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Criopreservación y biodiversidad del aguacate

Todos hemos oído alguna vez el famoso mito de que Walt Disney está congelado. De esta manera, con los avances de la ciencia, algún día podrá ser revivido y continuar su existencia en un nuevo mundo. Pues esta utópica situación, con obvios matices, es una realidad para otras formas de vida. Su nombre es criopreservación y efectivamente permite mantener inalterable durante el tiempo una forma de vida que podemos recuperar. En este artículo, pues, explicaremos esta técnica aplicada al mundo vegetal y su utilidad en el caso concreto del aguacate.

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Criopreservación de material vegetal

Aplicado a las plantas en general, la criopreservación consiste en la preparación, mantenimiento y preservación a largo plazo de un material vegetal, en unas condiciones de temperatura ultra bajas de –196 ºC, obtenidas mediante su inmersión en nitrógeno líquido. La aplicación más directa de este sistema de conservación es fundamentalmente mantener la biodiversidad de manera sencilla, rápida y en muy poco espacio. Además esta forma de conservación permite mantener la estabilidad genética e impide la afectación de plagas y enfermedades. Este mantenimiento de biodiversidad, manifestado en los conocidos bancos de germoplasma, es clave para poder desarrollar programas de mejora genética, entre otras aplicaciones.

En cuanto al material vegetal que puede congelarse encontramos, en función de su procedencia: meristemos, yemas, ápices, callos, embriones somáticos, etc. Un punto clave de este proceso es que las condiciones del material a congelar deben estar optimizados, es decir, el material vegetal debe estar sano y en un medio de cultivo ideal, tanto antes de congelar como después del proceso. Básicamente, para poder diseñar un buen protocolo de criopreservación, es necesario tener establecido primero un protocolo de micropropagación y multiplicación in vitro.

En cuanto al proceso en sí, se debe evitar la creación de hielo dentro de las células que impida la viabilidad del material. Esto se consigue con un pre-enfriamiento lento y gradual, un sistema de deshidratación parcial de la muestra y la aplicación de unas sustancias llamados crioprotectores. La función de estos crioprotectores (como el dimetilsulfóxido «DMSO» o el glicerol) es cubrir y penetrar las células, actuando como protector de las mismas. De esta forma, se impide una congelación excesivamente rápida, así como los efectos dañinos derivados de la deshidratación que comentábamos previamente (efectos osmóticos).

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Plantones de cv. "Reed" (Fuente: O'Brien et al., 2020)

El caso del aguacate

La criopreservación en el caso del aguacate está bien justificada. Actualmente, existe un problema crítico que está impidiendo la expansión de la industria: la escasez de árboles de aguacate disponibles. En primer lugar, las colecciones de germoplasma vivo en el campo son actualmente el único método de conservación para el aguacate, pero la financiación y las amenazas de los desastres naturales; las plagas y las enfermedades son un problema. En segundo lugar, las especies con semillas más grandes, como el aguacate o el mango, son sensibles al estrés por desecación, frío y congelación, lo que las hace inadecuadas para el banco de semillas. Además, la conservación de semillas no asegura la uniformidad genética que requiere un banco de germoplasma.

Una vez puesta en contexto la problemática a la cual se enfrenta el aguacate, es hora de explicar cómo puede beneficiarse el sector de la criopreservación y qué pasos se han dado hasta hoy. Hasta la fecha, aunque dependen de la variedad, se han establecido protocolos de multiplicación in vitro para mantener múltiples variedades de aguacate. Con esa base, se ha conseguido utilizar dos tipos de material vegetal para ser criopreservados: los embriones somáticos y las puntas de brotes in vitro. La criopreservación de embriones somáticos es valiosa, ya que se puede recuperar fácilmente para otras manipulaciones biotecnológicas, así como para el almacenamiento de productos biotecnológicos tales como líneas transformadas genéticamente. Por su parte, la criopreservación de la punta de los brotes es ideal para preservar una selección central de genotipos de aguacate. Hablamos de variedades con características superiores, resistencia a enfermedades y plagas o tolerancia a la sequía y la salinidad.

Aquí os dejamos una recopilación de O’Brien et al., 2021 de los principales bancos de germoplasma del mundo:

PaísBanco de GermoplasmaEjemplares catalogados
EEUUThe Huntington San Marino CA56 fenotipos
4 variedades salvajes (6 fenotipos)
EEUURiverside University CA~230 cultivares
~15 variedades salvajes
~246 portainjertos
EEUUNational Genetic Resources Program, Miami, FloridaP. americana (167 esquejes) and P. schiedeana
(1 esqueje)
EEUUThe Sub-Tropical Horticulture Research Station, Miami,
Florida
~400 fenotipos
MexicoNational Research Institute of Forestry and Livestock
in Guanajuato
500 fenotipos entre P. americana: razas mexicana y guatemalteca; y especies relacionadas: P. schiedeana, P.
cinerascens, P. floccosa, P nubigena
MexicoState of Mexico of the Fundación Salvador Sanchez
Colin-CICTAMEX, S.C.
800 fenotipos
MexicoCoatepec Harinas and Temascaltepec; State of MexicoEspecies salvajes: Beilschmiedia anay, B. miersii, P.
schiedeana, P. longipes, P. cinerascens, P. hintonni, P.
floccosa, P. tolimanensis, P. steyermarkii, P. nubigena, P.
lingue, P. donnell-smithii, P. parvifolia, P. chamissonis,
Persea spp.
GhanaUniversity of Ghana Forest and Horticultural Crops
Research Centre
110 razas locales y 5 variedades de Sudáfrica:
(‘Hass’, ‘Fuerte’, ‘Ryan’, ‘Ettinger’ and ‘Nabal’
IsraelVolcanic Centre in Bet Dagan194 árboles, propagados de 148 fenotipos
EspañaEstación experimental ‘La Mayora’ en Málaga75 fenotipos
Cuba-210 fenotipos
Chile-4 variedades botánicas de P. americana: var. drymifolia, var.
guatemalensis, var. jacket y var. costaricencis
AustraliaMaroochydore Research Station46 fenotipos
Nigeria-8 fenotipos
BrasilBrasilia, in the Federal District, depending on the
Embrapa Research Institute
30 fenotipos
BrasilConceicao do Almeida and Juazeiro collections, both in
the Bahia State
22 fenotipos
BrasilPiracicaba, in the Sao Paulo State33 fenotipos
BrasilJaboticabal, in the Sao Paulo State7 fenotipos

Conclusión

Los protocolos de multiplicación y criopreservación in vitro proporcionan un conjunto de herramientas que se pueden utilizar para preservar la diversidad mundial del aguacate. Además, estas técnicas nos permitirán mejorar las colecciones de germoplasma, de manera que se tendrán más recursos para establecer buenos programas de mejora. En definitiva, la criopreservación de embriones somáticos y puntas de brotes, tienen la capacidad de adaptarse para conducir al establecimiento de un Crio-Banco global que conserve la biodiversidad del aguacate y ofrezca una fuente de material genético libre de enfermedades.

Bibliografía

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