Il salvataggio degli embrioni è una forma di coltura in vitro utilizzata per superare le difficoltà nella cultura convenzionale in una varietà di contesti.
Il salvataggio degli embrioni è una delle forme più antiche e di maggior successo di coltura in vitro , che viene utilizzata per aiutare lo sviluppo di embrioni vegetali che altrimenti potrebbero non sopravvivere e diventare piante vitali. Gli embrioni svolgono un ruolo importante nella moderna selezione vegetale e consentono il creazione di ibridi interspecifici e intergenerici di colture alimentari e ornamentali. Questa tecnica comporta l'alimentazione dell'embrione immaturo o debole, che gli consente di sopravvivere. Gli embrioni vegetali sono strutture multicellulari che hanno il potenziale per svilupparsi in una nuova pianta. Il metodo di salvataggio dell'embrione più utilizzato è chiamato "coltura dell'embrione" e prevede l'asportazione di embrioni vegetali e il loro posizionamento nel terreno di coltura . Il salvataggio degli embrioni viene spesso utilizzato per creare incroci interspecifici e intergenerici che normalmente produrrebbero semi abortiti. L'incompatibilità interspecifica nelle piante può verificarsi per molte ragioni, ma la maggior parte delle volte è l'aborto embrionale che si verifica. Nell'allevamento delle piante, gli incroci tra parenti geneticamente distanti possono produrre semi piccoli e gracili, che indicano che la fecondazione è avvenuta, ma che il seme non si sta sviluppando. Spesso, queste ibridazioni a distanza non riescono a sviluppare una normale riproduzione sessuale, quindi il salvataggio dell'embrione può aiutare a bypassare questo problema.
Salvataggio degli embrioni è stato attestato nel XVIII ° secolo , quando gli svizzeri naturalista Charles Bonnet (1720-1793), gli embrioni escisse di Phaseolus e Fagopyrum , li ha piantati nel terreno e le loro piante nane prodotte croce. Poco dopo, gli scienziati hanno cominciato a mettere gli embrioni in vari terreni nutritivi. Dal 1890 al 1904, i sistemi di salvataggio degli embrioni divennero sistematici attraverso l'uso di soluzioni nutritive contenenti sali e zuccheri e asepsi . La prima coltura di embrioni in vitro riuscita fu eseguita dal botanico tedesco, E. Hanning, nel 1904, ma descrisse problemi con embrioni precoci che producevano piantine piccole, deboli e spesso non vitali.
A seconda dell'organo coltivato, si può parlare di coltura di embrioni , ovuli o ovaie . La coltura dell'uovo , o coltura dell'embrione nell'ovolo , è una tecnica di salvataggio dell'embrione modificata in cui gli embrioni vengono coltivati mentre rimangono nelle loro uova per prevenire danni durante il processo di escissione. La coltura di ovaie o baccelli, invece, prevede l'utilizzo di un'intera ovaia in coltura in vitro. Diventa necessario asportare l'intero piccolo embrione per prevenire l'aborto embrionale precoce. Tuttavia, poiché è tecnicamente difficile isolare piccoli embrioni intatti, vengono spesso utilizzate ovaie con embrioni giovani o uova fecondate intere.
Gli embrioni vengono asportati manualmente e immediatamente posti in un terreno di coltura che fornisce i nutrienti appropriati per garantirne la sopravvivenza e la crescita. Mentre i processi per la disinfestazione e l'escissione di espianti differiscono tra le tecniche, i fattori che contribuiscono al successo del recupero delle piante vitali sono spesso simili. I principali fattori che influenzano il successo sono: il periodo di coltivazione, la composizione del mezzo di coltura, la temperatura e la luce. Il periodo corrisponde principalmente alla fase di maturazione dell'embrione prima dell'escissione. Il momento ottimale, soprattutto per il salvataggio di embrioni che comportano incroci incompatibili, sarebbe poco prima dell'aborto embrionale. Tuttavia, a causa delle difficoltà di crescita di embrioni giovani rispetto a quelli che hanno raggiunto la fase di sviluppo autotrofico , gli embrioni sono normalmente autorizzati a svilupparsi in vivo il più a lungo possibile. Mentre in generale due tipi principali di terreni sono più comunemente usati per gli studi sul salvataggio degli embrioni, vale a dire Murashige e Skoog (MS) e i mezzi B-5 di Gamborg, la composizione del terreno può variare in termini di concentrazione degli integratori necessari. Di solito dipende dallo stadio di sviluppo dell'embrione. Ad esempio, gli embrioni giovani richiedono un terreno complesso con un'elevata concentrazione di saccarosio , mentre gli embrioni più sviluppati possono generalmente crescere su un terreno semplice con un basso contenuto di saccarosio. I requisiti di temperatura e luce sono generalmente specifici della specie e quindi gli embrioni vengono solitamente mantenuti nello stesso intervallo di temperatura richiesto per le piante madri, con gli embrioni delle colture della stagione fredda che richiedono temperature inferiori a quelle delle piante della stagione calda.
La coltivazione di cellule, tessuti e organi, sia vegetali che animali, è possibile in un mezzo nutritivo artificiale in condizioni di laboratorio controllate. Molti prodotti desiderati, come ad esempio farmaci, vaccini, anticorpi monoclonali, possono essere ottenuti mediante coltura tissutale.