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Optimizando el procedimiento de vitrificación por goteo al equilibrar la crioprotección y la citotoxicidad de soluciones alternativas de vitrificación de plantas basadas en la naturaleza del vigor de la planta donante

Autores: Kim, Haenghoon

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Optimizando el procedimiento de vitrificación por goteo al equilibrar la crioprotección y la citotoxicidad de soluciones alternativas de vitrificación de plantas basadas en la naturaleza del vigor de la planta donante


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Botánica

Palabras clave

Vitrificación de plantas
Crioprotección
Crioprotectores
DPV
DV
PVS

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 12

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Más de 30 años de vitrificación de plantas, la vitrificación por gota (DV) de propagules in vitro y la congelación lenta de yemas dormantes son métodos típicos de criobanco a gran escala en todo el mundo. La precultura de sacarosa en un solo paso y la solución de vitrificación de plantas 2 (PVS2) para la crioprotección en vitrificación basada en soluciones a menudo enfrentan una regeneración inaceptablemente baja, y los resultados varían caso por caso dependiendo de la especie de planta, como una prueba a ciegas. La ausencia de un protocolo universal aplicable a toda la diversidad vegetal se considera uno de los factores limitantes. Para la flora silvestre, los límites del material de origen disponible y las dificultades en la propagación in vitro empeoran la reoptimización de los pasos del protocolo para nuevas especies. Dado que la toxicidad de los crioprotectores es la barrera más crucial para la vitrificación de explantes organizados, seleccionar soluciones alternativas de vitrificación de plantas (PVS) basadas en la citotoxicidad de los crioprotectores es vital. Esta revisión propone el concepto de vigor de la planta donante (DPV), que se refiere a las propiedades de la planta donante que determinan el potencial para regenerar plantitas normales bajo varios procedimientos de criopreservación. DV es un procedimiento de múltiples etapas con muchos factores desde la etapa (1) preparación del material hasta (2) nitrógeno líquido previo (pre-LN) (precultura, osmoprotección, crioprotección), (3) LN (enfriamiento), (4) condiciones de calentamiento (recalentamiento, descarga) y (5) re-crecimiento. Dado que la citotoxicidad de PVS es un factor limitante primario en los enfoques de DV, el DPV es crucial para hacer frente a la toxicidad de PVS. El DPV es innato y se puede maximizar con preparaciones de material apropiadas, es decir, creciendo vigorosamente en subcultivos ayudados por una capa líquida sobre el medio gelificado, seleccionando explantes adecuados, optimizando las condiciones de precultura en dos pasos y suplementos de medios. Desarrollar el protocolo de DV comienza con la prueba del material con un protocolo estándar tentativo, que incluye una precultura en dos pasos (10% de sacarosa durante 31 h y 17.5% de sacarosa durante 16 h), osmoprotección con C4-35%, crioprotección con A3-80% (60 min a 0 grados C), enfriamiento y recalentamiento utilizando tiras de papel de aluminio. Usar un re-crecimiento en tres pasos inicialmente con medio de re-crecimiento sin amonio, el re-crecimiento de puntas de brotes en una placa siguiendo las etapas sucesivas del protocolo estándar tentativo para puntas de brotes, es una herramienta valiosa para caracterizar la sensibilidad del material y estandarizar el procedimiento ajustando la crioprotección y la citotoxicidad de los crioprotectores. Se pueden probar las PVS de la serie A (A3-90%, A3-80%, A3-70%) y las PVS de la serie B (PVS3, B5-85%) basadas en el DPV. Estas PVS alternativas se han aplicado en más de 30 documentos con un aumento del 8.5~67.3% en la regeneración de LN en comparación con los tratamientos de PVS2 y la solución de vitrificación de plantas 3 (PVS3). Usar este enfoque como una alternativa a la selección de condiciones a ciegas sería influyente para ampliar la criopreservación de diversas especies silvestres y materiales problemáticos.

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