Resultados

Resultados de los Laboratorios

A lo largo de este año se han realizado 5 laboratorios, de los cuales se han obtenido varios resultados, y variedad de aspectos por mejorar. Estos son:

Laboratorio 1: 18 de Abril

En este laboratorio hicimos uso de esquejes tomados directamente de la flor (como materia prima), y la adición de un Suplemento vitamínico (Abono),

En esta práctica no se ve ningún tipo de avance, por lo que optamos por no volver a hacer uso de los esquejes tomados directamente de la flor por su aparente contaminación (y así mismo porque su desinfección pudo haber causado una posible deshidratación de los esquejes). (Fotos 6 y 7)

Fotos 6 y 7

Laboratorio 1

Laboratorio 2: 11 de Mayo

Debido a los resultados obtenidos en el laboratorio anterior, optamos por hacer uso de las semillas de girasol comerciales, y la aplicación de una Hormona de crecimiento y un Suplemento Vitamínico al agar.

Con este laboratorio nos vemos en la necesidad de realizar un nuevo cultivo, ya que de los doce (12) cultivos que se realizaron, sólo se vio avance en 2 tubos de ensayo, el resto de cultivos se contaminó. (Fotos 8 y 9 a, b, c y d).

Foto 8

 Foto 9 (a)

 Foto 9 (b)

 Foto 9 (c)

Foto 9 (d)

Laboratorio 3: 14 de Junio

Con base en los resultados obtenidos en el laboratorio anterior, optamos por generar un Cultivo para Control Experimental e identificar así cuál es el factor que afecta los resultados esperados.

A partir de este laboratorio, se determina que la mayoría de los cultivos se contamina por factores ambientales y por falencia en el protocolo de desinfección para las semillas. Así que se adoptan nuevos métodos o protocolos para la desinfección de las semillas, y accedemos a la construcción de una cámara de flujo laminar artesanal. (Fotos 10, 11, 12 y 13)

Foto 10

Foto 11

Foto 12

Foto 13

Laboratorio 4: 02 de Agosto

Con el fin de analizar la eficacia de los protocolos de desinfección en semillas que elegimos (entre ellos, los conocidos métodos DDF, DDS y Desinfección con Jabón), preparamos el Agar Nutritivo, y desinfectamos las semillas como lo proponen los métodos ya nombrados. Siendo J, Desinfección con Jabón (Foto 14); F, Desinfección Fuerte (Foto 15) y S, Desinfección Suave (Foto 16), y la comparación de los 3 métodos (Foto 17).

 Foto 14

Desinfección con Jabón

 Foto 15

Desinfección Fuerte

Foto 16

Desinfección Suave

 Foto 17

Comparación de los Métodos

Construcción de la Cámara de Flujo Laminar Artesanal

En cuanto a los resultados de las Pruebas de Eficiencia al comparar los resultados obtenidos en las cajas de Petri, vemos que la contaminación es mucho menor en la caja que está dentro de la Cámara de Flujo Laminar (Foto 18), como se observa a continuación…

Foto 18

Pruebas de Eficiencia de la cámara de Flujo Laminar.

La contaminación en la Caja 1, alcanza el 30% y la 2 el 100%.

Laboratorio 5: 17 de Octubre

Este laboratorio, fue la recopilación de todos los aspectos que se mejoraron en las prácticas anteriores, así que se hizo uso de la metodología antes nombrada, de los protocolos de desinfección ya estandarizados, y de la cámara de flujo laminar como zona de trabajo. Sembrando en ocho (8) tubos de ensayo, (2) dos con la concentración de la hormona al 0.5, otros 2 (dos) al 0.2, dos más al 1% y los últimos como grupo control (Foto 19).

A comparación del resto de los laboratorios, la contaminación fue mucho menor (Foto 20), y se deduce que la contaminación fue provocada por la hormona (Foto 21).

Foto 19

Cultivo Laboratorio 5

Foto 20

Grupo Control

Foto 21

Cultivo con Hormona

Construcción y Pruebas de Eficiencia de la Cámara de Flujo Laminar Artesanal

Construcción de la Cámara de Flujo Laminar

Con el fin de obtener una zona de trabajo libre de agentes contaminantes (hongos o bacterias), optamos por dar inicio a la construcción artesanal de una Cámara de Flujo Laminar (Fotos 2 y 3), esta nos generaría el estado aséptico que necesitamos para nuestras prácticas.

