La técnica de fusión de protoplastos surge como especialidad o aplicación a partir de las técnicas de aislamiento y cultivo de protoplastos, que permiten la obtención de células desprovistas de pared celular gracias a la acción de enzimas líticos (celulasas, pectinasas) obtenidos de microorganismos (Aspergillus sp.; Trichoderma viride; Rhizopus sp.), y su posterior crecimiento (división celular, formación de microcallos y regeneración de plántulas por vía organogénica o embriogénica).
Aunque circunstancialmente ocurren fusiones espóntaneas entre protoplastos, y en este hecho se encuentra el origen de esta técnica, es necesario aumentar la eficacia del proceso y «dirigirlo» mediante sistemas de inducción adecuados. Los procesos de inducción son de dos tipos: Químicos, en ellos se usan sustancias aglutinantes como el polietilenglicol (PEG) o el dimetilsulfóxido (DMSO) y, Físicos, como la electrofusión, que consiste en la inducción de una dipolarización de los protoplastos mediante corrientes alternas de alta frecuencia, que van a hacer contactar y alinearse a los protoplastos siguiendo las líneas del campo eléctrico generado, y en ese momento con un pulso de corriente continua se consigue la fusión de las células.
La población de células resultantes de estos procesos de fusión va a ser una mezcla de protoplastos parentales, homocariontes y heterocariontes con dos o mas núcleos.
Para seleccionar los productos de fusión de interés, es necesario utilizar medios restrictivos para células no híbridas, o que produzcan una proliferación diferencial para las células híbridas y/o incorporar un sistema de marcaje que permita reconocer y seleccionar los productos híbridos. Un tipo de selección clásico es el basado en la complementación de mutantes no alélicos (por ejemplo la combinación de dos mutaciones recesivas albinas no alélicas que permiten la detección de los híbridos simplemente por su color; Melchers y Labib, 1974), existiendo otros muchos métodos de selección (incorporación de mutaciones de deficiencia, de resistencia, etc.) y tambien métodos de verificación del caracter híbrido en plántulas regeneradas, como el examen de los patrones morfológicos y/o isoenzimáticos.
Debemos señalar que una vez obtenidos híbridos somáticos interespecíficos por fusión de protoplastos y regeneración de los productos seleccionados, estos híbridos van a ser distintos a los híbridos obtenidos sexualmente. Las plántulas obtenidas por fusión somática, pueden ser a nivel nuclear de varios tipos: a) Híbridos somáticos típicos; b) Poliploides; c) Aneuploides s (híbridos asimétricos; d) Híbridos con el contenido nuclear de un parental y fracciones de información genética del otro parental (de uno a miles de genes).
A nivel citoplásmico las plantas híbridas pueden presentar: a) La suma de los citoplasmas de ambos parentales; b) El citoplasma de un solo parental; c) Un citoplasma híbrido resultado de la recombinación de los genomas extranucleares de ambas células.
Por ello el conjunto de combinaciones nucleares y citoplásmicas conforma un enorme número de posibilidades teóricas.
La fusión de células somáticas puede aplicarse para 1) La superación de la incompatibilidad en cruces interespecíficos; 2) Un mejor aprovechamiento de la variación intraespecífica y extraespecífica en cruces interespecíficos compatibles, al ser los híbridos somáticos distintos y superiores a los sexuales, posiblemente por la combinación de genomas extranucleares (Moreno, 1984); 3) La obtención de híbridos citoplasmáticos o cíbridos, al transferirse genes extracromosómicos, que confieren características especiales al híbrido (ej. androesterilidad citoplásmica).
Aunque la fusión de protoplastos ha sido utilizada con éxito para solventar problemas de incompatibilidad entre especies con los que tropezaba la mejora genética tradicional, y ha permitido obtener híbridos somáticos interespecíficos e intergenéricos, con especiales combinaciones genéticas nucleares y citoplásmicas, quizá la aplicación mas interesante de la fusión somática sea la transferencia de una cantidad limitada de información genética de una especie a otra, de forma poco controlada. Así, mediante tratamientos físico-químicos es posible inactivar o destruir total o parcialmente los núcleos de las células parentales, con lo que solo una parte desconocida de la información genética va a ser transferida al híbrido, que suele ser estéril. En determinados casos es posible mediante sucesivas retrofusiones eliminar casi todo el genoma de uno de los parentales (ej. el híbrido resistente a atrazina entre Solanum nigrum y Lycopersicon esculentum; Jain et al., 1988). Otro caso modelo de cibridación es el Brassica-Raphanus (Pelletier et al., 1983): el heterocarionte contiene el núcleo de Brassica napus, los cloroplastos resistentes a atrazina de Brassica campestris y las mitocondrias de Raphanus sativa que confieren androesterilidad.
Para asegurar el desarrollo de estos nuevos productos, estos suelen integrarse en programas clásicos de mejora, pero para ello necesitan cumplir dos condiciones (lo mismo que los híbridos sexuales convencionales): uno, deben ser al menos parcialmente fértiles para permitir retrocruzamientos (híbridos somáticos tetraploides); y dos, en los retrocruzamientos se deben transferir solo un pequeño número de genes, ya que los caracteres multigénicos son incontrolables.
Todos estos métodos se encuentran aún en fase experimental, limitados por el reducido número de especies a las que es posible aplicarlos por cuestiones técnicas y por lo poco controlable que es la transferencia de material genético, ademas en clara competencia con otros métodos de transformación genética (Agrobacterium, ...), tal vez técnicamente más sencillos, rápidos y dirigibles, que a pesar de todo no invalidan el método de fusión de protoplastos para la obtención de nuevos productos para la mejora vegetal.
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