Hoja de una paulownia joven

Manual de cultivo de la paulownia.

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Paulownia Clon In Vitro 112®

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productor y distribuidor de paulownia y de otras especies.


 

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Ya está aquí el III Congreso Internacional de la Paulownia.

30 de abril del 2016 en Hellín (Albacete. España)

Inscripción obligatoria en info@foropaulownia.com. Es gratis.

Hotel Restaurante Emilio, Ctra de Jaén, Nº 23, Hellín, Albacete.

10:00h.

 

La reproducción de la paulownia: Micropropagación.

 

Laboratorio de In Vitro, reproduciendo la Paulownia Clon In Vitro 112®
Micropropagación de Paulownia Clon In Vitro 112®

Uno de los motivos indiscutibles del éxito de la paulownia es la propagación in vitro o micropropagación, una técnica que aporta grandes ventajas. La práctica totalidad de las explotaciones forestales de paulownia se crean a partir de plantones obtenidos en laboratorio, clones de súper árboles muy seleccionados que transmiten las mismas características de crecimiento desorbitado a sus descendientes.


Nadie utiliza semillas por varios motivos (salvo para jardinería). El principal es un principio genético. Imaginen un hombre con ciertas características hereditarias: ojos azules, gran altura, nariz aguileña, pecas, diabetes… Un hijo suyo, al margen de guardar cierto parecido, no tendría por qué heredar todas las mismas características. Puede que heredase alguna en menor o incluso mayor medida, pero jamás sería igual. Podría tener diez hijos y todos ellos serían distintos entre sí, pues con los genes del padre y los de la madre se producirían distintas combinaciones genéticas. En las plantas sucede exactamente igual, pues si sembramos manzanos partiendo de semillas de determinadas variedades selectas de cualquier especie, tampoco obtendremos plantas de esas mismas variedades, si no de la variedad original de la que partieron tales cultivares seleccionados.

Bandeja de paulownias
Micropropagación de Paulownia Clon In Vitro 112®

Sin embargo, los vegetales tienen otro modo más de reproducirse: la reproducción vegetativa. Un esqueje produce una planta exactamente igual que la planta de origen: un clon. Por este motivo la planta o árbol que escojamos para ser destinado a la clonación (o a injertar pies de variedades de raíz vigorosa o resistente al clima o a plagas) será siempre el mejor de entre los mejores. El que más nos haya gustado por alguna de sus características. En el caso de las paulownias, el que más haya crecido entre todas sus hermanas, tratadas todas ellas con las mismas condiciones. Por eso, cuando compramos las paulownias producidas por micropropagación, estamos comprando las que sabemos de antemano que nos van a dar el mejor resultado. Para un jardín podría darnos igual, pero en una explotación comercial, el más mínimo porcentaje de mayor crecimiento, en el momento de la tala nos habrá retornado con muchas creces la inversión inicial de comprar plantas selectas en lugar de intentarlo con semillas.

Una plantación de clones no sólo dará como fruto los mejores ejemplares, sino que proporcionará homogeneidad de crecimiento y si se trata de ejemplares producidos mediante micropropagación, iniciaremos la plantación en ausencia de enfermedades y plagas (lo que no implica que tal esterilidad impida el contagio posterior).

La micropropagación es una técnica delicada que se lleva a cabo en las condiciones controladas de un laboratorio muy aséptico. Consiste en reproducir micro esquejes tomados de ciertas partes de las plantas de origen. Muy frecuentemente, las yemas apicales. En ellas se encuentra el meristemo, un grupo de células indiferenciadas o células madre que se están reproduciendo continuamente y especializándose a continuación en el órgano correspondiente: hojas, tallo, flores o lo que corresponda. Y si lo que corresponde son raíces, pues raíces. Los meristemos son más efectivos que el cambium, esa capa que encontramos adherida a la madera cuando pelamos un trozo de corteza de una rama o tronco, que se oscurece al poco tiempo en contacto con el aire igual que una manzana cortada. El cambium también está compuesto de células madre y genera indistintamente capas de madera hacia el interior, de corteza al exterior, yemas cuando corresponde, sobre todo después de una poda y también raíces cuando se trata de un esqueje tradicional o un acodo. Sin embargo, carece de la ventaja que tienen los meristemos de las yemas de ser lo más nuevo en la planta, materia virgen que no ha tenido tiempo de entrar en contacto con ningún patógeno (no está vascularizado y crece más deprisa que la propagación de los virus), por lo que la división de meristemos dará cepas estériles, libres de toda plaga.


