Bases fisiológicas de la propagación y modificación genéticas vegetal Sistemas de propagación vegetativa. Bases biológicas de la propagación. Estructuras de propagación vegetativa. Principales técnicas de propagación vegetativa en plantas vasculares. El genoma vegetal. Organización del genoma nuclear. Bases moleculares de la modificación genética y mejora de los cultivos. Estructura y expresión de genes vegetales. Transposones. Plásmidos. Genoma plastidial y mitocondrial

Técnicas generales del cultivo in vitro de plantas Conceptos básicos del cultivo in vitro. Asepsia. Selección y manipulación del material vegetal. Cámaras de crecimiento. Requerimientos nutricionales de los cultivos in vitro. Componentes básicos del medio de cultivo. Fitohormonas, reguladores del crecimiento, vitaminas, regulación del pH. Requerimientos ambientales para el mantenimiento de los cultivos in vitro. Luz, temperatura, humedad relativa, intercambio gaseosos. Métodos de conservación del material vegetal. Crioconservación. Conservación a baja temperatura. Crioprotectores. Control de la estabilidad genética. Ecofisiología del cultivo de tejidos. Transplante a condiciones ex vitro y aclimatación.

Bases fisiológicas para el cultivo in vitro de plantas. Tipos de cultivo. Bases fisiológicas del cultivo de células y tejidos vegetales. Diferenciación y morfogénesis. Totipotencia. Determinación vegetal. Regeneración. Potencial morfogenético. Variabilidad e inestabilidad. Cultivos de células en suspensión. Inducción y cultivos. Aislamiento de protoplastos y cultivo. Hibridación somática. Aplicaciones del cultivo in vitro. Inóculos fúngicos. Cultivos in vitro de callos. Inducción de la callogénesis. Mantenimiento y subcultivo de callos. Cultivos in vitro de órganos y embriones aislados. Organogénesis a partir de cultivo de callos. Estabilidad genética. Variación somaclonal.

Micropropagación vegetal Técnicas de micropropagación en plantas. Micropropagación a partir de yemas. Cultivo de meristemos y obtención de plantas libres de patógenos. Termoterapia y quimioterapia. Elongación de microesquejes, rizogénesis y transferencia al suelo de vitroplantas. Elongación de tallos in vitro. Organogénesis adventicia. Embriogénesis somática: medios y condiciones de cultivo. Fases en el desarrollo de embriones somáticos. Factores de control. Semillas artificiales.

Transformación vegetal Plantas transgénicas. Etapas del desarrollo de un Organismo Genéticamente Modificado. Aplicaciones de las plantas transgénicas. Métodos de transformación de plantas transgénicas. Transformación vía Agrobacterium. Plásmido Ti

Aplicaciones de los cultivos vegetales: obtención de productos de interés Micropropagación y cultivo in vitro de plantas de interés comercia: frutales, de especies hortícolas, plantas medicinales. Producción de metabolitos secundarios mediante cultivo in vitro. Selección de líneas celulares con alto rendimiento en la producción. Factores que controlan la producción in vitro. Aplicaciones del cultivo in vitro de la mejora vegetal. Sistemas de producción en cámaras controladas. Aplicaciones de los cultivos vegetales a la preservación de la variabilidad natural y protección del medioambiente.



PROGRAMA DE TEORÍA



Bloque I. Introducción



1. Sistemas de propagación vegetativa. Bases biológicas de la propagación. Estructuras de propagación vegetativa. Principales técnicas de propagación vegetativa en plantas vasculares.

2. El genoma vegetal. Organización del genoma nuclear. Bases moleculares de la modificación genética y mejora de los cultivos. Estructura y expresión de genes vegetales. Análisis de la función genómica. Transposones. Genoma de los plastidios y de las mitocondrias.



Bloque II. Técnicas generales del cultivo in vitro de plantas



3. Conceptos básicos del cultivo in vitro. Asepsia. Selección y manipulación del material vegetal. Requerimientos nutricionales de los cultivos in vitro. Componentes básicos del medio de cultivo. Agentes gelificantes. Sales, fitohormonas, reguladores del crecimiento, vitaminas, regulación del pH.

4. Requerimientos ambientales para el mantenimiento de los cultivos in vitro. Luz, temperatura, humedad relativa, intercambio gaseosos. Tipos de recipientes. Cámaras de crecimiento.

5. Métodos de conservación del material vegetal. Crioconservación. Conservación a baja temperatura. Crioprotectores. Cámaras de crecimiento. Control de la estabilida genética.

6. Transplante a condiciones ex vitro. Diferencias de las plantas cultivadas in vitro e in vivo. Control de la humedad relativa y radiacción. Factores que influyen en la aclimatación.





Bloque III. Bases fisiológicas para el cultivo in vitro de plantas. Tipos de cultivo.



7. Bases fisiológicas del cultivo de células y tejidos vegetales. Diferenciación y morfogénesis. Totipotencia. Determinación vegetal. Regeneración. Potencial morfogenético. Variabilidad e inestabilidad.

8. Cultivos de células en suspensión. Inducción y cultivos. Aislamiento de protoplastos y cultivo. Hibridación somática. Concepto y aplicaciones. Otros cultivos en suspensión: producción de inóculo fúngico.

