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2025-11-23T10:18:57Z

Vitamine

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[[Datei:FA Geisenheim22.jpg|miniatur|''In-vitro''-Kultur von [[Weinreben]].]]
[[Datei:Physcomitrella growing on agar plates.jpg|miniatur|[[Axenische]] ''In-vitro''-[[Kultivierung]] von ''[[Physcomitrella patens]]'' auf [[Agar]]platten ([[Petrischale]], 9 cm Durchmesser)]]
'''Pflanzliche Gewebekultur''' umfasst alle Methoden der [[Klonen|Klonierung]] von pflanzlichen Zellen für bestimmte Zwecke unter ''[[In vitro|In-vitro]]''-Bedingungen. Man macht sich dabei die prinzipielle [[Totipotenz]] jeder Pflanzenzelle zunutze. Ziel ist dabei, aus einem Explantat (in der Regel ein Stück pflanzliches Gewebe) eine vollständige und genetisch identische [[Pflanze]] (Klon) zu erzeugen. Dabei vermehren sich die Zellen des Explantats in einer [[Sterilisation|sterilen]] Umgebung auf einem [[Nährmedium]] unter Zugabe von [[Pflanzenhormon]]en und Licht und bilden im Rahmen einer [[Adventivbildung|Adventivorganogenese]] [[Wurzel (Pflanze)|Wurzeln]] und [[Blatt (Pflanze)|Blätter]] aus.

Die pflanzliche Gewebekultur ist ein wichtiger Bestandteil in der Phytosanierung und Pathogenfreiheit von Pflanzen für die [[Pflanzenvermehrung|Massenvermehrung]] von Pflanzen, die sich entweder mit herkömmlichen Vermehrungsmethoden schwieriger (beispielsweise die meisten Vertreter der [[Orchideen]]) oder aber mittels der pflanzlichen Gewebekultur in großen Mengen ökonomischer vermehren lassen (beispielsweise [[Usambaraveilchen]]). Bei vielen Pflanzenarten ist die pflanzliche Gewebekultur die einzige Möglichkeit, pathogenfreie ([[Viren]], [[Bakterien]]) Jungpflanzen zu erzeugen. Ein weiteres Einsatzfeld liegt in der [[Pflanzenzüchtung]], wobei es hier Überschneidungen mit der pflanzlichen Einzelzellkultur geben kann.

== Etablierung ==
Zunächst müssen die Explantate desinfiziert werden, um eventuell anhaftende [[Pilze]] und [[Bakterien]] abzutöten. Hierzu verwendet man häufig [[Natriumhypochlorit]], [[Wasserstoffperoxid]] oder [[Quecksilber(II)-chlorid]]. Anschließend werden die Pflanzen auf ein individuell geeignetes [[Nährmedium]] gesetzt. In den folgenden Tagen müssen die Gefäße [[Bonitur|bonitiert]] und bei Bakterien- oder Pilzbewuchs aussortiert und verworfen werden.

== Vermehrung ==
Zur Vermehrung werden die aus dem Primärexplantat entstehenden Pflanzen auf spezielle Festnährmedien wie beispielsweise das [[Murashige-Skoog-Medium]] (MS) gesetzt. Diese enthalten neben den üblichen [[Nährstoff (Pflanze)|Makro-, Mikronährstoffen]] und verschiedenen [[Vitamin]]en auch [[Phytohormon]]e in Form von [[Auxine]]n oder [[Cytokinine]]. Es können auch Gewebestücke wie [[Kallus (Botanik)|Kallus]] in einem Flüssigmedium untervermehrt und dann zur [[Organogenese]] auf ein Festmedium transferiert werden. Vor allem mittels Auswahl und Dosierung einzelner Phytohormone kann dann die Organogenese der In-vitro-Pflänzchen gesteuert werden, sodass Pflanzen in der In-vitro-Kultur in gewissem Umfang vermehrt werden können.

=== Bestandteile des sterilen Nährmediums ===
Die pflanzlichen Gewebekulturen werden auf einem sterilen und speziell an die artspezifischen Ansprüche der zu vermehrenden Pflanze angepassten Nährmedium kultiviert. Grundsätzlich besteht das Nährmedium immer aus destilliertem und gereinigtem Wasser, Makro - und [[Mikronährstoff (Medizin)|Mikronährstoffen]], einer [[Kohlenstoff]]quelle, Vitaminen, Phytohormonen und dem pflanzlichen Geliermittel [[Agar]].<ref>{{Internetquelle |autor=Garnelen-Guemmer |url=https://www.garnelen-guemmer.de/blog/wasserpflanzen-lexikon/in-vitro-pflanzen |titel=In vitro Pflanzen - sterile Aquarienpflanzen aus dem Labor |sprache=de |abruf=2023-04-24}}</ref>

==== Makronährstoffe ====
Zu den in sterilen Nährmedien verwendeten Makronährstoffen zählen die Elemente [[Stickstoff|Stickstoff (N)]], [[Phosphor|Phosphor (P)]], [[Kalium|Kalium (K)]], [[Calcium|Calcium (Ca)]] und [[Magnesium|Magnesium (Mg)]]. Alle Makronährstoffe sind an einem gesunden Pflanzenstoffwechsel beteiligt und für ein gesundes Wachstum der In-vitro-Pflanzen notwendig.

