Pflanzenkulturtypen und deren Etablierung
ZHAW Pflanzenzellkulturtechnik (Lektion 2)
ZHAW Pflanzenzellkulturtechnik (Lektion 2)
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Cartes-fiches
Welche Formen von PCTCs (pflanzenzell- und gewebekulturtechnik) gibt es?
Kalluskultur
Suspensionskultur
Hairy Roots
Embryokultur
Protoplastenkultur
Was sind Kalluskulturen? Wie wird Kallus gewonnen und was ist dazu notwendig?
- Gewebekultur
- bedingt eine vorgängige Oberflächensterilisation
Durch steriles verletzen von Pflanzenmaterial. Platzieren des Explanates auf einem festmedium (mit wachstumshormonen) und Inkubation (25°C, Petrischale, dunkel oder leichte Beleuchtung). Verdopplungszeit um 7 Tage bei sigmoidem Wachstum (bröckliger Kallus). Alle 3-4 Wochen subkulturen machen weil es ansonsten zu morphogenetischen Veränderungen kommt.
Wie erfolgt die Oberflächensterilisation von Pflanzenmaterial für Kalluskulturen?
Vorsterilisation: Reinigen mit Leitungswasser und Abreiben mit Ethanol
Sterilisation: Einlegen in 0.5% bis 10%ige Hypochloridlösung mit Zusätzen für 5-30 min.
Nachsterilisation: 3 maliges wachen mit sterilem Wasser
Verholztes Material zusätzlich Ultraschallbehandlung
Was bedeuten folgende Kalluskultur-Morphologien?
- weisser oder gelber kallus
- grüner oder roter Kallus
- brauner Kallus
- Harter Kallus
- Ohne Licht Inkubiert
- Mit Licht inkubiert
- höchste Zeit für Subkultur
- Problematisch: Lösung Methode nach Evans verwenden. Anwendung eines Festmediums mit erhöhter Auxinkonzentration, Zugabe von Pectinase in flüssiges Wachstumsmedium bzw. wiederholte Passagen in flüssigem Wachstumsmedium
Was ist eine Suspensionskultur
- in flüssigem Nährmedium kultivierte Kallusfragmente
- Zeigen Wachstumsraten über 10g/d Frischgewicht
- Verdopplungszeit von 0,5-5 Tage
- Subkulturen alle 8 bis 14 Tage
Wie wird aus einer Suspensionskultur eine subkultur gemacht? Wie kann es haltbargemacht werden (bis 6 Monate)?
- 1/3 Inokulum aus Stammkolben zu 2/3 frischem Wachstumsmedium geben
- Alle vierteljahre sigmoides Wachstum, genetische Stabilität für Wachstum und Produktbildung überprüfen
- Langzeithaltbarmachung (max. 6 Monate)
- T-Flasche mit 3-fachem Saccharosegehalt im Medium in Kühlschrank lagern
Was passiert wenn keine Subkultur gemacht wird?
- Zellteilung wird vermindert
- Zellelongation aktiviert → Änderung der Morphologie möglich
- Neigt zu genetischer Instabilität mit zunehmender Kultivierungszeit
Wann kommt es zu vermehrter Aggregatbildung in Suspensionskulturen? Was sind die Folgen
- Durch Sekretion extrazellulären Polysacchariden nach der Zellteilung
- in späteren Wachstumsphasen
Folgen
- Sekundärmetabolitproduktion unterstützen
- Kann Sauerstoff- und Nährstofflimitationen während des Wachstums verursachen
Was sind Hairy Roots und welche Merkmale haben solche Kulturen?
Sind auf Agar oder in Suspension wachsende, sterile Wurzeln
Merkmale
- Verdopplungszeit von 1 bis 8 d
- hoher Verzweigungsgrad
- hohe Konzentrationen von Wirkstoffen
- Langzeitstabile Wirkstoffproduktion (genetisch/biochemisch)
- benötigen nur einfache Nährmedien ohne Phytohormone
Wir wird eine Hairy Roots Kultur angelegt?
- Sterilisation
- Infektion eines Blatt- oder Stengel-explantats mit A. rhizogenes Stämmen (Ri-Plasmid wird übertragen und in Pflanzengenom integriert)
- Entwicklung eines Wurzelsystems an der Infektionsseite bei Kultivierung auf Agar-Platten
Welche Nachteile haben Kulturen mit Hairy-Roots? (Wirtschaftlich und Kulturell)
Wirtschaftlich
- Ablehnende Haltung zur Nutzung für kosmetische Produkte
Kulturell
- Morphologischer Charakter (hohe Gewebeintegrität) kompliziert ihre in vitro Kultivierung
Was sind Embryokulturen?
- Differenzierte Organkultur
- Somatische Embryonen
- direkte Embryogenese (aus Zelle oder Gewebe)
- indirekte Embryogenese (vorausgehende Kallusbildung)
Wasm sind Protoplasten? Für was sind sie Ausgangspunkt/basis?
- Zellen ohne Zellwand
- Ausgangsbasis für Regeneration über Stufen Kallus, Sprossbildung, Wurzelbildung und Pflanze
- Ausgangspunkt für Transformation pflanzlicher Zellen
