Cultivo in-vitro de cannabis

El proceso que conocemos como cultivo in vitro (en latín, dentro de vidrio) es la práctica de cultivar nuevas plantas a partir de pequeños trozos de una planta madre (órganos, tejidos, células o protoplastos*) en un medio nutritivo, bajo condiciones estériles y controladas.

Esta práctica no es nueva. El enorme potencial que tiene el cultivo in vitro ha propiciado que el número de laboratorios de cultivos de tejidos vegetales, sobre todo los que se dedican a la producción comercial de plantas ornamentales y frutales, se haya multiplicado en los últimos 20 años. Hoy en día y ya son muchos los cultivadores domésticos que practican esta técnica para cultivar orquídeas en casa con buenos resultados.

*Con tal de no entorpecer la lectura del texto, hemos adjuntado un pequeño glosario al final de esta entrada con definiciones y explicaciones que faciliten su comprensión.

Situación actual del cultivo in vitro de cannabis

A diferencia del método de clonación tradicional, en que para un esqueje se requiere una rama entera de una planta madre, con un cultivo in vitro se pueden crear nuevas plantas de marihuana a partir de hojas, brotes o pequeños trozos de una planta, de modo que de una sola planta madre pueden obtenerse muchísimas plantas nuevas, las cuales pueden mantenerse en un estado de crecimiento limitado durante mucho tiempo.

Sin embargo, en materia cannábica este asunto todavía es algo muy reciente. La respuesta in vitro de las plantas es distinta en cada especie, e incluso entre variedades, y los estudios referentes al cultivo in vitro de cannabis son escasos y de difícil acceso. Actualmente, varios laboratorios están trabajando en la descripción de protocolos para la regeneración in vitro que sean válidos para el cannabis; y los cultivadores se frotan las manos pensado en las apliaciones de este tipo de cultivo.

Aplicaciones del cultivo in vitro

¿Qué supone esta técnica para el cultivo de cannabis? A continuación resaltamos las aplicaciones del cultivo in vitro que pueden representar un antes y un después en el ámbito que nos incumbe.

Micropropagación

Este término suele confundirse y muchas veces terminamos hablando de cultivo in vitro cuando en realidad nos referimos a micropropagación (o a la inversa). La micropropagación es el conjunto de técnicas y métodos utilizados para multiplicar las plantas asexualmente. A partir de un fragmento de una planta madre (explanto), con la micropropagación se obtienen clones, plantas genéticamente idénticas a ésta, que se cultivan in vitro en una cámara de crecimiento donde siguen desarrollándose con el objetivo de enraizar y ser plantadas, o de volver a ser fragmentadas para producir nuevas plantas.

La micropropagación podría revolucionar las técnicas tradicionales que se utilizan en la reproducción de plantas de marihuana, ya que permite realizar una producción masiva, multiplicando el número de plantas a gran velocidad y de forma exponencial. Partamos, por ejemplo, de una hipotética planta madre de la que se obtuvieran 10 explantos; pongamos que, tras un mes de crecimiento, cada explanto pudiera dividirse en dos; eso supondría un total de 20 explantos en un mes y, como el crecimiento es exponencial (cada nuevo explanto se convertirá en dos), en un año el total de plantas nuevas sería de 40.960, todas ellas obtenidas de una misma planta madre y genéticamente idénticas a ella.

Preservación de especies

Las plantas producidas in vitro se mantienen en un medio de cultivo nutritivo, bajo condiciones que les permiten ser almacenadas durante largos periodos de tiempo en estado de germinación. De este modo, es posible guardar en una cámara especies raras, amenazadas, o una planta madre que interese mantener dadas sus características; hasta que sea conveniente.

Aplicaciones sanitarias

Al ser realizado en condiciones de asepsia, el cultivo in vitro asegura obtener plantas libres de patógenos, lo que permite la producción de plantas certificadas.

Ingeniería genética

El cultivo in vitro puede usarse en la creación de “plantas a la carta”, para obtener plantas con las características que se deseen, ya sea para interés recreativo, farmacéutico, alimentario o industrial.

Estudios biológicos y estudios agronómicos

Ventajas:

Estas son las principales ventajas que presentan el cultivo in vitro y la micropropagación respecto al esqueje tradicional y la propagación por semillas.

Espacio reducido. Los cultivos se realizan en pequeños botes que pueden almacenarse verticalmente, reduciendo muy considerablemente el área de almacenamiento que se precisa en el esqueje tradicional.

Bajo mantenimiento. Este tipo de cultivo no precisa de una atención excesiva, no existe tiempo de riego ni de cuidados una vez realizado el proceso. El medio se cambia cada 4-6 semanas, y solo hay que estar atento al proceso de crecimiento.

