Micropropagació de cànnabis
Llista de continguts
La micropropagació és una de les aplicacions més generalitzades del cultiu in vitro de plantes. Aquestes tècniques i mètodes de cultiu de teixits són utilitzats per multiplicar plantes genèticament idèntiques (denominades clons) de forma massiva, en espais reduïts i curts períodes de temps, i combinat alguns dels avantatges d'ambdós sistemes de reproducció vegetal.
Aquest mètode de propagació in vitro de plantes és una de les tècniques de cultiu interior de la biotecnologia vegetal que més desenvolupament ha mostrat en els darrers anys, ja que permet l'obtenció de milers de plantes idèntiques entre si a partir de petites seccions d'una planta mare , anomenades explants. L'èxit de la micropropagació dependrà de la capacitat per aclimatar plantes de qualitat des de condicions in vitro a condicions ex vitro, produint així noves plantes a partir d'aquests explants.
Avui volem aprofundir en aquest apassionant món del cultiu de teixits veient les possibles aplicacions que s'obren per als cultius de cànnabis, que com veureu no són poques!
Introducció històrica a l'cultiu de teixits
La història del cultiu de teixits vegetals es va iniciar el 1902, quan el botànic austríac Gottlieb Haberlandt (1854-1945) va estandarditzar les tècniques de cultiu de cèl·lules i teixits vegetals amb la idea de la totipotència cel·lular (totes les cèl·lules vegetals tenen la capacitat de regenerar-se en plantes completes). És per això que avui en dia es considera a Haberlandt com el pare d'aquesta tècnica de cultiu. A partir d'aquests descobriments, el 1930 introdueixen les hormones vegetals, que donen la possibilitat de guiar el programa morfogenètic de les cèl·lules i amb això produir creixements cel·lulars organitzats i desorganitzats.
Ja l'any 1955 Miller descobreix les citocinines, que són un dels tipus d'hormones més importants en la diferenciació i divisió cel·lular i fonamentals en el procés de la organogènesi. A partir de 1960, Kanta va aconseguir la propagació vegetativa d'orquídies lliures de virus per cultiu de meristemes apicals. Uns pocs anys més tard, el 1962, Murashige i Skoog van desenvolupar el medi de cultiu MS, que és actualment el més utilitzat i comú per al cultiu in vitro de teixits vegetals.
El terme micropropagació es va definir per primera vegada el 1986 i actualment s'ha convertit en una important tecnologia en la selecció, creuament i control de malalties vegetals.
Etapes de la micropropagació vegetal
La micropropagació s'inicia amb l'objectiu de la clonació de plantes amb les característiques desitjades, de forma ràpida i massiva. Trobem diverses etapes molt diferenciades, amb objectius perfectament definits per a cadascuna d'elles. Cal recalcar que tot el material vegetal que serà cultivat in vitro serà genotip-dependent, el que significa que cada acció o protocol que s'apliqui al cultiu tindrà una resposta diferent en cada genotip de planta.
Dins el procés de micropropagació es poden diferenciar diverses fases o etapes que cobriran un cicle complet de micropropagació; aquest mètode pot ser aplicat a diferents espècies vegetals, podent-se incloure simplificacions o afegir etapes d'acord a les característiques de cada planta, però en termes generals són els passos més comuns en el procés de reproducció in vitro de plantes.
Un clar exemple són les espècies forestals que necessiten una etapa extra anomenada enduriment, que es dóna abans de ser plantades al camp i després de l'aclimatació ex vitro.
Selecció i Preparació de la planta mare
L'elecció adequada del material de partida en el cultiu in vitro - i més concretament en la micropropagació - no té sentit si el material d'inici (la planta o individu) no disposa d'unes qualitats i trets genètics determinants i contrastats, al menys prou com per fer un programa de multiplicació massal d'aquest individu.
En moltes ocasions, el genotip utilitzat com a material de partida ve determinat per resultats de programes de selecció, on es trien les millors plantes com a mares per a la seva posterior reproducció in vitro.
