semillas sinteticas-clonales y artificiales

1. Katherine Dávila Flores
Stell Paico Marin
SEMILLASSEMILLAS ARTIFICIALESARTIFICIALES

2. Origen
 La idea de producir semillas sintéticas
surge como resultado de la
posibilidad de su aplicación en
agricultura.
 En 1977, Toshio Murashige menciona
la posibilidad de regenerar plantas a
partir de embriones recubiertos por un
endospermo artificial, fue que surgió
la idea de la semilla artificial.

3.  Este proceso de embriogénesis somática fue descrito por
primera vez en 1958 por Jakob Reinert y F.C.Steward y
colaboradores.
 Se llevó a la práctica por vez primera por Kitto y Janick
en1982 al obtener semillas sintéticas deshidratadas y por
Keith Redenbaugh en1984 al lograr semillas sintéticas
hidratadas.

4. SEMILLAS
“Granos que en diversas formas producen las
plantas y que al caer o ser sembrados producen
nuevas plantas de la misma especie.”
1.Las semillas constituyen la base de la
alimentación del hombre (aportan
carbohidratos, proteínas y lípidos.
2.Las principales civilizaciones humanas
fundaron sus bases en el cultivo de sólo tres
semillas, trigo, arroz y maíz.
3.Importantes en la elaboración de fibras,
medicinas y bebidas alcohólicas.

5. Las semillas sintéticas, artificiales o clonales
 son estructuras vegetales de origen
normalmente asexual, capaces de producir un
vástago (brotes y ramificaciones aéreas) y una
raíz.
 Además, poseen la capacidad necesaria para
regenerar una planta completamente idéntica
a su progenitor (clones).
 Las estructuras vegetales a que nos referimos
son los embriones somáticos y pueden
obtenerse a través de las técnicas
convencionales de cultivo in vitro.

6. Las semillas sintéticas están formadas
por:
 embrión somático
 gel
 Polímero
El desarrollo de los embriones somáticos
pasa por los mismos estados
morfológicos de desarrollo que un
embrión cigótico:
 Pro embrión g
 lobular,
 Trapezoidal
 embrión cordiforme
 torpedo.

7. Está formada por tejido
meristemático totipotente
capaz de producir una
planta completa o por brotes
originados por cultivos de
meristemos (embriogénesis
somática), y una cubierta y
endosperma artificiales en el
caso de tenerlos.

8. 1. Inducción de la embriogénesis somática.
2. Obtención Y selección de los embriones
somáticos (ES) maduros.
3. Sincronización del crecimiento de los
embriones somáticos.
4. Proliferación de ES en un biorreactor.
5. Encapsulación Y recubrimiento
mecánico de los ES.
Actualmente el proceso de fabricación de
semillas sintéticas pasa por las siguientes
etapas:

9. Las semillas artificiales permiten desarrollar nuevos
cultivos que sean capaces de superar
limitaciones de adaptación tanto al clima como
a cualquier otro factor externo limitante como
nutrición o plagas.
Un ejemplo de esto es el de las semillas que no se
pueden deshidratar para su conservación
(recalcitrantes), cuya viabilidad se ve claramente
aumentada, ya que en condiciones normales son
semillas que poseen una humedad elevada y
pierden su viabilidad cuando ésta es reducida.

10. •Pero los embriones obtenidos en el laboratorio son frágiles y muy pequeños, siendo
incapaces de soportar las condiciones medioambientales y las técnicas de manejo
a las que tendrían que someterse para su desarrollo.
Por esto es necesario proteger su viabilidad, de manera que se han ideado dos
métodos de producción de semillas:
1- Fabricando un sistema hidratado mediante una
encapsulación en hidrogeles (Radenbaugh et al,
1986)
2- Utilizando un sistema de desecación de lo
embriones. (Kitto y Janick, 1985)

11. A su vez estos dos métodos producen cinco posibles tipos de
semillas:
 1- Semillas con embriones
desecados sin cubierta.
 2- Semillas con embriones somáticos
desecados con cubierta.
 3- Semillas con embriones
hidratados sin cubierta.
 4- Semillas con embriones somáticos
hidratados suspendidos en un
gel viscoso (fluid drilling).
 5- Semillas con embriones somáticos
hidratados con cubierta.

12. El método de desecación se
asemeja más a las semillas
naturales, y aunque produce
algunos problemas como la
desecación y rehidratación de
las semillas, elimina los problemas
causadas por los hidrogeles
como la deshidratación de los
mismos, la germinación
prematura del embrión y el
rápido deterioro de éste.

