Gewebekultur für den Hanfanbau

Was ist eine Gewebekultur?

Bei der pflanzlichen Gewebekultur handelt es sich um eine seit ca. 30 Jahren zum Einsatz kommende Reihe von In-Vitro-Pflanzenreproduktionstechniken, die unter sterilen Bedingungen in einem voll ausgestatteten Labor durchgeführt werden müssen.

Einfach ausgedrückt kann man mit der Gewebekultur aus einer einzigen Zelle, mehreren Zellen oder Pflanzengewebe bzw. -organen eine Pflanze vollständig reproduzieren. Die sogenannten Explantate müssen hierfür in ein Nährmedium aus Agar gegeben werden, das je nach der zu reproduzierenden Sorte unterschiedliche Vitamine, Mikro- und Makronährstoffe sowie Sucrose enthält.

Auch wenn wir sie im letzten Post gesondert vorgestellt haben, ist die Mikrovermehrung eigentlich eine Gewebekultur-Technik, deshalb werden euch im Laufe dieses Artikels auch zahlreiche Parallelen auffallen. Sie wird generell mit Pflanzengewebe oder -organen durchgeführt, um eine große Anzahl von Pflanzen zu reproduzieren (Pflanzen mit dem gleichen Genom = Klone), dient also meistens der massenhaften Klongewinnung.

Mit der sogenannten Protoplastenkultur wiederum lassen sich neue Sorten entwickeln und transgene Pflanzen erzeugen, z. B. um krankheits- oder schädlingsresistente Pflanzen zu entwickeln. Das Erbgut der Einzelpflanze wird also mit einem bestimmten Ziel modifiziert. Mit der Embryokultur schließlich kann man die Wachstumsphase verkürzen, sodass man als Grower schneller ernten kann.

Die verschiedenen Techniken, die die Gewebekultur umfasst, haben alle denselben Zweck: Sie liefern sterile Sämlinge ohne Viren oder andere Krankheiten. Außerdem kann man mit ihnen Pflanzenarten komplett regenerieren, also den Erhalt seltener Arten sichern.

Wie bereits angemerkt, braucht man für die erfolgreiche Gewebekultur – egal, um welche Methode es sich handelt – unbedingt ein voll ausgestattetes, absolut sauberes Labor. Keime oder Bakterien sind tabu, schließlich reden wir hier von sterilen Bedingungen! So ein Labor, das natürlich eine ganze Stange Geld kostet, kann sich nicht jedermann leisten, ist aber für die Machbarkeit und den Erfolg solcher Verfahren einfach unerlässlich.

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3 Gewebekultur-Anwendungen

Die Gewebekultur wird unter anderem zur Haploidenzüchtung, Protoplastenisolation und Embryorettung eingesetzt.

• Haploidenzüchtung: Mit dieser Methode kann man von Gameten (Keimzellen) ausgehend identische Pflanzen erzeugen. Diese Zellen enthalten nur eine einfache Kopie des Erbguts, das aufgrund des doppelten Chromosomensatzes in einer Zelle sonst in doppelter Ausführung vorhanden ist. Bei der Regeneration kann der Chromosomensatz wieder verdoppelt werden. Der Vorteil ist, dass man auf diese Weise Reinzuchtlinien erhält, d. h. stabile Pflanzen, die reinerbig sind, da sie auf beiden Chromosomen dieselbe Erbinformation haben.
• Protoplastenkultur: Als Protoplast bezeichnet man die Pflanzenzelle ohne Zellwand. Gewonnen werden können Protoplasten mit verschiedenen Explantaten, d. h. Gewebe-Entnahmen, meist von den Blattspreiten der jungen Blätter. Per Protoplastenfusion können neue Elemente ins Erbgut gebracht, also bestimmte Eigenschaften modifiziert werden, um, wie oben erwähnt, beispielsweise die Widerstandfähigkeit gegen Erreger oder Schädlinge zu erhöhen. Außerdem können so wie gesagt auch neue Sorten entwickelt werden, was für Innovationen im Breeding sehr interessant ist.
• Embryokultur: Bei der Embryorettung wird ein Embryo frühzeitig entnommen und in vitro weiterkultiviert, um bei interspezifischen Kreuzungen Wachstumsblockaden durch das Muttergewebe zu vermeiden. Zudem wird diese Methode zur Beschleunigung der Wachstumsphase eingesetzt.