Para construir la cámara de Flujo Laminar, nos basamos en planos propuestos por Lotte & Thomas Orchids (tomados de: http://www.orchideenvermehrung.at/cgi-local/framebreaker/reload.pl?english/lfh/construction%20manual.htm el 28/08/12) y adaptados al proyecto haciendo uso de un filtro artesanal construido también en la institución, por compañeros del curso.

Fotos 2 y 3
Construcción de la Cámara de Flujo Laminar.

Pruebas de Eficiencia de la Cámara de Flujo Laminar

Para comprobar si la Cámara de Flujo Laminar cumplía con el fin propuesto, se sometió a una prueba de eficiencia:

Se dejaron abiertas dos cajas de Petri con Agar Nutritivo, una dentro de la cámara de Flujo Laminar (Foto 4), y la otra fuera de ella (Foto 5), ambas en medio de dos mecheros por 3 minutos, con el fin de analizar el nivel de contaminación de estas.

También se comprobó el potencial del extractor a través de los mecheros, pues era necesario que la llama de estos se inclinará 45º.

Foto 4

Prueba de Eficiencia Dentro de la CFL

Foto 5

Prueba de Eficiencia Fuera de la CFL

Estandarización del Protocolo de Siembra

Estandarización del Protocolo de Siembra

Para poder estandarizar el método de siembra, se llevaron a cabo 5 laboratorios haciendo uso de diferentes procedimientos, finalmente se concluyo que el más efectivo fue el siguiente:

Preparar el medio de cultivo (Agar Nutritivo).

Desinfectar las semillas de acuerdo al protocolo de Desinfección Suave (DS) y Desinfección Fuerte (DF). (que más adelante se describirá)

- Esterilizar el material (Tubos de Ensayo, Corchos, Agua Destilada y Medio de Cultivo) en la autoclave.
- Realizar diluciones de la hormona a concentraciones de, 1%, 2% y 5%.
- Dispensar en los 8 tubos de ensayo el medio de cultivo, 2 tubos para cada dilución y 2 tubos control sin la hormona.
- Sembrar las semillas en todos los medios de cultivo
- Sellar los tubos con los corchos y papel Vinipel.
- Colocar en un lugar donde tengan luz y estén a temperatura ambiente.

Protocolo de desinfección de las Semillas

Como se dijo anteriormente, con base a los resultados que obtuvimos en los laboratorios que llevamos a cabo, determinamos iniciar a estandarizar un protocolo de desinfección para las semillas (Foto 1), este es el método de la Doble Desinfección (DD).

En la doble desinfección (DD), el total de las semillas se sumergieron durante 1 minuto en etanol 70 % y luego se probaron 2 concentraciones de NaClO (1.2% y 0.8% de cloro activo) con 2 tiempos de exposición de las semillas (30 y 15 minutos, respectivamente). A la combinación de mayor concentración de NaClO y tiempo se la denominó “Desinfección Fuerte” (DF), a la otra se la llamó “Desinfección Suave” (DS). Luego, en ambos casos, las semillas se enjuagaron tres veces con agua estéril y se dejaron en el agua del último enjuague durante toda la noche para su imbibición.

Al día siguiente se realizó la segunda desinfección con NaClO (0.8% de cloro activo) durante 20 minutos para la desinfección fuerte y 15 minutos para la desinfección suave, seguido por tres enjuagues con agua destilada estéril.

Foto 1.

Protocolo de desinfección de las semillas.

Definición Cámara de Flujo Laminar

Cámara de Flujo Laminar    

Imagen tomada de: http://www.jaelsa.com/laboratorio4.html

Una cámara de flujo laminar es una cabina en la que se emplea un extractor para forzar el paso del aire y todas las partículas que este contiene a través de un filtro HEPA y proporcionar aire limpio o estéril a la zona de trabajo.

