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Gewebekultur und Mikrovermehrung im Reagenzglas

Ein winziges Gewebestückchen wird zur ganzen Pflanze


Beim Aufbau von Sterilkulturen wird der Erfolg neben den Kulturbedingungen vor allem durch die Auswahl des Explantats beeinflußt. Hierbei spielt der physiologische Zustand der Mutterpflanze sowie die Größe des Explantats eine Rolle. Beim Baumobst werden echte Meristeme selten verwendet, da ihre Überlebenschance sehr gering ist. Zur Vermehrung von Pflanzen bedient man sich kleiner Triebspitzen, die aus Knospen herauspräpariert werden können. Man spricht dabei von einem Meristem, wenn das Explantat eine Größe von 0,1 mm oder kleiner hat, während eine sogenannte Sproßspitze 0,2 - 0,4 mm groß ist.

Warum so klein?

In den Untersuchungen über die Virusverteilung innerhalb der Pflanze konnte man häufig feststellen, daß die Konzentration in den jüngeren Pflanzenteilen zur Sproßspitze hin absinkt bzw. keine Viren mehr entdeckt werden konnten. Diese Tatsache versucht man bei der Sproßspitzen- oder Meristemkultur auszunutzen, um krankheitsfreie Pflanzen zu bekommen. Es ist allerdings verständlich, daß die Prozedur mit dem Kleinerwerden des Explantats immer schwieriger wird, weil die Anzahl der zerschnittenen Zellen im Verhältnis zu den noch lebenden größer wird. Die absterbenden Zellen stören durch ihren eigenen Verwesungsstoffwechsel die Aktivität des übrigen Vegetationskegels zunächst empfindlich.

Die Sproßentwicklung

Der Vegetationskegel bzw. das Meristem muß Laubblättchen bilden, eine Streckung der Sproßachse durchführen und Seitenknospen anlegen. Die Explantate (eingesetzte Gewebesthckchen) entwickeln sich innerhalb von 3-4 Wochen zu einem kleinen Sproß. Dieser kann im nächsten Kulturschritt bewurzelt werden. Damit wäre die eigentliche Meristemkultur abgeschlossen. 

Die Vermehrungsphase

Man kann die Möglichkeit der schnellen Klonvermehrung im Glas ausnutzen. Die kleinen, wurzellosen Sprosse werden auf ein Medium gebracht, das Hormone, besonders Cytokinine enthält. Diese regen das Wachstum der Blattachselknospen an, indem sie die auxingesteuerte Spitzenförderung (Apikaldominanz) aufheben. Die ausgetriebenen Seitensprosse können abgetrennt und wiederum kultiviert werden. Damit beginnt die Vermehrung erneut. Aus einer Sproßspitze können im günstigsten Fall in einem Jahr 50 000 Pflanzen erzeugt werden.

 
Die Bewurzelung

Die so erzeugten kleinen Sprosse können entweder immer wieder einer weiteren Vermehrung zugeführt werden oder man beendet den Vermehrungszyklus und setzt die Sprosse auf ein neues Nährmedium. Sofern dieses eine für die Pflanzenart günstige Konzentration des Hormons Auxin enthält (meistens in der Form von Indolbutter-, Indolessig- oder -Naphtylessigsäure), bilden sich an der Sproßbasis kleine Wurzeln und die Pflanze ist endlich komplett. 

Die Anpassung an die "normale" Umwelt

Ein besonders kritischer Punkt der Gewebekultur ist die Rückführung der Pflänzchen aus dem Glas in normale Freilandbedingungen. Das Gewebe der invitro-Pflanzen ist überaus sensibel. Die Zellwände und die Kutikula sind noch sehr weich, so daß Trockenheit sowie Schädlinge starke Schäden hervorrufen können. Auch die Anpassung an Temperaturschwankungen, an eine intensivere Einstrahlung und die Umstellung vom Nährmedium zum gärtnerischen Substrat bereiten Probleme. Denn im Reagenzglas erhält die kleine Pflanze den Zucker, den sie als Baustoff und Energiequelle benötigt in ausreichender Menge aus dem Nährboden. Im Gewächshaus und im Freiland ist die Pflanze diesbezüglich auf sich allein gestellt; sie ist jetzt darauf angewiesen, den Zucker in Eigenleistung aus Kohlendioxid und Wasser aufzubauen (Photosynthese). Voraussetzungen fhr eine erfolgreiche Weiterkultur sind demnach: ein gut regelbares Gewächshaus, ein keimfreies Substrat mit optimaler Luft- und Wasserführung, der Einsatz von Sprühnebel oder Folie. Die insektensichere Weiterkultur der in Erde überführten Jungpflanzen ist unabdingbar, denn nur dadurch kann auch die Virusfreiheit erhalten bleiben.