ES2304295B2 - Metodo para la micropropagacion de iris boissieri y sus aplicaciones. - Google Patents

Metodo para la micropropagacion de iris boissieri y sus aplicaciones. Download PDF

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Abstract

Método para la micropropagación de Iris boissieri y sus aplicaciones.
La presente invención se refiere a un método o procedimiento para la micropropagación de Iris boissieri Henriq., así como sus distintas aplicaciones, tales como la obtención de material in vitro a partir de pocas plantas madre; conservación ex situ de la especie con riesgo mínimo de alteraciones genéticas; multiplicación hortícola de la especie a partir de un callo; conservación de germoplasma in vitro; y obtención de plantas libres de enfermedades víricas a partir de meristemos.

Description

Método para la micropropagación de Iris boissieri y sus aplicaciones.
La presente invención se encuadra dentro del campo técnico de la biología vegetal y en concreto se refiere a un método o procedimiento para la micropropagación de Iris boissieri Henriq., así como sus posibles aplicaciones.
Estado de la técnica
Iris boissieri Henriq. es una especie geófita que presenta bulbo de túnica membranosa.
Su hábitat son suelos poco profundos, desarrollados sobre rocas de granodioritas, a una altitud de entre 500 a 1.450 m.
Esta especie se encuentra escasamente distribuida, en Galicia y Norte de Portugal. En Galicia está presente en el parque natural de Baixa Limia Serra do Xurés y su entorno (Ourense) y la Serra do Courel (Lugo), hay zonas donde solamente en el pasado se han encontrado algunos ejemplares como en el Monte Pindo (A Coruña), Serra de Aneares y Montes do Oribio (Lugo) donde sin embargo no se ha vuelto a localizar la especie en los últimos años. En el norte de Portugal se distribuye por las sierras que hacen frontera con el suroeste de Ourense.
De forma generalizada se ha detectado un descenso importante de sus poblaciones, de hecho existen zonas en las que no se ha vuelto a localizar esta especie en los últimos años. Florece en junio. (Bañares A., Blanca G., Güemes J., Moreno J.C. & Ortiz S., eds. 2004. Atlas y libro rojo de la flora vascular amenazada de España. Dirección general de conservación de la naturaleza. Madrid, 1.069 pp).
La formación de sus estructuras vegetativas, implica que la propagación asexual comienza con la iniciación de bulbillos sobre la placa basal en las axilas de las escamas bulbares.
Se ha observado que en este período inicial, que generalmente dura una sola estación de crecimiento, los bulbillos son casi inadvertibles ya que se encuentran dentro de otro bulbo mayor en crecimiento, el cual se desintegra al florecer, dejando unos pocos bulbos nuevos de tamaños diferentes que se iniciaron en la estación anterior. Si alguno llega al tamaño adecuado puede florecer en la siguiente estación, pero los que no lo alcanzan, requieren varios años de desarrollo antes de su floración, dificultando su propagación agámica.
Su forma principal de propagación es por hijuelos, los cuales permanecen adheridos al bulbo progenitor durante varias temporadas, ya que la reproducción sexual se encuentra seriamente limitada.
Los estudios previos realizados, llevan a pensar que las semillas son recalcitrantes y con problemas de viabilidad, pudiéndolas clasificar, a falta de estudios posteriores más profundos, como de corta duración y con letargo de tipo químico por cubiertas y morfológicos por causa embrionaria. (Iglesias, I, Feijoó, M. C. & Ortiz, S., 2000. Conservación Vegetal 5:1-2).
A los problemas de extinción de esta especie, inherentes a las condiciones morfológicas propias de la misma y de las condiciones de su hábitat natural, se suma la presión que ejerce el hombre que no solo destruye el mismo sino que además somete a las poblaciones a una recolección incontrolada de ejemplares como sucede con otros numerosos tipos de bulbosas.
Hasta el momento, no se conoce ningún método para la micropropagación de Iris boissieri, existiendo por tanto, la necesidad de uno que permita realizarlo.