Su función es mantener el área de trabajo libre de partículas, (estado aséptico) especialmente de posibles contaminantes (bacterias u hongos), que puedan acceder al cultivo vegetal. El flujo del aire es laminar, sin turbulencias en las que puedan quedar retenidas las partículas contaminantes.

Las cabinas de flujo laminar son utilizadas para estudios que requiera un ambiente limpio, o que necesiten un grado tal de pureza en el que no exista ningún agente contaminante, igualmente que ninguna partícula de la muestra afecte el medio ambiente del laboratorio.

(Tomado de: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Cabina_de_flujo_laminar&oldid=58693793 recuperado el: 07/10/12 y de  http://acequilabs.com.co/cabinas-de-flujo-laminar.html recuperado el: 25/10/12)

Helianthus annuus

Helianthus annuus 

Imagen tomada de: http://www.planthogar.net/enciclopedia/fichas/556/girasol-helianthus-annuus.html

La planta de girasol, también conocido como girasol, cuyo  nombre científico es Helianthus annuus, debe su nombre vulgar, al  fototropismo positivo, es decir a la característica de su inflorescencia de moverse constantemente, para recibir de frente la radiación solar.

El girasol es una planta herbácea de la familia de las Compuestas (Asteraceae). El girasol es nativo de América, y comenzó a ser cultivado hacia el año 1000 a. C. Los españoles lo llevaron a Europa a principios del siglo XVI. El girasol contiene hasta un 58% de aceite en su fruto (llamado cipsela). El aceite de girasol se utiliza para cocinar, y también sirve para producir biodiesel. La harina que queda luego de la extracción del aceite se utiliza como alimento para el ganado. Además, es muy utilizada como alimento, a través del consumo de sus semillas, tras un pequeño proceso en el que se tuestan.

Las principales características botánicas del girasol son:

• El girasol presenta una raíz pivotante (principal) de grandes dimensiones, pudiendo alcanzar en algunos casos los 150 centímetros de longitud.
• El girasol presenta un único tallo erecto, este no presenta ramificación, y es parecido a una caña, el tallo de la planta del girasol puede alcanzar los 3 metros de longitud.
• Las flores del girasol se agrupan en una inflorescencia, compuestas por alrededor de 1500 flores cada una de ellas. Las flores del girasol son exclusivamente de color amarillo, presentando mínimas variaciones de la tonalidad. Esta inflorescencia puede medir desde 10 a 50 centímetros de diámetro.

Hay distintos tipos de girasoles: oleaginosos, de confitura o confitería, de alto contenido de ácido oleico y ornamental.

Las evidencias más antiguas indican que el girasol fue domesticado primero en México al menos 2600 años a. C. En muchas culturas amerindias, el girasol fue utilizado como un símbolo que representaba a la deidad del sol, principalmente los aztecas y otomíes en México, y los incas en Perú.

El nombre científico, Helianthus, significa «flor que gira con el sol» en griego, debido a su capacidad helio trópica.

Semillas del girasol

Las semillas de girasol suelen ser consumidas tras un leve tostado y, en ocasiones, un leve salado; se consideran muy saludables ya que, al igual que el aceite de girasol, son muy ricas en alfa-tocoferol (Vitamina E natural) y minerales; sin embargo, debe evitarse su ingesta por parte de niños pequeños, ya que pueden provocar atragantamientos en ellos. Por su parte, el aceite de girasol virgen, aunque no posee las cualidades del aceite de oliva, sí posee una cantidad cuatro veces mayor de vitamina E natural que este.

Cultivo

La época de siembra para el cultivo de secano varía según la latitud, pero dura aproximadamente un mes a contar del inicio del verano. La siembra se debe efectuar en hileras separadas a 0,70 m, con una densidad de siembra de cuatro plantas por metro lineal.

Es un cultivo poco exigente en el tipo de suelo, aunque prefiere los arcillo-arenosos y ricos en materia orgánica, pero es esencial que el suelo tenga un buen drenaje y la capa freática se encuentre a poca profundidad.

La germinación de las semillas de girasol depende de la temperatura y de la humedad del suelo, siendo la temperatura media de 5 °C durante 24 horas.

La profundidad de siembra se realiza en función de la temperatura, humedad y tipo de suelo.

