Die Hauptunterschied zwischen Mikropropagation und Gewebekultur besteht darin, dass die Mikrovermehrung ist die Produktion einer großen Anzahl von Pflanzen aus einem kleinen Pflanzenmaterial, während die Gewebekultur der erste Schritt der Mikrovermehrung ist, bei der Pflanzenzellen in einem künstlichen Medium gezüchtet werden und sie zu einer großen Anzahl von Pflänzchen entwickeln. Darüber hinaus erfordert die Mikrovermehrung eine Gewebekultur zur Vermehrung von Pflänzchen.

Mikrovermehrung und Gewebekultur sind zwei Arten von Techniken, die an der Produktion einer großen Anzahl identischer Pflanzen beteiligt sind.

Explantat, Meristem, Mikrovermehrung, Gewebekultur, vegetative Vermehrung

Was ist Mikropropagation?

Mikropropagation ist eine In-vitro-Technik der Gewebekultur, bei der hochwertige Klonpflanzen im großen Maßstab entwickelt werden. Bei der Mikropropagation wird die Spitze des Sprosses in einem Nähragarmedium unter dem Einfluss von Pflanzenhormonen gezüchtet. Die Sprossspitze besteht aus undifferenziertem meristematischem Gewebe, das unbestimmt wächst. Die zwei Hauptstadien der Mikrovermehrung sind die Gewebekultur und das Einbringen neuer Pflanzen in den Boden.

Abbildung 1: Auf den Boden übertragene Bananenpflänzchen

Die drei Hauptvorteile der Mikropropagation sind:

1. Neue Pflanzen anbauen – Mikropropagation ermöglicht die Produktion einer großen Zahl klonaler Pflanzen mittels Gewebekultur. Andere vegetative Vermehrungsmethoden können nur wenige Pflanzen gleichzeitig hervorbringen.
2. Produktion von krankheitsfreien Pflanzen – Die Mikropropagation nutzt das Meristem, das im Allgemeinen nicht von Pflanzenviren infiziert werden kann. Typischerweise verbreiten sich Pflanzenviren durch Gefäßgewebe, das nicht mit dem Meristem verbunden ist.
3. Vermehrung seltener Arten – Mikropropagation kann bei der Vermehrung von seltenen und gefährdeten Pflanzen sowie von Pflanzen mit Schwierigkeiten bei der Samenkeimung und Samenruhe eingesetzt werden.

Was ist Gewebekultur?

Gewebekultur ist die Technik, bei der ein kleines Fragment einer Pflanze (Explantat) in ein künstliches Nährmedium eingebracht wird, das ihre Funktion oder ihr Wachstum ermöglicht. Es gibt verschiedene Arten von Gewebekulturverfahren, die auf der Art des verwendeten Pflanzenmaterials basieren. Einige davon umfassen Impfkulturen, Embryokulturen, Kalluskulturen, Organkulturen und Protoplastenkulturen.

1. Saatkultur – Es wird für Pflanzen verwendet, die Schwierigkeiten bei der Samenkeimung haben, wie z. B. Orchideen. Samen werden kultiviert, um Sämlinge unter asketischen Bedingungen zu erzeugen.
2. Embryokultur – Sowohl reife als auch unreife Embryonen können kultiviert werden, um Sämlinge zu erhalten. Diese Methode eliminiert die Samenruhe aufgrund verschiedener Strukturen des Samens, wie z. B. chemischer Inhibitoren oder der Strukturen, die den Embryo überdecken.
3. Hornhautkultur – Kallus ist eine undifferenzierte Zellmasse, die entsteht, wenn das Explantat in einem Gewebekulturmedium kultiviert wird. Die Zellen eines Kallus können sich zu einem primordialen oder somatischen Embryo entwickeln.

   

   Abbildung 2: Hornhaut

4. Orgelkultur – Als Explantat können Pflanzenorgane wie Triebe, Wurzeln, Blätter oder Blüten verwendet werden, um die Strukturen oder deren Funktion zu erhalten.
5. Protoplastenkultur – Protoplasten sind die Zellen ohne Zellwand, die hauptsächlich für die Produktion transgener Pflanzen erzeugt werden. Sobald diese Zellen ihre Zellwände regenerieren, werden sie zu Kallus.

Die drei Hauptschritte der Pflanzengewebekultur sind:

1. Anfangsphase – Das Einbringen eines Explantats in das Gewebekulturmedium unter sterilen Bedingungen.
2. Multiplikationsphase – Neuaufteilung des Explantats im Gewebekulturmedium, wodurch mehrere Triebe entstehen. Dieser Schritt kann mehrmals wiederholt werden, um eine große Anzahl von Pflänzchen zu erhalten.

   

   Abbildung 3: Physcomitrella patens-Pflanzen auf einer Agarplatte

3. Wurzelbildung – Induktion der Wurzelbildung durch Einbringen von Pflanzenhormonen in das Gewebekulturmedium.

Ähnlichkeiten zwischen Mikropropagation und Gewebekultur

Unterschied zwischen Mikropropagation und Gewebekultur

Definition

Mikropropagation bezieht sich auf die Vermehrung von Pflanzen durch Züchten von Pflänzchen in Gewebekultur und anschließendes Auspflanzen, während sich Gewebekultur auf die Technik der Erhaltung und Züchtung von Pflanzenzellen, Geweben oder Organen insbesondere auf künstlichem Medium in geeigneten Behältern unter kontrollierten Umweltbedingungen bezieht.

Schritte

Die zwei Schritte der Mikrovermehrung sind die Gewebekultur und das Einbringen neuer Pflanzen in den Boden, während die drei Schritte der Gewebekultur das Einbringen des Explantats in das Gewebekulturmedium, die Vermehrung und die Induktion der Wurzelbildung sind.

Bedeutung

Während durch Mikropropagation eine große Zahl klonaler Pflanzen erzeugt werden kann, ermöglicht die Gewebekultur auch transgene Studien, die neue Pflanzenstämme hervorbringen.

Abschluss

Mikropropagation ist ein praktischer Aspekt der Gewebekultur, bei der eine große Anzahl klonaler Pflanzen produziert wird. Es kann auch Klone der seltenen Pflanzen oder der Pflanzen mit Schwierigkeiten bei der sexuellen Fortpflanzung produzieren. Auf der anderen Seite ist die Gewebekultur eine Technik, die durch Mikrovermehrung verwendet wird, um neue Pflänzchen aus einem kleinen Stück Explantat zu erzeugen. Der Hauptunterschied zwischen Mikropropagation und Gewebekultur ist ihr Zweck.

Referenz:

1. Cornell, Brent. "Mikroausbreitung." BioNinja, hier erhältlich2. Anderson, Hayley. „Gewebekultur – Typen, Techniken und Prozesse.“ MicroscopeMaster, hier erhältlich

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „Bananenpflänzchen, die aus Pflanzenmedien auf den Boden (mit Wurmkompost) übertragen wurden“ Von Joydeep – Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia 2. „Callus1“ Von Igge – Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) Hier erhältlich 3. „Physcomitrella wächst auf Agarplatten“ Von Sabisteb – Anja Martin vom Ralf Reski Labor (CC BY-SA 1.0) Hier erhältlich