Por tanto, el objetivo de la presente invención consiste en desarrollar técnicas de propagación sexual y asexual, que permitan la obtención de numerosas plantas, bien con distintos genotipos, bien clonadas, con una doble finalidad: suministro de bulbos para repoblación o translocación y un fin comercial, ya que los integrantes del género Iris son especies conocidas desde la antigüedad por su interés desde el punto de vista fitoquímico, ya que son productoras de flavonas, sesquiterpenos, fenoles, terpenoides, etc. Además, tienen una gran importancia a nivel ornamental ya que su morfología floral y sus peculiares exigencias en cuanto a condiciones climáticas, convierten a esta especie en una firme candidata para la jardinería comercial. Por otro lado no se debe olvidar su importancia como planta simbólica del Parque do Xurés.
Descripción detallada de la invención
Un aspecto de la presente invención, proporciona un método para la micropropagación de Iris boissieri Henriq., comprendiendo dicho método las siguientes etapas, las cuales serán descritas de forma más detallada en el modo de realización:
a)
Limpieza de las plantas madre salvajes y obtención del material que se va a establecer;
b)
Aislamiento y establecimiento del material;
c)
Multiplicación de plántulas y bulbillos obtenidos en la etapa anterior;
d)
Bulbificación del todo el material obtenido en la etapa anterior;
e)
Enraizamiento; y
f)
Aclimatación y paso a tierra.
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Otro aspecto de la presente invención está relacionado con las posibles aplicaciones que presenta el método de micropropagación anteriormente mencionado, tales como:
-
la obtención de material in vitro a partir de pocas plantas madre;
-
la conservación ex situ de la especie con riesgo mínimo de alteraciones genéticas;
-
la multiplicación hortícola de la especie a partir de un callo;
-
la conservación de germoplasma in vitro; y
-
la obtención de plantas libres de enfermedades víricas a partir de meristemos.
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Exposición detallada de un modo de realización
La exposición que a continuación se relaciona, se describe como soporte de aspectos particulares de la invención y en ningún caso para limitar el alcance de la misma.
El método anteriormente mencionado, para la micropropagación de Iris boissieri Henriq., comprende las siguientes etapas:
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a) Limpieza de las plantas madre salvajes y obtención del material que se va a establecer in vitro
La finalidad de esta primera etapa consiste en la obtención del material que se va a establecer in vitro.
Para esto, se retiran los frutos y además se limpian los bulbos de tierra, eliminándose las capas externas secas de color marrón del bulbo.
A continuación, guardan los frutos y bulbos en cámara fría, oscuridad y ambiente húmedo, ambos espolvoreados con el fungicida Captosán®, manteniéndose durante 2 meses a una temperatura de 4ºC.
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b) Aislamiento y establecimiento del material
En esta segunda etapa se aíslan por un lado las semillas de los frutos y por otro lado las capas externas engrosadas, placa basal y meristemos de los bulbos (es decir, los explantos).
Tras realizar dicho aislamiento, se establecerán, en condiciones estériles, en tubos de cristal para cultivo in vitro tanto las semillas como los explantos mencionados anteriormente.
Para poder trabajar en estas condiciones, se debe desinfectar el material aislado, tal y como a continuación se describe:
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b.1) En semillas
Se dejan las semillas durante 72 h bajo agua corriente del grifo, a temperatura de laboratorio, y a continuación se pasan las semillas a una solución en agua estéril al 5% p/v de fungicida Captán con 10% v/v de jabón líquido comercial tipo Fairy®, sometiéndolas durante 15 min. a ultrasonidos.
A continuación se trasladan las semillas a una solución de hipoclorito sódico aproximadamente al 2,63% v/v obtenida a partir de una lejía comercial, con un 10% v/v de jabón Fairy®, y sometida durante 15 min. a ultrasonidos, tras lo cual se pasarán por 3 baños de agua estéril de 10 min. cada uno.
Antes de la inoculación de semillas en el medio de establecimiento, se les practica a estas un corte en el extremo opuesto al del embrión.
b.2) En capas externas y placa basal del bulbo
Se desinfectan los bulbos manteniéndolos bajo agua corriente del grifo durante 8 h-24 h.