Larga duración. Las plantas pueden permanecer almacenadas en un estado de crecimiento limitado durante largos periodos de tiempo.

Producción masiva. El número de plantas se multiplica exponencialmente.

Proceso rápido. El crecimiento vegetal es rápido, los brotes empiezan a aparecer en 15-20 días, lo que permite crear plantas nuevas en poco más de un mes.

Plantas sanas. Se evitan problemas de enfermedades y plagas.

Descendencia uniforme. Se consiguen réplicas exactas de la planta madre.

Ahorro económico. En este punto nos referimos únicamente al cultivo a gran escala. Las cantidades de los productos que se utilizan en el cultivo in vitro son muy menores a las que requiere un cultivo tradicional, y el rendimiento es muy superior. El cultivo in vitro no invierte en riego ni en productos de cultivo (sustratos, fertilizantes, pesticidas, suplementos, etc), y ahorra en espacio y energía.

A pesar de las ventajas que supone cultivar in vitro, éste método también presenta varios inconvenientes difíciles de sortear.

Inconvenientes

Complicado. La tecnología, los métodos, las técnicas y los materiales que precisa el cultivo in vitro son propias de laboratorios y no se encuentran al alcance de todos los públicos. Para obtener resultados óptimos se requiere de ciertos conocimientos de microbiología y una gran atención al detalle. La comercialización de kits de cultivo y de medios de cultivo premezclados (que creemos no debe andar muy lejos) sería de gran ayuda para los cultivadores domésticos. A pesar de todo, no es imposible, y no son pocos los cultivadores con ganas de experimentar que se lanzan a probarlo en casa con sus propios medios y recursos.

Falta de protocolos. El hecho de que cada especie y cada variedad responda de forma distinta al cultivo in vitro, y que todavía no exista un protocolo estándar para el cultivo de cannabis, lo pone todavía un poco más difícil.

Poco viable a pequeña escala. La inversión de tiempo, dinero y recursos que requiere este tipo de cultivo a pequeña escala, lo convierte en poco rentable para pequeños productores y cultivadores domésticos.

Industrialización. Este tipo de producción masiva puede representar un primer paso hacia la industrialización del cannabis, algo que los consumidores perciben con ambigüedad y, por qué no decirlo, con cierto miedo. A pesar de que la industrialización del cannabis podría suponer un avance en el ámbito medicinal, también es verdad que si grandes corporaciones y compañías farmacéuticas se apropiasen del cultivo de marihuana (como hicieron anteriormente las grandes tabacaleras), eso iría en detenimiento de los pequeños cultivadores, de la calidad del producto y de los consumidores.

Cómo se hace un cultivo in vitro de cannabis

Seguramente, para muchos cultivadores caseros, la idea de crear un ambiente estéril para desarrollar un cultivo in vitro puede ser desalentadora. Pero estas técnicas no tienen por qué quedar limitadas a los laboratorios. Que sea complicado no es razón para no intentarlo. A continuación detallaremos las fases de un cultivo in vitro. Si eres curioso y tienes  ganas de experimentar, ahí van algunas ideas y trucos para que los pruebes en casa con tus propias plantas de marihuana.

El cultivo in vitro se inicia con un explanto y termina con la obtención de una planta completa. En medio lo que hay es el tiempo de crecimiento que transcurre entre las siguientes fases:

Elección de la planta madre

Las nuevas plantas serán genéticamente iguales a la planta madre, eso significa que heredarán sus características. Por lo tanto, la planta madre debe ser elegida en base a las características que se deseen en las plantas nuevas (variedad, valor medicinal, producción, sabor, efectos, resistencia...), y debe estar en condiciones nutricionales, sanitarias y de desarrollo adecuadas (una planta que se encuentre en periodo vegetativo se desarrollará mejor).

Establecimiento

En esta fase se preparan los explantos y se desinfectan para evitar que ningún microorganismo, hongo o bacteria se introduzca en el medio de cultivo (proliferarían con mucha más rapidez que la planta). Los explantes pueden hacerse con hojas, brotes o nudos. Los nudos recién germinados se desarrollarán con mayor facilidad. Valdrá con esquejes de un nudo.

Introducción en el medio de cultivo

Aquí es donde empieza el proceso de regeneración de tejidos vegetales. Se introducen los explantos en un medio de cultivo. Como medio se podría probar con una base de MS (una base de medio de cultivo comercializada) a la que se añadiera agar-agar (10g/l), azúcar (15g/l) y auxinas (0,5 mg/l)* para estimular el crecimiento; es conveniente medir y adaptar el ph del medio al que precise la variedad de la planta seleccionada, con algún producto para aumentar o descender el ph. Se procura que el corte del explante esté en contacto con la superficie del medio.
Los explantos necesitan mantenerse a una temperatura suave (21-23°) y con mucha luz. Lo ideal es aportar un fotoperiodo de 18h de luz y 6 de oscuridad.

