Concetti Chiave
- Il callo si forma da cellule de-differenziate e può rigenerare organi mediante substrati nutrizionali contenenti fitormoni specifici.
- Per indurre l'organogenesi, è necessario un equilibrio tra auxina e citochinina; un rapporto 1:1 favorisce lo sviluppo del callo.
- Un eccesso di citochinina richiede un trasferimento su terreno ricco di auxina per sviluppare radici e prevenire la necrosi del callo.
- L'embriogenesi somatica consente la formazione di embrioni normali da cellule somatiche e rappresenta un modello per la rigenerazione in vitro di piante complete.
- La coltura di calli in vitro permette di studiare meccanismi di regolazione genica, superando le limitazioni del sviluppo embrionale all'interno dei tessuti materni.
Indice
Qual è la produzione e il trasferimento del callo?
Una volta prodotto il callo possiamo trasferire il materiale in liquido.
Cellule in proliferazione de-differenziate producono callo che può essere indotto a rigenerare organi (radici,germogli) utilizzando substrati nutritivi che contengono dosi ottimali di differenti tipi di fitormoni.
Substrato specifico per indurre le parti aeree.
Induzione dell'organogenesi
Per indurre l’organogenesi dobbiamo usare due tipi di fitormoni: auxina e citochinina.
Asse y= concentrazione citochinina.
Asse x= concentrazione auxina.
Come punto di partenza c’è l’espianto (porzione di foglia) e un callo che si sta sviluppando, se vogliamo lo sviluppo del callo dobbiamo avere uguale concentrazione di citochinina e auxina (rapporto 1:1).
Se aumentiamo citochinina e si sbilancia il rapporto ci si aspetta la comparsa di germogli.
Oppure verso lo sviluppo della radice, substrato nutritivo ricco di auxina , rapporto in favore dell’auxina, comparsa di radici e radichette.
Necrosi del callo e rigenerazione
Lo step successivo, se eccesso di citochinina, trasferire sul terreno ricco di auxina cosicché alle parti aeree già sviluppate si sviluppano le radici (due step obbligatori).
Bisogna mantenere il vitro ancora per un po’, si trasferisce in un terreno privo di fitormoni. Rapidamente il residuo del callo che rimane andrà in necrosi e si otterranno le piante rigenerate.
Se si vuole il callo, bisogna mantenere il materiale sul terreno con rapporto 1:1 finché l’espianto non degenera.
Embriogenesi somatica e zigotica
Embrioni con normale morfologia si sviluppano da cellule somatiche indifferenziate coltivate in vitro e generano piante adulte.
Le prime fasi sono simili a quelle dell’embriogenesi zigotica.
Unicità di questo pathway di sviluppo dell’organismo vegetale, essenziale per la rigenerazione in vitro di piante complete da colture cellulari.
Un modello unico per studiare gli eventi molecolari precoci (signaling pathways, regolazione dell'espressione genica, ruolo dei fitormoni e morfogenesi) che si verificano il processo di embriogenesi.
Sistema modello per studi molecolari
La fecondazione e lo sviluppo dell’embrione si verificano all'interno dei tessuti materni (l’embrione è circondato da endosperma). Ciò significa che l’embrione è fisicamente inaccessibile e questa condizione rallenta gli studi di tipo molecolare (l’embrione zigotico si sviluppa all’interno del seme).
È un sistema modello per comprendere i meccanismi di regolazione genica necessari a garantire i primi eventi di sviluppo nel ciclo vitale di una pianta superiore.
Coltura di calli in vitro
Bisogna stabilire una coltura di calli in vitro. Bisogna partire da un espianto, exiderlo e trasferirlo in vitro e indurre la comparsa dei calli in base citochina e auxina.
La carota è uno studio modello per l’embriogenesi somatica. Si prende un espianto, con i germogli ottenuti si prendono le estremità. Dalle porzioni di ipocotili si formerà del callo. Questi sono calli embriogenesi (forte potenziale a creare embrioni somatici).
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo dei fitormoni nella produzione di callo?
- Come si può indurre l’organogenesi nel callo?
- Qual è il processo di necrosi del callo e rigenerazione delle piante?
- Perché la coltura di calli in vitro è importante per l'embriogenesi somatica?
I fitormoni, in particolare auxina e citochinina, sono fondamentali per indurre la produzione di callo e la rigenerazione di organi come radici e germogli, utilizzando substrati nutritivi con dosi ottimali di questi ormoni.
L’organogenesi si induce utilizzando un rapporto 1:1 di auxina e citochinina, che favorisce lo sviluppo del callo. Aumentando la citochinina, si possono ottenere germogli, mentre un substrato ricco di auxina favorisce la formazione di radici.
Dopo un eccesso di citochinina, il callo deve essere trasferito su un terreno ricco di auxina per sviluppare radici. Successivamente, si mantiene il materiale in vitro fino a che il callo non va in necrosi, permettendo la rigenerazione delle piante.
La coltura di calli in vitro, come nel caso della carota, è essenziale per studiare l'embriogenesi somatica, poiché permette di ottenere calli con alto potenziale di generare embrioni somatici, facilitando la ricerca sui meccanismi di sviluppo delle piante.
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