Posteriormente, en una solución de agua estéril al 5% p/v de Captán con 10% v/v de jabón Fairy®, se dejan secar y se procede a una inmersión rápida en etanol al 96% v/v, tras lo cual se flamean repitiéndose la operación tres veces.
A continuación, se introducen los bulbos en una solución aproximadamente del 2,63% v/v obtenida a partir de una lejía comercial, con un 10% v/v de jabón Fairy® y sometida durante 15 min. a ultrasonidos, tras lo cual se bañan con agua estéril y se aíslan las zonas citadas (capas externas, placa basal y meristemo del bulbo).
Las capas externas del bulbo se cortan, en condicionas estériles, en porciones cuadrangulares de aproximadamente 0,5 cm x 0,5 cm; la placa basal se pone entera o se parte en dos, y el meristemo se pone tal cual.
Tras la desinfección, las semillas y cada pieza del material aislado de las capas externas y la placa basal de los bulbos, se inoculan aisladamente dentro de tubos para cultivo in vitro de 50 mL con 15 mL de un medio con los macro y micronutrientes de MS (Murashige & Skoog, 1962, Physiol. Plant., 15, 473-497.), autoclavados a 121ºC y 103,5 kPa durante 15 min:
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al que se añade:
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b.3) En meristemo del bulbo
Por otra parte, los meristemos se asilan del bulbo tal y como a continuación se describe. Tras despojar al bulbo de sus gruesas capas exteriores, y de la mayoría de la placa basal, lo que queda es el meristemo rodeado de primordios foliares, los cuales son eliminados excepto el más pequeño que rodea al meristemo.
Por tanto, una vez aislado así el meristemo, con un primordio foliar y un poco de tejido de la placa basal, se coloca en el medio de inoculación citado anteriormente, pero además dicho medio se enriquece con 1 mg/L de ácido 1-naftalén acético (NAA).
A continuación, los tubos para el cultivo in vitro mencionados anteriormente se guardan en cámaras de cultivo, en las siguientes condiciones:
- En semillas:
A oscuridad constante y un termoperíodo de 15 \pm 2ºC durante 16 h y 10 \pm 2ºC, durante 8 h.
- En capas externas, placa basal y meristemos del bulbo:
Con un fotoperíodo de luz de 16 h y oscuridad de 8 h., una intensidad lumínica de 38 \mumol.m^{-2}.s^{-2}, mediante tubos fluorescentes de luz fría.
El termoperíodo es de 18 \pm 2ºC durante las 16 h de luz, y de 10 \pm 2ºC en oscuridad.
Todo el material vegetal se mantiene en las condiciones citadas anteriormente durante un período de 12 semanas, para asegurar de que se detecta bien la contaminación, eliminando aquellos tubos en los que aparezca contaminación.
A las 6 semanas se pasan los tubos no contaminados a un medio fresco, en iguales condiciones que los anteriores.
c) Multiplicación de las plántulas y bulbillos obtenidos en la etapa anterior
Tras la eliminación del material contaminado, se mantiene el material vegetal durante un periodo de 4 semanas en el medio de cultivo que a continuación se describe.
Es un medio de cultivo dispensado en tarros de cristal de 500 mL, con 100 mL de medio de cultivo cada uno, en condiciones similares a las de la etapa b) autoclavados a 121ºC y 103,5 kPa durante 20 min, y con los siguientes cambios:
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al que se añade:
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d) Bulbificación de plántulas y bulbillos
Todo el material vegetal obtenido en la etapa anterior, se mantiene durante un periodo de 4 semanas en la oscuridad, en un medio de cultivo en condiciones similares a las de la etapa c):
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con:
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y con los siguientes cambios:
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Los bulbos con un tamaño de entre 1,2 cm a 2 cm de diámetro, se dejan en el mismo medio para la siguiente etapa. Aquellos bulbos cuyo diámetro es inferior a 1,2 cm, se pasan a un medio fresco con idénticas condiciones durante otras 4 semanas, para que estos adquieran el tamaño adecuado.
