En el mundo del cultivo de tejidos vegetales, la elección del agente gelificante puede parecer un detalle sin importancia, pero desempeña un papel fundamental en el éxito de la propagación y regeneración de las plantas. Durante décadas, el agar ha sido el agente solidificante de referencia para los medios de cultivo utilizados en el cultivo de tejidos vegetales.
Sin embargo, en los últimos años, la goma gellan en el cultivo de tejidos vegetales ha surgido como una poderosa alternativa que ofrece varias ventajas sobre el agar tradicional. Se está haciendo cada vez más popular tanto entre los investigadores como entre los cultivadores comerciales por sus propiedades únicas y sus ventajas de rendimiento.
En esta entrada del blog, exploraremos qué es la goma gellan en el cultivo de tejidos vegetales, cómo funciona y por qué cada vez más laboratorios e investigadores la eligen.
La goma Gellan es un polisacárido hidrosoluble producido por la bacteria Sphingomonas elodea . Desarrollada originalmente como agente espesante y estabilizador para productos alimentarios, sus propiedades únicas llamaron rápidamente la atención de las comunidades de biotecnología y ciencias vegetales.
La goma Gellan se presenta en dos tipos principales:
Goma Gellan con alto contenido en acilo frente a goma Gellan con bajo contenido en acilo
Goma Gellan con alto contenido en acilo: forma un gel suave y elástico debido a la presencia de grupos acilo. Ofrece más flexibilidad y es adecuado para aplicaciones en las que se necesita un soporte suave.
Goma Gellan de bajo contenido en aciloproduce un gel firme y quebradizo de gran claridad y estabilidad. Es preferible para aplicaciones que requieren geles claros y definidos, como en microbiología, cultivo de tejidos vegetales y productos alimentarios como gelatinas, bebidas en suspensión y confitería.
Para la mayoría de las aplicaciones de cultivo de tejidos vegetales, se prefiere la goma gellan de bajo acil debido a su capacidad para formar geles transparentes y estables a concentraciones relativamente bajas (normalmente entre 0,2% y 0,4%).
¿Por qué utilizar goma Gellan en lugar de agar?
Aunque el agar ha sido durante mucho tiempo la norma para solidificar los medios de cultivo de tejidos vegetales, la goma gellan ofrece varias ventajas clave que la convierten en una opción superior para las aplicaciones modernas.
Una de las diferencias más notables es la claridad del medio. La goma Gellan produce un gel cristalino -con niveles de transparencia que alcanzan hasta 90%- que facilita mucho la observación del desarrollo radicular, la formación de callos y otros cambios morfológicos. Este alto nivel de visibilidad es especialmente valioso en entornos de investigación en los que el control visual es fundamental, y también permite la detección precoz de la contaminación.
La goma Gellan consigue una fuerte formación de gel a concentraciones mucho más bajas que el agar - normalmente entre 0.05% y 0.5% o alrededor de una quinta parte de la cantidad necesaria para el agar . Esto no sólo reduce los costes de material, sino que también minimiza las interferencias con la disponibilidad de nutrientes y el crecimiento de las plantas.
A diferencia del agar, cuya composición puede variar en función de su origen, la goma gellan es un polisacárido bien definido y químicamente puro. Esta consistencia permite una mayor reproducibilidad entre experimentos y entre laboratorios, lo que hace que los resultados sean más fiables y fáciles de comparar.
Los geles de goma Gellan retienen la humedad mejor que el agar, lo que reduce significativamente el riesgo de desecación durante periodos de cultivo prolongados. Esto es especialmente beneficioso para las especies de crecimiento lento o cuando los cultivos deben mantenerse durante períodos prolongados sin subcultivos frecuentes.
Los estudios han demostrado que la goma gellan puede ayudar a reducir el pardeamiento fenólico y la contaminación microbiana en comparación con el agar. Su pureza y la ausencia de carbohidratos complejos hacen que sea menos probable que favorezca el crecimiento de contaminantes como el moho, lo que mejora la salud general de los cultivos y las tasas de éxito.
Los geles formados por goma gellan de bajo contenido en acilo son más firmes y quebradizos que elásticos. Esta estructura puede ser ventajosa en determinadas aplicaciones, especialmente las que implican explantes sensibles o sistemas de regeneración en los que se prefiere una resistencia mecánica mínima.
Gracias a su naturaleza quebradiza, la goma gellan puede lavarse fácilmente de las raíces de las plantas antes del trasplante. Esto simplifica el proceso de aclimatación, reduce el estrés de las plantas y mejora las tasas de supervivencia tras la transferencia al suelo o a otros medios de cultivo.
