración del Patronato de Apoyo Voluntario a la Sierra de Perote de la Secretaría de
Finanzas y Planeación (SEFIPLAN), la Secretaría de Desarrollo Agropecuario y
Pesquero (SEDAP), del Servicio Estatal de Empleo, el H. Ayuntamiento de Acajete, Ver., y el CBTIS 13 de Xalapa, Ver., entre otros.
Bajo este esquema, se ha formado y capacitado un grupo social de 30 personas en la población de Mazatepec, Municipio de Acajete, Ver., el cual ha concluido la construcción de un invernadero en donde se encuentra en la fase de
adaptación una cantidad de 5000 plántulas de la especie Sinningia speciosa (gloxinia), mismas que fueron producidas y donadas por el Colegio de Biólogos.
Con este modelo de trabajo se crearon 30 empleos directos y se estima que
con el efecto multiplicador se rebase la cifra de 100 empleos en aproximadamente
un año, ya que en el laboratorio se producen las flores que deberán sembrarse en
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Reportes de Investigación
cada parcela factible, pasando a la integración de sistemas unifamiliares de producción; otro de los beneficios del proyecto consiste en que se disminuirá en adelante la presión ejercida por los pobladores de esta región sobre los recursos naturales particularmente sobre los bosques ya que al ofrecerles alternativas de empleo no tienen que talar árboles para cubrir sus necesidades más urgentes. Cabe
agregar que Mazatepec es una localidad situada en el Municipio de Acajete, que
cuenta con una población de 706 habitantes; de éstos 421 son personas de más
de quince años de edad de los cuales el 48.2% son analfabetas. La principal ocupación laboral es la agricultura (jornaleros que laboran en otras regiones y/o trabajan su parcela para el autoconsumo) y la venta clandestina de madera; de manera
secundaria existe un grupo de personas que se dedican a la comercialización de
flores en la Ciudad. de Xalapa.
Esta primera donación se considera útil para enfrentar al grupo en los principales procesos de producción en invernadero, bajo un programa de capacitación
técnico-administrativa, así como para generar la capacitación inicial del mismo,
que al momento ha invertido en base a un crédito sin interés y condicionado a la
producción, promovido por el Patronato de Apoyo Voluntario a la Sierra de Perote.
Para el año 1996, se tiene previsto el proceso intensivo de capacitación, entrenamiento y organización, así como la producción en laboratorio de 5000 plántulas de
"Crisantemo", que el grupo ha decidido sea su producto definitivo a desarrollar,
toda vez que de el dominan el mercado.
CONCLUSIONES
De este trabajo se deben destacar los siguientes aspectos fundamentales:
A. Que el desarrollo sustentable del estado de Veracruz, requiere de la aplicación de estrategias agresivas, siendo una de ellas la transferencia de
biotecnologías a procesos productivos, de base social, en el medio rural.
B. Que la vinculación entre las instancias productoras de biotecnologías y
los sectores marginados, puede lograrse en la medida en que se establezcan los canales adecuados en cuanto a localización y adquisición de
apoyos de todo tipo: de investigación, de inversión social, administrativos, financieros y de capacitación.
C. Que en base a la integración de grupos de autogestión productiva, es
posible constituir empresas sociales generadoras de empleos como alternativa a los fenómenos de marginalidad y depredación de los recursos
naturales.
D. Que los proyectos de autogestión productiva y de aplicación interinstitucional, son capaces de integrar recursos y apoyos con un elevado efecto
sinérgico, propiciando la sustentabilidad del grupo y del proyecto mismo.
Los resultados obtenidos permitirán en el futuro aplicar esta metodología a
otras comunidades con problemas de marginación con lo cual se contribuirá por
una parte a la creación de empleos y por otra a impulsar fuertemente la actividad
de la floricultura en el estado de Veracruz , produciendo plantas ornamentales de
calidad para ser más competitivos en esta área.
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vegetales para beneficio social de la comunidad.
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