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e) Enraizamiento de los bulbos
Los bulbos con un diámetro entre 1,2 cm y 2 cm obtenidos en la etapa anterior, pasan al mismo medio:
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con otros componentes:
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pero sin agar (medio líquido) ni reguladores y como soporte del cultivo se usa lana de roca para estaquillado de Grodán-Ibérica® lavada y autoclavada durante 30 min a 121ºC y 103,5 kPa, a . 18ºC-16 h Luz / 10ºC-8 h Oscuridad.
A continuación, se mantienen los bulbos durante 8 semanas, tiempo en el que emitirán raíces, y cuando estas alcanzan aproximadamente 0.3 cm de longitud el bulbo se pasa a la siguiente etapa consistente en su aclimatación y paso a tierra.
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f) Aclimatación y paso a tierra de los bulbos anteriormente enraizados
Se lavan los bulbos bajo el agua corriente del grifo, retirándose la lana de roca salvo la que quede enredada entre las raíces.
Se colocan los bulbos en una cámara de climatización a 20 \pm 2ºC de temperatura durante 16 h de luz y 10\pm 2ºC durante 8 h a la oscuridad y espolvoreados con Captosán®, en macetas de turba con sustrato seco Composana® hasta la total acomodación de los bulbos bajo campanas de plástico, que se irán retirando a medida que las capas externas de los bulbos se endurecen, es decir, hasta que estos adquieran consistencia resistente y se sequen ligeramente sin pudrirse, momento en que se retirará la campana. Este proceso dura uno o dos meses aproximadamente.
Una vez que los ápices vegetativos comienzan a desarrollarse, se pasan las macetas ligeramente humedecidas a tierra, en un emplazamiento provisional o definitivo, donde los bulbos florecerán y formarán bulbos hijos en tierra.
El presente método para la micropropagación de Iris boissieri Henriq tiene distintas aplicaciones en función del medio de cultivo que se utilice, y siempre partiendo del material obtenido en la etapa d) referida a la bulbificación.
Una de las aplicaciones, consistiría en micropropagar dicha especie para la conservación ex situ de la misma, ya que como se ha comentado anteriormente, esta especie se encuentra en peligro de extinción. Esta aplicación se enfoca hacia la obtención del mayor número de plantas, pero con el mínimo riesgo de que existan alteraciones genéticas debido al empleo de reguladores. Para lo cual, se parte de los bulbos obtenidos en la etapa d) y en concreto aquellos cuyo diámetro es inferior a 1,2 cm. Dichos bulbos se pasan a un medio de cultivo fresco con la formulación completa de MS:
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o bien la formulación empleada en la etapa d):
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con:
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carente de reguladores de crecimiento y con 2 gr/L de CA con un fotoperíodo de luz de 16 h y oscuridad de 8 h., e intensidad lumínica 38 \mumol.m^{-2}.s^{-2} (tubos fluorescentes de luz fría). El termoperíodo es de 18 \pm 2ºC durante las 16 h de luz, y de 10 \pm 2ºC durante las 8 h de oscuridad, a lo largo de 8 semanas. Tras esta limpieza de reguladores en el material in vitro, se continúa el proceso en iguales condiciones hasta tener suficiente material libre de la influencia de los reguladores, momento en el cual una parte de las plantitas in vitro o vitroplantas obtenidas se pasan a las etapas d) a f), tal como se ha descrito previamente.
Otra de las aplicaciones del presente método de micropropagación sería para la multiplicación hortícola de la especie a partir de un callo (masa amorfa de células tisulares producidas a partir de tejidos parenterales), al cual se fuerza, mediante las condiciones de cultivo, a producir vitroplantas.
Este proceso implica inestabilidad genética que incluso podría traducirse en alteraciones fenotípicas, que debido a la finalidad ornamental de esta aplicación en concreto, no sería un inconveniente sino todo lo contrario.