Una vez fraguada, la goma gellan no se derrite al recalentarla, una característica útil durante la esterilización y el almacenamiento de cultivos a largo plazo. Esta estabilidad térmica garantiza una estructura uniforme del medio durante todo el periodo de cultivo, incluso en condiciones de temperatura variables.
La goma Gellan se ha utilizado con éxito en una amplia gama de técnicas de cultivo de tejidos vegetales, demostrando ser un agente gelificante versátil y eficaz. Estas aplicaciones incluyen:
La goma Gellan favorece la rápida multiplicación de especies de gran valor como orquídeas, rosas y plataneros, ofreciendo un medio claro y estable para la proliferación de brotes y el desarrollo de raíces.
Su estructura de gel uniforme y su transparencia lo hacen ideal para la inducción y el desarrollo de embriones somáticos, especialmente en especies como las coníferas y el café.
Las propiedades gelificantes estables de la goma gellan favorecen la formación de brotes, raíces y otros órganos a partir de explantes, lo que la hace adecuada para estudios de regeneración.
La goma Gellan proporciona una matriz consistente que favorece el crecimiento de callos y su posterior regeneración en plantas enteras, especialmente útil en experimentos de transformación genética.
En los programas de cría, la goma gellan se utiliza a menudo en el cultivo de anteras o microsporas debido a su capacidad para mantener un entorno estable para la división y el desarrollo celular.
Ha demostrado su eficacia tanto en especies monocotiledóneas como dicotiledóneas, con notable éxito en plantas difíciles de cultivar como orquídeas, plátanos, patatas y diversas especies leñosas. Su rendimiento en diversos sistemas lo convierte en la opción preferida de los laboratorios que buscan mejorar la eficiencia y la reproducibilidad en el cultivo de tejidos vegetales.
El uso de la goma gellan en el cultivo de tejidos es sencillo, pero hay que tener en cuenta algunas prácticas recomendadas para obtener resultados óptimos:
Para la mayoría de las aplicaciones de cultivo de tejidos vegetales, se requiere una concentración de 0,2% a 0,4% (p/v) de goma gellan suele ser suficiente. Esto se traduce en 2-4 gramos por litro de medio de cultivo. Una marca comúnmente utilizada es GELRITE®, y 2 g/L suelen ser suficientes para formar un gel estable.
Para la mayoría de las aplicaciones de cultivo de tejidos vegetales, se requiere una concentración de 0,2% a 0,4% (p/v) de goma gellan suele ser suficiente. Esto se traduce en 2-4 gramos por litro de medio de cultivo. Una marca comúnmente utilizada es GELRITE®, y 2 g/L suelen ser suficientes para formar un gel estable.
Incluya todos los nutrientes, vitaminas, azúcares y reguladores del crecimiento vegetal necesarios antes de calentar. Algunas formulaciones también pueden beneficiarse de la adición de pequeñas cantidades de CaCl₂ o MgSO₄ para aumentar la fuerza del gel.
Calentar la mezcla removiendo constantemente hasta que rompa a hervir. Hervir durante aproximadamente un minuto para disolver completamente la goma gellan.
Tras disolver la goma gellan y los demás componentes, compruebe y ajuste el pH del medio según sea necesario, normalmente entre 5,6 y 5,8 para la mayoría de las especies vegetales.
Vierta el medio en recipientes de cultivo (por ejemplo, tarros, tubos de ensayo, placas de Petri) y esterilícelos en autoclave a 121°C durante 15-20 minutos .
Después de la esterilización en autoclave, deje enfriar el medio a temperatura ambiente sin perturbarlo. El gel se formará a medida que la solución se enfríe.
A diferencia del agar, la goma gellan forma un gel transparente y estable al enfriarse, sin necesidad de altas temperaturas para su solidificación. Su claridad y consistencia lo hacen especialmente útil para observar el desarrollo de las raíces y otros cambios morfológicos durante el cultivo.
A medida que el cultivo de tejidos vegetales sigue evolucionando, también lo hacen las herramientas y los materiales que utilizamos, especialmente cuando se trata de seleccionar el gelificante adecuado. La goma Gellan en el cultivo de tejidos vegetales representa un avance significativo en la tecnología de gelificación, ya que ofrece una mayor claridad, consistencia y rendimiento en comparación con el agar tradicional.
Tanto si trabaja en un laboratorio comercial de micropropagación como si realiza investigación académica, la incorporación de la goma gellan al cultivo de tejidos vegetales podría mejorar los resultados del crecimiento, reducir los contaminantes y hacer más eficientes los flujos de trabajo.
La próxima vez que prepare sus medios de cultivo, pruebe la goma gellan: ¡sus plantas se lo agradecerán!
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