En zonas húmedas con primaveras cálidas, con suelos pesados y húmedos, la profundidad de siembra es de 5 a 6 cm.

En zonas con primaveras secas, con suelos ligeros y poca humedad, la profundidad de siembra es de 7 a 9 cm.

Si el terreno es ligero y mullido la profundidad de siembra es mayor, al contrario que ocurre si el suelo es pesado.

Las plantas que proceden de siembras superficiales germinan y florecen antes que las procedentes de siembras profundas. Algunas variedades desarrolladas recientemente tienen cabezas decaídas. Estas variedades son menos atractivas para los jardineros que crían las flores como ornamento, pero atractivos para los granjeros, porque pueden reducir los daños producidos por los pájaros y las pérdidas por enfermedades vegetales.

ETAPAS DE LA FLOR

Imagen tomada de:  http://haciendofotos.com/wp-content/uploads/girasol-etapas.jpg 

1. La primera etapa en la formación de esta flor.

2. La flor está aún cubierta, pero de cara al sol

3. La flor está expuesta casi completamente.

4. La flor está completamente expuesta.

http://www.conabio.gob.mx/malezasdemexico/asteraceae/helianthus-annuus/fichas/ficha.htm, Heike Vibrans (ed.), 16 de agosto de 2009, Malezas de México, 17 de Mayo de 2012.

GIRASOL ORNAMENTAL

Imagen tomada de: http://2.bp.blogspot.com/-pLiKK5xxQ14/UCUoZ2Mxe1I/AAAAAAAAAHE/5vPVA30IVWk/s1600/images.jpg

Girasol ornamental (muchos de los cuales se llaman "girasol rojo") es el nombre común para designar a varios tipos de girasoles (Helianthus annuus L.) destinados a la ornamentación de parques y jardines o al mercado de la flor cortada. Algunos de estos girasoles son completamente rojos y varían de tonos hasta llegar al naranja. Estos girasoles no deben confundirse con Echinacea purpurea, que también recibe el mismo nombre en algunos lugares.

(Tomado de: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Helianthus_annuus&oldid=60306343. Recuperado el: 07/10/12)

Cultivo in vitro

Cultivo in vitro   

 Imagen tomada de: http://blog.educastur.es/rizogenesis/files/2010/12/camara.jpg

El cultivo in vitro (término que literalmente significa en vidrio), incluye muchas técnicas destinadas a introducir, multiplicar y regenerar, entre otros recursos, material vegetal o animal en condiciones controladas y asépticas. El cultivo in vitro, constituye un paso fundamental en la obtención y regeneración de plantas genéticamente modificadas, o transgénicas, mediante técnicas de ingeniería genética. Es decir que existe una estrecha relación entre el cultivo de tejidos vegetales y la biotecnología moderna. Normalmente se utilizan cultivos de tejidos, seguido de la regeneración de la planta completa, y la subsiguiente expresión de los genes introducidos, o transgenes.

Esta técnica tiene numerosas aplicaciones:

• Propagación masiva de plantas, especialmente beneficiosa para especies de difícil propagación por otros métodos, o en vías de extinción
• Clonación de individuos de características agronómicas muy deseables durante todo el año Obtención de plantas libres de virus
• Producción de semillas sintéticas
• Conservación de germoplasma: material de un conjunto de individuos que representa la variabilidad genética de una población vegetal
• Obtención de metabolitos secundarios
• Producción de nuevos híbridos
• Mejora genética de plantas, incluyendo obtención de plantas transgénicas
• Germinación de semillas.
• Producción de haploides.
• Estudios fisiológicos diversos.

Propagación de tejidos vegetales en cultivo in vitro.

El cultivo de tejidos consiste en aislar una porción de la planta (explanto) y proporcionarle artificialmente las condiciones físicas y químicas apropiadas para que las células expresen su potencial de regenerar una planta nueva. Estas técnicas se realizan en el laboratorio en recipientes de vidrio (in vitro), en condiciones de asepsia para mantener los cultivos libres de contaminación microbiana. Las plantas se desarrollan en un medio de cultivo que está compuesto por macronutrientes, micronutrientes, gelificantes y compuestos orgánicos tales como hidratos de carbono, vitaminas, aminoácidos y reguladores del crecimiento. Así, se puede lograr la propagación masiva de plantas genéticamente homogéneas, mejoradas, y libres de microbios.