Se parte del material obtenido directamente en la etapa d), bulbos que tienen un diámetro entre 1,2 y 2 cm, que se ponen en un medio de cultivo completo con los macro y micronutrientes de MS (1962) y con el doble de concentración de vitaminas:
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con el doble de vitaminas:
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al que se añade además:
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De este medio se dispensan 15 mL en placas Petri de 9 cm de diámetro, en condiciones estériles.
Una vez los tejidos inoculados originan callo, se separan aquellas secciones con un tamaño que oscila entre 0,5 y 1,0 cm de lado, se pasan a un medio fresco en las mismas condiciones que las descritas anteriormente, pero en donde se sustituyen los anteriores reguladores de crecimiento por 5,0 mg/L de BA, durante 8 semanas a 18 \pm 2ºC y oscuridad constante. Tras este tiempo, las pequeñas plantas se separan y se pasan al mismo medio y condiciones que en la etapa d), continuándose con el resto de las fases hasta finalizar el proceso.
Otra aplicación del presente método reivindicado, sería la conservación de germoplasma in vitro. Consiste en la comprobación de la capacidad que presentan los bulbos obtenidos en la etapa d), es decir aquellos bulbos que tienen un diámetro entre 1,2 y 2 cm, conservados en la oscuridad a 4 \pm 2ºC durante 24 meses, para retomar las etapas c) a f).
El material vegetal, tras el citado proceso de conservación, se pasa a las mismas condiciones de la etapa c), y se continúa con éxito hasta la última etapa f).
Finalmente, otra aplicación que tiene el presente método es la obtención de plantas libres de virus y viroides, a partir de los meristemos. Para ello, se aísla el meristemo del bulbo, tras el tratamiento de desinfección de los mismos descrito en la etapa b).
Tal y como se ha descrito anteriormente en la etapa b), el aislamiento consiste en que tras despojar al bulbo de sus gruesas capas externas y de la mayor parte de la placa basal, quedará un meristemo rodeado de primordios foliares, los cuales serán eliminados salvo el más pequeño que rodee al meristemo.
Una vez aislado dicho meristemo con un primordio foliar y un poco de tejido de la placa basal, se coloca en el medio de inoculación citado para las semillas y explantos.
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al que se añaden:
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pero enriquecido con 1 mg/L de NAA.
A continuación, este material vegetal se pasa a las mismas condiciones de la etapa c), y se continúa con éxito hasta la última etapa f).

Claims (15)

1. Método para la micropropagación de Iris boissieri Henriq., que comprende las etapas de:
a)
obtención del material vegetal (semillas, capas externas, placa basal y meristemo del bulbo) a establecer in vitro;
b)
aislamiento y posterior establecimiento de dicho material vegetal en un medio de cultivo con los macro y micronutrientes de MS (Murashige & Skoog), al que se añade mioinositol (100 mg/L), tiamina HCl (0,4 mg/L), carbono activo (2 gr/L), sacarosa (30 g/L), y agar (10 g/L), a un pH de 5,6-5,8;
c)
multiplicación del material vegetal obtenido en la etapa anterior (plántulas y bulbillos), en un medio de cultivo con los macro y micronutrientes de MS, al que se añade mioinositol (100 mg/L), tiamina HCl (0,4 mg/L), sacarosa (30 g/L), agar (10 g/L), y los reguladores de crecimiento ácido 1-naftalén acético (NAA) (0,1 mg/L) y 6-bencil adenina (BA) (0,5 mg/L), a un pH de 5,6-5,8;
d)
bulbificación de plántulas y bulbillos en un medio de cultivo con los macro y micronutrientes de MS, al que se añade mioinositol (100 mg/L), tiamina HCl (0,4 mg/L), sacarosa (30 g/L), agar (6 g/L), y los reguladores de crecimiento kinetina (2 mg/L) y ácido 1-H-indol-3-acético (IAA) (2 mg/L);
e)
enraizamiento de los bulbos obtenidos en la etapa anterior, con un diámetro mayor de 1,2 cm., en el mismo medio de cultivo que en la etapa d) pero sin agar ni reguladores de crecimiento, usando como soporte del cultivo lana de roca para estaquillado, a 18ºC durante 16 h de luz y 10ºC durante 8 h de oscuridad; y
f)
aclimatación de los bulbos anteriormente enraizados, en macetas de turba con sustrato seco universal, a 20 \pm 2ºC durante 16 h de luz y 10 \pm 2ºC durante 8 h de oscuridad, espolvoreados con fungicida, y posterior paso a tierra.