==== Mikronährstoffe ====
Die wichtigsten in der In-vitro-Vermehrung von Pflanzen eingesetzten Mikronährstoffe sind Eisen (Fe), Mangan (Mn), Zink (Zn), Bor (B), Kupfer (Cu) und Molybdän (Mo). Eisen und Zink werden oftmals [[Chelatierung|chelatiert]] zugesetzt. Eine zu geringe Konzentration oder das Fehlen eines dieser Elemente in dem verwendeten Nährmedium würde zu nährstoffbedingten Mangelerscheinungen und zu Ertragseinbußen führen.

==== Kohlenstoff ====
Aufgrund der Kultur in geschlossenen In-vitro-Behältern können pflanzliche Gewebekulturen nicht auf den atmosphärischen Kohlenstoff zurückgreifen. Als pflanzenverfügbare Kohlenstoffquelle wird daher Zucker, zumeist in Form von [[Saccharose]], in manchen Fällen auch in Form von [[Glucose]] oder [[Fructose]] zugesetzt.

==== Vitamine ====
Als [[Katalysator]] für Stoffwechselprozesse benötigen die In-vitro-Pflanzen Vitamine. Die wichtigsten in der Meristemkultur von Pflanzen eingesetzten Vitamine sind [[Thiamin]], [[Nicotinsäure]], [[Pyridoxin]] und [[Inosit|myo-Inositol]]. Dabei wird das Thiamin hauptsächlich für das Zellwachstum benötigt.

==== Phytohormone ====
[[Phytohormon]]e spielen in der In-vitro-Vermehrung eine wichtige Rolle und werden entsprechend der kultivierten Pflanzenart eingesetzt. Die gängigen Phytohormone [[Auxine]], [[Cytokinine]], [[Gibberelline]] und [[Abscisinsäure]] können gezielt zur Steuerung der Wurzel - und Sprossbildung eingesetzt werden.

== Siehe auch ==
* [[Zellkultur]]

== Literatur ==
* Edwin F. George, Michael A. Hall, Geert-Jan De Klerk (Herausgeber): ''Plant Propagation by Tissue Culture 3rd Edition. Volume 1. The Background.'' Springer Verlag, Dordrecht 2008. ISBN 978-1-4020-5004-6
* [[Franz-Christian Czygan]]: ''Möglichkeiten zur Produktion von Arzneistoffen durch pflanzliche Gewebekulturen.'' In: ''Planta med.'' Supplement 1975, S. 169–185.
* Thomas Miedaner: ''Grundlagen der Pflanzenzüchtung.'' DLG Verlag, Frankfurt 2010, ISBN 978-3-7690-0752-7
* Heinz Jansen, Elmar Bachthaler, Erich Fölster, [[Hans-Christof Scharpf|Hans-Christoph Scharpf]]: ''Gärtnerischer Pflanzenbau. Grundlagen des Anbaus unter Glas und Kunststoffen.'' 3. Auflage, UTB Ulmer Verlag, Stuttgart 1998, ISBN 3-8001-2731-8
* {{cite journal |last=Pazuki |first=Arman |last2=Sohani |first2=Mehdi | year=2013 |title= Phenotypic evaluation of scutellum-derived calluses in ‘Indica’ rice cultivars |language=en |url= http://aas.bf.uni-lj.si/september2013/08Pazuki.pdf |format=PDF |journal=Acta Agriculturae Slovenica |volume=101 |issue=2 |pages=239–247 |doi=10.2478/acas-2013-0020 |accessdate=2014-02-02}}
* [[Dieter Heß]]: ''Biotechnologie der Pflanze. Eine Einführung.'' UTB Ulmer Verlag, Stuttgart 1992. ISBN 978-3-8252-8060-4

== Weblinks ==
{{Commonscat|Plant tissue culture|Meristemvermehrung}}
* [http://gso.gbv.de/xslt/DB=2.1/SET=5/TTL=51/MAT=/NOMAT=T/CLK?IKT=1016&TRM=Gewebekulturen Verzeichnis wissenschaftlicher Arbeiten zum Thema „Gewebekulturen“ im GVK-Katalog]
* {{Webarchiv | url=http://www.gruene-biotechnologie.de/downloads/Gewebekultur_72DPI.pdf | wayback=20070928025318 | text=Gewebekultur als biotechnisches Verfahren in der Pflanzenzüchtung und Pflanzenvermehrung}} (PDF-Datei; 1,14 MB)
* [http://www.vdbiol-bw.de/rueckblick/erdbeer04.html Klonen von Erdbeerpflanzen], Artikel vom „Verband deutscher Biologen und biowissenschaftlicher Fachgesellschaften“
* [http://www.adivk.de/ Arbeitskreis deutsche In Vitro Kulturen]
* [http://www.baumpfingstrosen.de/Lexikon/Vermehrung.php Meristemvermehrung auf Baumpfingstrosen.de]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Pflanzenvermehrung]]
[[Kategorie:Zellkulturmethode]]

Pflanzliche Gewebekultur - Versionsgeschichte

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