Recipiente con plántulas de Paulownia Clon In Vitro 112®. Cortesía de In Vitro.
Plántulas de Paulownia Clon In Vitro 112®

Los explantos, o fragmentos obtenidos de la planta madre se someten a un proceso de desinfección que suele consistir en un lavado rápido, de un par de segundos, en etanol al 70 - 90%, seguido de unos lavados con agitación en una solución de hipoclorito de sodio u otros desinfectantes con algún agente humectante. Seguidamente se procede a varios enjuagues en agua destilada para asegurar la desinfección de hongos y bacterias procedentes de la manipulación y del propio ambiente.


Posteriormente se seccionan en fragmentos más pequeños, siempre en condiciones de absoluta asepsia, y se depositan sobre los geles de cultivo en tubos de ensayo y pasan a las incubadoras de ambiente controlado. O bien se procede a seccionar el meristemo de la yema apical para trabajar a partir de él. Los meristemos suelen ser poco viables, pero mejora considerablemente su establecimiento si se incluyen los primeros primordios foliares. En ambos casos, pero especialmente en el segundo, lo que se busca en un principio es la formación de callo. El callo es un glomérulo de células indiferenciadas que crece ayudado por la adición de ciertas hormonas o reguladores de crecimiento que veremos más en profundidad más adelante. Luego se produce una proliferación de brotes o pequeñas ramitas, que serán separadas al llegar a la longitud esperada y pasarán a nuevos medios de cultivo. Estos explantos, crecerán y se les forzará a hacer brotar sus yemas axilares más que a enraizar, de modo que vuelvan a poder cortarse nuevas ramitas e iniciar nuevos cultivos, produciéndose así un incremento exponencial de plántulas. Cuando se tienen las necesarias para introducir al mercado, éstas pasan otro medio de cultivo en el que cambian los reguladores de crecimiento para fomentar la producción de raíces. Cuando éstas son suficientes, se trasplantan a pequeñas macetas, normalmente bandejas de siembra, con sustrato limpio, aunque no necesariamente esterilizado (normalmente turba con mejoradores del tipo de la vermiculita o la perlita) y pasan a invernaderos con humedad próxima a saturación mediante nebulización u otros sistemas, siendo esta aclimatación ex vitro otra etapa crucial en el éxito de la operación. A partir de este momento pasan a un lento proceso de aclimatación al exterior, siendo el factor más delicado la humedad relativa del aire, pues las plántulas desarrolladas en niveles de humedad relativa cercanos al 100% tienen una estructura no preparada para retener la humedad (estomas perezosos, escasez de cutícula cérea...), de modo que una reducción que no sea lenta las deshidrataría, pues las raíces no serían capaces de suministrar tanta agua como evaporarían las hojas.

El medio de cultivo o medio basal ha de contener todos los nutrientes que la planta necesita para crecer sin raíces y determinados reguladores de crecimiento. Se suele utilizar la fórmula de Murashige y Skoog (MS), aunque también existen otras más modernas como la de Gamborg (B5) o la WPM, con menor concentración de sales.

A estas sales, tanto de macronutrientes, como de micronutrientes, se les añade sacarosa como fuente de carbohidratos, vitaminas del grupo B (principalmente B1, pero también B3, B5 y B6), aminoácidos (la L-glutamina es útil en cultivos de callos, aunque también se pueden adicionar otros aminoácidos esenciales), reguladores de crecimiento y un gelificante como el agar o la gelrita.

Las hormonas reguladoras de crecimiento se dividen en varios grupos.

El de las auxinas provoca elongación de los tallos, dando dominancia a la yema apical, induce la producción de raíces y también beneficia algo a la producción de callo. Las más utilizadas son el ácido indol-3-butírico (AIB o IBA, según si las siglas proceden del castellano o del inglés, respectivamente) ácido naftalenacético (ANA o NAA), muy empleadas en la inducción de raíces, así como el ácido indolacético (AIA o IAA) y el ácido diclorofenoxiacético (2,4-D), más utilizado para la formación de callo. Todas las auxinas actúan a muy baja concentración, en ocasiones a nanomolar y nunca superando concentraciones de 10-6 molar, pues en concentraciones superiores inducen la síntesis de etileno que actúa como otra fitohormona que provoca maduración de frutos y senescencia (envejecimiento) y abscisión (caída) de hojas y frutos. Por tanto, si la dosis es suficientemente alta, puede actuar como herbicida (se usa con ese fin el 2,4-D). En cambio, en su justa dosis protege a las hojas y frutos de su caída. Otro factor favorecido por las auxinas es el tropismo o tendencia a crecer hacia un lugar concreto: fototropismo hacia la luz (concretamente, hacia la luz azul), geotropismo o gravitropismo hacia arriba en el caso de las hojas y hacia abajo en el de las raíces. Las auxinas suelen tener poca movilidad dentro de la planta, pues una vez en los tejidos tiende a combinarse con proteínas, azucares, enzimas, etc., quedando inactivas hasta que vuelvan a liberarse. AIB es la que menos movilidad tiene, por lo que actúa casi en exclusiva allí donde se produce de forma natural o donde se la hayamos adicionado nosotros. Es por lo que es usada más frecuentemente para enraizamiento, seguida de ANA, con algo más de movilidad. Por contra, el 2,4-D es la que presenta más movilidad dentro del sistema vascular de la planta, siendo una ventaja cuando se utiliza como herbicida.