ArgenBio. Consejo Argentino para la información y el Desarrollo de la Biotecnología. (2007) “El Cuaderno” – el boletín didáctico del Programa Educativo Por Qué Biotecnología.  El Cuaderno Nº 35 Cultivo in Vitro de plantas y su relación con la Biotecnología, Consultado en:  http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1&note=35

Introducción

IMPLEMENTACIÓN DE CULTIVO in vitro DE GIRASOL COMÚN Helianthus annuus EN LA IED INEM SANTIAGO PÉREZ.

Nuestro proyecto consiste en el cultivo del Girasol Común a través de la técnica in vitro; el cual consiste en la propagación artificial de la especie (en tubos de ensayo), en una base de agar nutritivo, y la adición de una hormona de crecimiento.

Esto con el fin de generar cultivos masivos de la planta propuesta, libres de cualquier agente patógeno.

¿Por qué Cultivo in vitro?

Porque queremos además de "probar" un método innovador para el cultivo de plantas, analizar su eficacia basándonos en la calidad de los brotes que obtengamos.

¿Y, por qué el Girasol Helianthus annuus?

Porque tiene gran importancia económica mundial en la producción de aceite comestible, posee unas valiosas propiedades nutricionales, y además sus flores tienen una alta demanda como planta ornamental.

Pregunta Problema:

¿Es posible implementar un Cultivo in vitro de Helianthus annuus en un laboratorio del plantel educativo?

¿Por qué es esta nuestra pregunta problema?

Porque el cultivo in vitro de tejidos vegetales, es una técnica de reproducción en condiciones totalmente asépticas, (que es algo complicado de obtener, debido a la ausencia de un lugar apto para nuestras prácticas).

Objetivo General:

Implementar un cultivo de Helianthus annuus (girasol) en condiciones in Vitro en las instalaciones de nuestra institución, planteando un protocolo y una estrategia de trabajo que genere resultados positivos con dicha técnica.

Objetivos Específicos:

- Estandarizar el método de cultivo vegetal in vitro para la Helianthus annuus en la institución educativa.

- Caracterizar el ciclo de vida de la Helianthus annuus en condiciones in vitro.

- Estandarizar el protocolo de desinfección en las semillas.

- Elaborar una cámara de flujo laminar (artesanal) con el fin de dar solución al problema de asepsia en el ambiente.

Descripción del Problema:

Nuestra problemática surge por la notable dificultad para poder desarrollar un cultivo in vitro en nuestra institución con los materiales y/o elementos apropiados. En un nuestro caso, uno de los principales factores en contra de nuestro trabajo investigativo es la falta de un espacio aséptico, lo cual nos permitiría desarrollar nuestro proyecto con mayor facilidad ya que nos brindaría un ambiente  libre de patógenos los cuales han afectado de manera negativa nuestro  trabajo investigativo.

También consideramos importante implementar este tipo de proyecto en la entidad educativa ya que incentivaría a los estudiantes a conllevar sus trabajos investigativos al énfasis en biotecnología vegetal, aportando grandes avances a este campo.

Además, nos genera expectativa que tipo de resultados podremos obtener cultivando Girasoles comunes en condiciones in vitro.

Hipótesis:

Sí, siempre y cuando el grupo investigativo cuente con un espacio óptimo para llevar a cabo el cultivo in Vitro  del girasol Helianthus annuus, diseñando y elaborando  una cámara de flujo laminar con el fin de disminuir el número de agentes contaminantes en la zona de trabajo, además del establecimiento de un protocolo de desinfección para las semillas y de la siembra del material vegetal.

Presentación

IMPLEMENTACIÓN DE CULTIVO in Vitro DE GIRASOL COMÚN Helianthus annuus EN LA IED INEM SANTIAGO PÉREZ.

Danna Juliette Castañeda Franco

Luis Alberto Criollo Zumaeta

Sección:

11-15

Académico Ciencias Naturales y Educación Ambiental.

Bogotá D.C