13. Se han obtenido embriones
somáticos en especies como:
 -Alfalfa (Medicago sativa)
 -Soja (Glycine max)
 -Apio (Apium graveolens)
 -Pasto ovillo (Dactylis
glomerata)

14. Pasos en la producción de semillas artificiales
1. Inducción a la embriogénesis
somática
2. Producción sincronizada y a gran
escala de los embriones
somáticos
3. Maduración de los embriones
somáticos
4. Encapsulamiento mecanizado
5. Almacenamiento de las semillas
artificiales
6. Siembra en invernadero o campo

15. Inducción de la Embriogénesis Somática
 La E.S consiste en el desarrollo de embriones a
partir de células que no son el producto de fusión
gamética“In Vitro”, los iniciadores somáticos fueron
Stewart y Reinert (1958) a partir de tejidos de
zanahoria.
 Los embriones artificiales deben ser ESTRUCTURAS
BIPOLARES PERFECTAS :
 Un polo que genere el VÄSTAGO
 Otro polo que genere la RAÍZ
 Deben ser capaces de generar plantas enteras
 La función inductiva es llevada a cabo por
auxinas.

16. Producción sincronizada y en gran
escala de los embriones somáticos
 Es fundamental contar con embriones:
 Simples
 Que no se fusionen entre sí
 Que no se generen embriones secundarios
 Se han desarrollado diferentes procedimientos basados en filtros y
equipos clasificadores automáticos
 Son biorreactores que permiten el control simultáneo de pH, la
concentración de oxígeno, temperatura y mezclado entre otras
cosas.

17. Maduración de los Embriones
Somáticos
 se necesitan varios pasos:
 La suspensión donde están los embriones somáticos se filtra
 La fracción colectada se esparce en un medio de cultivo que le falta
reguladores de crecimiento
 Esto da lugar a homogeneización (tamaño y estado de desarrollo)
 Estado globular-a los 4 días
 Estado corazón
 Estado torpedo-a los 7-10 días
 Estado de maduración final
 Es necesario tratarlos con sustancias como acido abscísico, maltosa y
de pretratamientos con temperaturas bajas, como en el caso de la
alfalfa.
 La maduración es el factor esencial y en el que se centra la mayor
parte de la investigación.

18. Encapsulamiento Mecanizado
 Los materiales usados para
encapsular los embriones somáticos
son análogos a la testa de las
semillas naturales.
 Deben cumplir dos funciones:
 Protección física
 Contener nutrientes,
antibióticos, funguicidas,
microorganismos..etc
 Se han desarrollado dos tipos
diferentes:
 Hidratado
 Seco

19. Almacenamiento de las Semillas
Sintéticas
 El almacenamiento es otro
aspecto importante a tener en
cuenta
 Lo ideal: que las semillas sintéticas
tengan un comportamiento similar
a la mayoría de las semillas
verdaderas y permanezcan
viables por mucho tiempo
 La criopreservación con nitrógeno
líquido podría resolver este punto.

20. Siembra en Invernadero o a Campo
Lo ideal sería que la
semilla sintética fuese
plantada directamente
en el suelo ( con
elevados porcentajes
de conversión en
plantas)
Sin embargo son
plantadas en
invernaderos o cámaras
climatizadas para luego
ser llevadas al campo

21. Problemas
 Muchas especies son estériles y no producen semillas.
 Otras especies, en particular algunas tropicales, producen
semillas recalcitrantes que no pueden ser secadas.
 Poco efectividad en la conservación del germoplasma y
con grandes gastos (actualmente son con plantas vivas
en el campo).
 Altos costos para la obtención de pequeñas cantidades
de semillas híbridas.

22. Ventajas
 Permite combinar el sistema de propagación vegetativa
(multiplicación clonal) con la capacidad de almacenaje a largo
tiempo.
 Ofrece la oportunidad de almacenar plantas genéticamente
heterocigotas o plantas sobresalientes con una única
combinación de genes .
 La embriogénesis somática puede ser una alternativa con
relación a los esquejes para propagar especies estériles o que no
producen semillas.

23. Ventajas
 Nos permite incorporar:
 Nutrientes.
 Reguladores de crecimiento.
 Fungicidas.
 Obtendremos propágulos libres de virus.
 Adaptación climática.
 Resistencia a enfermedades.
 Mejor valor nutricional.