Entre las citoquininas o citocininas encontramos la bencilamino purina (BAP), la quinetina y la isopentenil-adenina (2-ip) y están indicadas para fomentar la división celular, al igual que el grupo anterior, pero no en el mismo sentido, pues sus efectos son la creación de yemas en los callos y la eliminación de la dominancia apical, fomentando el brote de las yemas axilares. El balance auxinas/citoquininas se inclina a favor de éstas en cierta parte del proceso de micropropagación para producir que del callo salgan numerosos pequeños tallos. De este modo se separan con unas pinzas y se obtienen varios microesquejes que pueden continuar con el mismo proceso de multiplicación dando lugar a un crecimiento exponencial del número de ejemplares en el laboratorio o que pueden ser pasados a enraizamiento para continuar el proceso de micropropagación (pasando a la fase de enraizamiento inclinando la balanza hacia las auxinas) hasta completar el proceso y pasar a su venta. En agricultura existen productos comerciales a base de Forclorfenurón o de CPPU que se aplican a gran variedad de cultivos para aumentar su producción al provocar un crecimiento general de las plantas y frutos. Son especialmente útiles para recuperar cultivos tras un episodio de estrés, como sequías, encharcamientos, déficits nutricionales u otros, ayudando a aumentar el tamaño de las hojas por aumento del número de células y a su vez, fomenta la actividad fotosintética por aumento de los cloroplastos, generadores de clorofila, pero siempre que ya se haya salido de la situación de estrés. Otras citoquininas como el ethephon, el mepiquat o la cianamida hidrogenada también se usan en agricultura pero con usos más específicos que se escapan de las aplicaciones en micropropagación. Algunas por ejemplo, pueden emplearse para revegetar plantas adultas de tomate y otras, que vuelven a florecer y generar una nueva producción al retrasar el envejecimiento de la planta que produce su antagonista el ácido abcísico (ver más adelante). Al igual que las auxinas, las citoquininas deben usarse a dosis muy bajas. Las plantas, a su vez, también absorben un bajo porcentaje de lo aplicado.

También se usan, aunque raramente, las giberelinas, como el ácido giberélico (GA3). Aunque este grupo se compone de más de cien hormonas distintas. En líneas generales, las giberelinas tienen múltiples efectos sobre las plantas, pero los que más nos interesan en este tema son el alargamiento internodal y la desactivación de la dormición de yemas y semillas de numerosos tipos de plantas, por lo que un tratamiento con hormonas e este grupo a las semillas de algunas especies aumentan el porcentaje de germinación. También se usan en agricultura, pues más que provocar división celular, provoca aumento del tamaño de las células, con el consiguiente aumento del tamaño del fruto. Un caso frecuente es la uva de mesa.

Y por último, también en determinadas ocasiones, más orientadas a provocar parones por ser antagonista de las tres anteriores, un subproducto natural de los carotenoides: el ácido abscísico (ABA). Podría ser útil en el proceso de adaptación al exterior del laboratorio al provocar cierre estomático (menor transpiración en las hojas y, por tanto, menor deshidratación de la plántula). En la naturaleza son las encargadas de terminar ciclos: Dormición de yemas y caída de hojas en otoño, dormición de semillas, caída de frutos...

Sobre la cantidad que hay que añadir al medio de cultivo de cada una de estas sustancias hay demasiada bibliografía y varía enormemente dependiendo, no sólo de la especie a cultivar, sino de la parte de la planta madre que sirvió de origen y, sobre todo, de la fase del proceso que se esté aplicando en cada momento. En realidad, los laboratorios acumulan experiencia realizando experimentos con distintas variaciones de las fórmulas anteriores y averiguan cuál les va mejor para la especie que cultivan, aunque esto tiene un coste tremendo para ellos y entra de lleno en el secreto profesional que cada laboratorio guarda con el celo correspondiente, por lo que ninguno de ellos nos va a dar la más mínima pista si queremos hacer algún experimento en casa. Es lógico, podríamos convertirnos en su competencia.

 

CUALQUIER DUDA QUE HAYA PODIDO QUEDAR TRAS LA LECTURA DE ESTE TEXTO, PARA EXPRESAR DIFERENCIAS DE OPINIONES SOBRE EL MISMO, O PARA APORTAR ALGO NUEVO, HAZLO EN EL FORO, EL MÁS COMPLETO Y ESPECÍFICO SOBRE LAS PAULOWNIAS EN LENGUA CASTELLANA.


 
 
paulownia.es
   

 

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