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2. Método según la reivindicación 1, en el que en la etapa b) antes del establecimiento del material vegetal, se realiza una desinfección del mismo.
3. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el que en la etapa b) una vez aislados los meristemos, estos se establecen en el mismo medio de cultivo que el descrito en la etapa b) además enriquecido con el regulador de crecimiento ácido 1-naftalén acético (NAA) (1 mg/L).
4. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material vegetal aislado y establecido según la etapa b), se guarda durante 12 semanas en las siguientes condiciones:
-
en semillas: a oscuridad constante y termoperiodo de 15 \pm 2ºC durante 16 h y 10 \pm 2ºC durante 8 h;
-
en capas externas, placa basal y meristemos: termoperiodo de 18 \pm 2ºC durante 16 h de luz y 10 \pm 2ºC durante 8 h de oscuridad.
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5. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que en la etapa d) aquellos bulbos con un diámetro inferior a 1,2 cm. son pasados a un medio de cultivo fresco con idénticas condiciones que el descrito en d) durante 4 semanas.
6. Uso del método de micropropagación descrito en las reivindicaciones anteriores, para la obtención de material in vitro a partir de pocas plantas madre.
7. Uso del método de micropropagación descrito en las reivindicaciones anteriores, para la conservación ex situ de Iris boissieri Henriq.
8. Uso del método de micropropagación según la reivindicación 7, en el que los bulbos obtenidos en la etapa d) se pasan a un medio de cultivo fresco con la formulación completa de MS (Murashige & Skoog).
9. Uso del método de micropropagación según la reivindicación 7, en el que los bulbos obtenidos en la etapa d) se pasan al medio de cultivo descrito en la etapa d) pero sin agar ni reguladores de crecimiento, y añadiendo carbono activo (2 gr/L), a termoperiodo de 18 \pm 2ºC durante 16 h de luz y 10 \pm 2ºC durante 8 h de oscuridad, durante 8 semanas, tras lo cual se continúa con el resto de etapas descritas previamente, hasta finalizar el proceso.
10. Uso del método de micropropagación, según las reivindicaciones de 1 a 5, para la multiplicación hortícola de Iris boissieri Henriq., a partir de un callo.
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11. Uso del método según la reivindicación 10, en el que los bulbos obtenidos en la etapa d) se pasan a un medio de cultivo completo de MS (Murashige & Skoog), con el doble de concentración de vitaminas, al que además se añaden los reguladores de crecimiento ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4 D) (1 mg/L), kinetina (1 mg/L) y ácido 1-naftalén acético (NAA) (1 mg/L).
12. Uso del método según cualquiera de las reivindicaciones 10 y 11, en el que una vez se originan los callos, estos se pasan a un medio de cultivo fresco en las mismas condiciones que en la reivindicación 11, pero sustituyendo los reguladores de crecimiento por 6-bencil adenina (BA) (5 mg/L), durante 8 semanas a 18 \pm 2ºC a oscuridad constante, continuándose con el resto de las etapas descritas previamente, hasta finalizar el proceso.
13. Uso del método de micropropagación, según las reivindicaciones de la 1 a la 5, para la conservación de germoplasma in vitro, en el que los bulbos obtenidos en la etapa d) se conservan en oscuridad a 4 \pm 2ºC durante 24 meses, retomando posteriormente las etapas c) a f).
14. Uso del método de micropropagación, según las reivindicaciones de la 1 a la 5, para la obtención de plantas libres de virus y viroides, a partir de meristemos.
15. Uso del método según la reivindicación 14, en el que una vez aislado el meristemo, se pasa al mismo medio de cultivo que el descrito en la etapa b), además enriquecido con ácido 1-naftalén acético (NAA) (1 mg/L), retomado posteriormente las etapas c) a f).
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