9. Cultivos in vitro de callos. Inducción de la callogénesis. Mantenimiento y subcultivo de callos. Concepto y aplicaciones.

10. Cultivos in vitro de órganos y embriones aislados. Organogénesis a partir de cultivo de callos. Estabilidad genética. Variación somaclonal.



Bloque IV. Micropropagación vegetal



11. Técnicas de micropropagación en plantas. Aspectos generales. Micropropagación a partir de yemas. Fases y métodos principales.

12. Cultivo de meristemos y obtención de plantas libres de patógenos. Termoterapia y quimioterapia. Aplicaciones.

13. Elongación de microesquejes, rizogénesis y transferencia al suelo de vitroplantas. Elongación de tallos in vitro. Organogénesis adventicia.

14. Embriogénesis somática: medios y condiciones de cultivo. Fases en el desarrollo de embriones somáticos. Factores de control. Semillas artificiales.



Bloque V. Transformación vegetal



15. Plantas transgénicas. Concepto. Etapas del desarrollo de un Organismo Genéticamente Modificado. Aplicaciones de las plantas transgénicas. Transformación vía Agrobacterium. Plásmido Ti. Métodos de transformación.

16. Cultivos transgénicos. Plantas resistentes a estreses abióticos. Plantas resistentes a estreses bióticos: fúngicos, microbianos y víricos. Plantas resistentes a herbicidas. Obtención de productos de interés. Plantas con mejores características nutritivas. Biorremediación. Principales riesgos de las plantas transgénicas.





Bloque VI. Aplicaciones de los cultivos vegetales: obtención de productos de interés



17. Micropropagación y cultivo in vitro de plantas de interés comercia: frutales, de especies hortícolas, plantas medicinales.

18. Producción de metabolitos secundarios mediante cultivo in vitro. Selección de líneas celulares con alto rendimiento en la producción. Factores que controlan la producción in vitro.

19. Aplicaciones de la mejora vegetal. Modificaciones de la productividad vegetal. Tolerancia a estreses. Sistemas de producción en cámaras controladas.

20. Aplicaciones de los cultivo vegetales a la preservación de la variabilidad natural y protección del medioambiente.





Prácticas de Laboratorio



¿ Preparación de medios de cultivo in vitro

¿ Iniciación de callo a partir de raíces de zanahoria y tubérculo de patata.

¿ Obtención de raíces en cabellera (hairy roots) mediante infección de explantos con Agrobacterium rhizogenes.

¿ Técnicas de micropropagación en especies leñosas.



Prácticas de Aula



¿ Sistemas de información bibliográfica: Bases de datos de especies vegetales.

¿ Estudio de casos de cultivos modificados genéticamente

¿ Diseño de cebadores para marcadores microsatélites

• Final Assessment System

Azcón-Bieto. A, Talón M. Fundamentos de Fisiología Vegetal. 2ª Ed. McGraw Hill interamericana. 2008. Madrid. Buchanan BB, Gruissen W, Jones RL. 20002. Bichemsitry and Molecualr Biology of Plants. Am. Soc. Of Plant Physiologist Benitez Burraco, A. Avances recientes en Biotecnología Vegetal e ingeniería Genética de Plantas. Ed. Reverté. Barcelona 2005. Taiz L, E Ziegler. Plant Physiology, Ed 4th. Sinauer Asso.Inc., Sunderland, MA, 2006.

Basic bibliography

Beyl, C.A. Trigiano. Plant Propagation Concepts and laboratory exercises. R.N. CRC Press. 2008.

Christou. H. Klee (Eds). Handbook of Plant Biotechnology. Vol. 1 y 2. Wiley and Sons, Ltd. 2004. England.

George, Hall, De Clerk. Plant propagation by tissue culture. 3rd Ed. Vol 1. Springer. 2007.

Slater A, Scott NW, Fowler MR. Plant Biotechnology: The Genetic Manipulation of Plants. 2nd. Ed. Oxford University Press. 2008

Thomas B, Murphy DJ, Murray BG. Encyclopedia of Applied Plant Sciencies. Vol. 1,2 y 3. Elsevier Ltd. 2003. Oxford

In-depth bibliography

DeClerk S. Strullu DG. Fortin JA. In vitro culture of mycorrhizas. In: Soil biology Vol 4 (A. Varma, ed). Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, pp 388 (2005). Jeremy A. Roberts, Zinnia Gonzalez-Carranza. Plant Cell Separation and Adhesion.2007. Blackwell Publishing Ltd. Oxford. Micropropagation of woody trees and fruits. Jain SM, Ishii K. (Eds). Forestry Sciences. Kluwer Academic Publishers. 2003. The Netherlands. Reeds BB. Plant Cryoconservation. Springer. 2008.

Journals

PLANT BIOTECHNOLOGY JOURNAL ANNUAL REVIEW OF PLANT BIOLOGY PLANT CELL CURRENT OPINION IN PLANT BIOLOGY TRENDS IN PLANT SCIENCE PLANT PHYSIOLOGY JOURNAL OF PLANT GROWTH REGULATION PLANT CELL REPORTS PLANT CELL TISSUE AND ORGAN CULTURE PLANT GROWTH REGULATION

Web addresses

http://4e.plantphys.net/ http://www.fao.org/biotech/ http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ http://www.ibercib.es/ http://www.sebiot.org/