Die vorteilhafteste Eigenschaft der Gewebekultur ist die Fähigkeit, „jedes Gewebestück von jedem Teil der Pflanze“ zur Züchtung einer anderen Pflanze zu verwenden. Weitere Vorteile sind die Produktion einer großen Anzahl von Pflanzen in kürzerer Zeit im Vergleich zu konventionellen Techniken, die Produktion von krankheitsfreien Pflanzen, usw.
Das Stück Pflanzengewebe, das auf das Wachstumsmedium gelegt wird, nennt man Explantat. Es ist zwar bekannt, dass jedes Pflanzengewebe zur Züchtung einer ganzen Pflanze verwendet werden kann, aber es gelten bestimmte Bedingungen! Es gibt nur eine Art von Pflanzengewebe, das nicht für die Anzucht aller Pflanzenarten in Gewebekulturen geeignet ist. Einige Faktoren bestimmen, welches Explantat für Ihre Kultur geeignet ist; durch die sorgfältige Auswahl gesunder Explantate für Ihre Kultur können Sie die Produktivität der Kultur um ein Vielfaches erhöhen.
Dieser Artikel erklärt, welche Art von Explantaten in der Gewebekultur verwendet werden und welche Faktoren bei der Auswahl der Explantate zu berücksichtigen sind.
Typen von Explantaten für die Gewebekultur
Alle Pflanzenteile können als Explantate für die Gewebekultur verwendet werden: Blätter, Stängel, ein Teil der Triebe, Blüten, Staubbeutel, Eierstöcke, einzelne undifferenzierte Zellen oder reife Gewebe. Die Zellen sollten jedoch in der Lage sein, sich zu entdifferenzieren und die Zellteilung wieder aufzunehmen, und Zytoplasma besitzen.
Einige Teile, wie die Wurzelspitze, werden selten als Explantate für Gewebekulturverfahren verwendet. Wurzelspitzen sind schwer zu isolieren und enthalten in ihrem Gewebe Mikroben, mit denen sie eine starke Assoziation eingehen. Außerdem haften an den Wurzeln Erdpartikel, die nur schwer zu entfernen sind, ohne einige Gewebe zu beschädigen.
Faktoren, die bei der Auswahl von Explantaten zu berücksichtigen sind
1. Alter des Organs, aus dem das Explantat stammt
Das Alter des Explantats ist ein wichtiger Faktor bei der Auswahl des richtigen Explantats. Forscher raten dazu, junge Teile als Gewebequelle für die Kultivierung zu verwenden, da jüngere Gewebe mit besseren physiologischen Reaktionen in der Laborforschung korrelieren. Da junge Gewebe neu erzeugt werden, eignen sie sich besser für den rauen Prozess der Oberflächensterilisation. Die Oberflächensterilisation ist ein Prozess, der das Gewebe potenziell beschädigen kann und dazu beiträgt, saubere Kulturen zu etablieren.
2. Wann das Explantat entnommen wurde
Die Jahreszeit, in der das Explantat entnommen wird, hat Auswirkungen auf seine Kontamination und Wachstumsreaktion in der Kultur. Verschiedene Jahreszeiten haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Explantate. Zum Beispiel sind Explantate (wie Knospen oder Sprossen), die im Frühjahr (während der Blütezeit) entnommen wurden, empfindlicher als Explantate, die im Winter (während der Ruhezeit) entnommen wurden.
Die ruhenden Explantate reagieren im Allgemeinen nicht auf die Kultur, d.h. sie müssen mehreren chemischen Behandlungen unterzogen werden, um sie für die Gewebezüchtung empfänglich zu machen. Außerdem steigt das Kontaminationsrisiko zum Winter hin.
3. Größe und Ort des Explantats
Kleine Explantate sind schwierig zu kultivieren und sprechen weniger an als größere Explantate. Größere Gewebestücke enthalten genügend Nährstoffreserven und Wachstumsregulatoren, um ihr Wachstum in Kulturen zu stimulieren. Kleinere Explantate benötigen zusätzliche Komponenten, um die Kultur aufrechtzuerhalten.
Der andere Faktor, der über die Gesundheit der Kulturen entscheidet, ist die Quelle der Extraktion aus der Pflanze. Ein von Tran Thah Van (1977) veröffentlichter Bericht zeigt beispielsweise, dass je nachdem, ob die Explantate von der Basis, der Mitte oder der Spitze des Stängels entnommen werden, auch die Wachstumsregulatoren in den Explantaten variieren. Der Wachstumshormonspiegel der Explantate zeigt unterschiedliche In-vitro-Reaktionen.
4. Qualität der Ausgangspflanze
Die Gesundheit der Pflanze ist ein wesentlicher Faktor, der vor der Gewinnung des Explantats berücksichtigt werden muss. Forscher raten, Explantate von gesunden Pflanzen zu nehmen, im Gegensatz zu Pflanzen, die unter Nährstoff- oder Wasserstress stehen oder Krankheitssymptome aufweisen.
5.Zweck der Gewebekultur
Bevor Sie das Explantat für Ihre Kultur auswählen, sollten Sie überlegen, welchen Nutzen Sie aus der Kultur ziehen wollen. Je nach der gewünschten Reaktion variiert die Wahl der Explantate. Für die klonale Vermehrung zum Beispiel ist das geeignete Explantat ein lateraler oder terminaler Knospentrieb oder Spross; für die Kallusinduktion werden in der Regel Stücke des Keimblatts, des Hypokotyls, des Stängels, des Blattes oder des Embryos verwendet. Für die haploide Produktion werden Antheren oder Pollen kultiviert.
6. Pflanzengenotyp
Nicht alle Pflanzenarten reagieren gleichermaßen auf die Gewebekultur. Es gibt große Unterschiede zwischen verschiedenen Genotypen, Arten oder Sorten, so dass einige leicht zu kultivieren sind und andere nicht reagieren oder widerspenstig sind.
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- Smith, R. H. (2013). Explant Preparation. Plant Tissue Culture, 45-51. doi:10.1016/b978-0-12-415920-4.00004-9
- Kubota, C. (2001). Konzepte und Hintergründe der photoautotrophen Mikrovermehrung. Molecular Breeding of Woody Plants, Proceedings of the International Wood Biotechnology Symposium (IWBS), 325-334. doi:10.1016/s0921-0423(01)80089-7
- https://en.wikipedia.org/wiki/Plant_tissue_culture…
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