Com seleccionar una planta de cànnabis
Fer una bona selecció d'una futura planta Mare no és una tasca senzilla, especialment si un té objectius molt concrets en ment. Per facilitar la tasca, en aquest article parlarem sobre els principals factors que solen tenir-se en compte a l'hora de fer una selecció, que com veurem poden canviar molt depenent del tipus de cultivador.
Desinfecció del material vegetal
Aquesta etapa consisteix en la desinfecció dels explants mitjançant diverses desinfeccions i amb diversos tractaments. Un cop seleccionades les plantes mare és necessari desinfectar superficialment tot el material vegetal per tal d'evitar que en el medi de cultiu es puguin desenvolupar microorganismes indesitjats o bacteris i fongs.
La selecció i concentració dels desinfectants i el temps de desinfecció es determinen principalment per les característiques de l'explantament; a la pràctica, es redueix a realitzar el test seguint el mètode d'assaig i error fins a trobar un bon protocol per a cada material, sempre amb l'objectiu d'eliminar els contaminants externs. En aquesta etapa, es tracta de trobar un equilibri entre el procés de desinfecció i causar el menor dany possible a la material vegetal.
Introducció del material in vitro
L'objectiu d'aquesta fase és introduir els explants en el medi de cultiu a través de la via escollida. En funció d'aquesta, podem parlar de:
- Cultiu de meristemes
- Cultiu de gemmes
- Cultiu de protoplasts
- Cultiu de anteres
- Cultiu d'embrions
Aquest treball sempre es realitza dins d'una cabina de flux laminar per evitar la contaminació indesitjada. Un cop el material vegetal ha estat desinfectat, s'introdueix en un mitjà de cultiu estèril i s'espera que comenci a brollar, un procés que pot trigar una o dues setmanes.
Multiplicació mitjançant subcultius
En aquesta etapa o fase es tracta d'aconseguir la màxima quantitat de massa vegetal d'on després poder treure els nous explants. L'objectiu d'aquesta fase és induir la multiplicació dels explants suficient per a la regeneració del nombre de plantes necessàries. En aquest procés s'utilitzen mitjans de cultiu, reguladors de creixement, citoquines i àcids giberélicos, i sol rebre el nom de procés de germinació o regeneració de nous teixits vegetals.
Arrelament (in vitro vs ex vitro)
Com el seu nom indica, el propòsit d'aquesta etapa és estimular i afavorir la formació de les arrels en les vitro plantes, un procés que es pot dur a terme in vitro o ex vitro. Dependrà molt del tipus de cultiu i la seva facilitat d'arrelament per decidir si s'ha de realitzar un arrelament in vitro o ex vitro.
Aclimatació ex vitro
L'aclimatació permet que les plantes es puguin adaptar i viure en condicions naturals. Si l'arrelament s'ha fet ex vitro, l'aclimatació s'efectuarà al mateix temps.
En canvi, si es fa in vitro s'haurà aclimatar les plantes a les condicions exteriors. Recordem que les plantes cultivades en condicions in vitro porten habitualment estomes no funcionals, per tant cal adaptar a totes les plantes a uns períodes d'aclimatació en els quals anem baixant la humitat relativa dels túnels fins arribar a tenir plantes amb arrels funcionals.
En aquesta fase també anem incrementant poc a poc la intensitat del sistema d'il·luminació del túnel. No cal dir-ho, l'èxit de la micropropagació consisteix en gran part en la quantitat de plantes que aconseguirem aclimatar!
Tipus de micropropagació
La micropropagació es basa en multiplicar explants de plantes de forma massiva en condicions controlades i estèrils. En el cultiu in vitro podem utilitzar diversos tipus d'aquests explants, cadascun d'ells amb una funció o ruta a seguir. El explantament més usat per als processos de propagació in vitro són les gemmes vegetatives de les plantes.