Multiplicación

En este punto, las plantas (que hayan sobrevivido) habrán desarrollado callo. Si el objetivo del cultivo es la reproducción, este es el momento de fragmentar el callo y volver a realizar el proceso anterior para crear más plantas. De lo contrario se pasará directamente a la siguiente fase.

Enraizamiento

Los explantos se pasan a un medio que contenga una concentración de hormonas  que induzca a la formación de raíces, y se mantienen en las mismas condiciones que en la fase anterior. Para ello se podría probar a añadir citoquininas (3 mg/l) a una mezcla igual a la del medio anterior. Una vez desarrolladas las raíces, las plantas pueden almacenarse o pasar a un sustrato.

Conservación

Las plantas se transfieren a un medio libre de inductores del crecimiento (una mezcla de MS a la que se añada azúcar y agar podría valer), y se guardan en la nevera (12–14°). Con un crecimiento tan limitado, las plantas deberían poder conservarse en la nevera durante varios meses.

Plantación

Las plantas resultantes han sido cultivadas en condiciones ideales y deberán aclimatarse para poder sobrevivir. Una humedad elevada (80%), un sustrato estéril y un fotoperiodo de 18h de luz las ayudará a hacerlo hasta que se fortalezcan. (Si la plantación se realiza después de un periodo de conservación en nevera, ponerlas bajo luz, sin cambiar el medio, hasta que estén a temperatura ambiente).

*Los medios de cultivo y las concentraciones hormonales son distintas para cada variedad. Nuestra propuesta es solo una base sobre la que empezar a experimentar y puede no dar los resultados esperados.

¿Inspirador? Para ponerte a ello ya solo necesitas hacerte con el material necesario.

Material para un cultivo casero

Planta madre

Ethanol

Tubos de ensayo o botes de polipropileno

Medidor de ph

MS Basal Medium (o otro medio de cultivo premezclado)

Agar-agar

Reguladores del crecimiento vegetal: auxinas y citoquininas

Azúcar

Agua destilada

Lejía

Olla a presión

Pinzas

Bisturí

Tijeras

Balanza

Jarra para medir volúmenes

Jeringa para medir volúmenes

Tubos fluorescentes o lámparas de bajo consumo

Nevera

Esterilización

La contaminación del medio suele ser el problema principal en un cultivo in vitro casero. Todo este proceso debe realizarse dentro de un ambiente estéril. Construir una glovebox es la opción más sencilla y económica para poder trabajar en casa con una cámara estéril.
Además, hay que asegurarse de desinfectar y esterilizar todo el material (orgánico y no orgánico) que se utilice. El ethanol es útil tanto para limpiarse las manos como para desinfectar las superficies donde se trabaja.

Para descontaminar el explanto:
Sumergir 1 minuto en ethanol
Diluir 5ml de lejía en un litro de agua destilada esterilizada. Sumergir los explantos 10 minutos
Realizar 3 o 4 enjuagues de varios minutos con agua destilada esterilizada

Para esterilizar el medio de cultivo:
Disponer el medio en los frascos o tubos de ensayo, ponerlos en una olla a presión con agua y llevar a ebullición
Hervir durante 30 minutos
Dejar enfriar antes de colocar los explantes.

Glosario

Agar-agar: sustancia gelatinosa no animal de origen marino. El medio de cultivo se obtiene de la pared celular de varias especies de algas.

Callo: masa de células vegetales no diferenciadas que cubren una herida.

Explanto o explante: pequeño fragmento vegetal vivo que se extrae de una planta y se prepara de forma aséptica para su cultivo en un medio artificial de crecimiento y que funciona como generadora de nuevas plantas.

Medio de cultivo: solución líquida o gelatinosa compuesta por una mezcla de sales minerales y vitaminas que contiene los nutrientes necesarios para desarrollar el crecimiento de virus, microorganismos, células, tejidos vegetales o pequeñas plantas. Su composición depende de la especie y la etapa del proceso de cultivo.

Nudo: parte de las plantas de donde salen ramas, hojas y flores. En ellos se encuentra el sistema vascular que comunica tallos y hojas.

Planta madre: es aquella que, por sus características, es elegida para donar material vegetal en un proceso de reproducción asexual.

Protoplastos: células a las que mediante tratamientos tanto mecánicos como enzimáticos se les ha eliminado la pared celular.

Reguladores del crecimiento vegetal: hormonas que actúan sobre el desarrollo de las plantas.

Fuentes

Aproximaciones biotecnológicas tendentes a la mejora del cáñamo

Plant tissue culture cloning of the future

Microprogramation system for cloning of cannabis sativa

Canna.es

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