Hi ha dues grans rutes a l'hora de micropropagar plantes in vitro, l'organogènesi i l'embriogènesi:
Què és la organogènesi?
En aquest procés es tracta d'obtenir tiges, arrels o flors per mitjà d'una gemma. Cal destacar que aquest mètode necessita diversos esdeveniments segons el tipus de teixits a regenerar, ja siguin brots o arrels.
La organogènesi pot ser directa (des del explantament) o indirecta:
- Organogènesi directa: Es tracta d'una resposta morfogenètica per la qual es formen directament òrgans per tal de la regeneració de plantes completes.
- Organogènesi indirecta: És una resposta morfogenètica per la qual es busca la formació d'òrgans a partir del cultiu de calls. La micropropagació mitjançant calls té la possibilitat de variació somaclonal per tant no és tan valorada en la propagació clonal.
Què és l'embriogènesi?
Es tracta d'un procés pel qual es busca la formació d'embrions somàtics, que també rep el nom de embriogènesi asexual o adventícia. Els embrions resultants germinen donant lloc a una tija i una radícula simultàniament (en un sol esdeveniment) a l'igual que passa amb una llavor de cànnabis quan germina. L'èxit de l'embriogènesi somàtica depèn de la varietat introduïda i del subministrament de reguladors de creixement en el medi de cultiu.
A l'igual que l'organogènesi, l'embriogènesi pot ser directa o indirecta:
- Embriogénesis directa: És un procés biològic pel qual les cèl·lules somàtiques desenvolupen embrions. La embriogènesi somàtica és directa quan les tiges o embrions es produeixen directament a partir dels teixits de partida.
- Embriogénesis indirecta: Implica la necessitat d'una inducció perquè les cèl·lules dels explants utilitzats es desordenin i formin un call, abans de seguir la via embriogénica de desenvolupament comú.
Futur i perspectives del cultiu in vitro
Un dels principals reptes de la micropropagació en l'actualitat és l'estandardització i escalat dels processos o protocols a seguir, de manera que puguin portar a un punt de rendibilitat del negoci, creant així un nínxol en el mercat per preu, temps i qualitat del producte.
La robotització és un altre dels grans factors que poden influenciar en el preu final d'una planta in vitro, ja que moltes tècniques o rutes utilitzades en la micropropagació requereixen de moltes hores de mà d'obra humana. D'aquesta manera, si es pogués automatitzar o robotitzar el procés - o part d'ell - disminuirà molt el cost final d'una vitroplanta.
Els bioreactors són un altre gran camí en la investigació del cultiu in vitro. Existeixen molts tipus i formes de bioreactors però la seva principal funció és l'optimització de la multiplicació de les plantes produïdes en aquest tipus de cultius. El principal propòsit és automatitzar i disminuir els costos de producció, disminuint la mà d'obra i tenint taxes de multiplicació superiors que en altres sistemes. Els bioreactors es caracteritzen també per utilitzar mitjans de cultiu líquids en els quals no es requereix l'addició de gelificants com l'agar.
Finalment, les biofàbriques són laboratoris de propagació de plantes in vitro a gran escala. Aquestes fàbriques de vitroplantes es caracteritzen per tenir uns processos de sembra molt acotats, amb els passos i rutes de la propagació vegetal totalment estructurats. El principal propòsit d'una biofàbrica és portar uns ajustos i protocols molt optimitzats i estandarditzats amb un clar objectiu, que no és altre que la màxima producció de plantes en el mínim temps, espai i cost. A dia d'avui, les biofàbriques han treballat amb èxit espècies forestals, fruiters, aromàtiques i ornamentals.
Fins aquí aquesta introducció a l'apassionant món de la propagació in vitro de plantes, la veritat és que el ventall de possibilitats que s'obre especialment en cultius a gran escala és impressionant. Només ens queda animar-vos a deixar els vostres dubtes o comentaris, com sempre estarem encantats de respondre-us.
Feliços (micro)cultius!
