Tissue Culture

Tissue Culture
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Gewebekultur (Tissue Culture) ist das Wachstum von Geweben oder Zellen in einem kĂŒnstlichen Medium, das vom Elternorganismus getrennt ist. Diese Technik wird auch Mikropropagation genannt. Dies wird typischerweise durch die Verwendung eines flĂŒssigen, halbfesten oder festen Wachstumsmediums wie BrĂŒhe oder Agar erleichtert.
Quelle: Tissue Culture
Weitere Infos: pflanzliche Gewebekultur

Dadurch, dass wir fĂŒr den Pflanzenschrank und den Dachgarten immer wieder Pflanzen vermehren möchten, haben wir uns nun auch mit Tissue Culture befasst. Einige Pflanzen können durch Samen, oder Stecklinge vermehrt werden, bei anderen wird es kompliziert... Tomatenzweige können beispielsweise einfach abgeschnitten und in einem Glas Wasser wieder bewurzelt und somit vermehrt werden.

Interessant ist auch das Vermehren von tropischen Pflanzen wie Monstera oder Philodendron, da selbst große Produzenten damit Schwierigkeiten haben. In der Fachliteratur wird schnell der Eindruck vermittelt, dass zum Anlegen von Gewebekulturen ein gut ausgestattetes Labor nötig ist - alleine zum sterilen Arbeiten. Entsprechend wollten wir unsere eigenen Erfahrungen machen :)

Ein weiterer Vorteil ist das Konservieren. Die Pflanzen wachsen vor allem am Anfang nur sehr langsam und können so ggf. die Wintermonate einfach ĂŒberbrĂŒcken. Eventuelle Krankheiten gehen dabei meistens verloren, da keine infizierten Zellen ĂŒbernommen werden und die OberflĂ€chen intensiv gereinigt wird, bevor diese in den sterilen Container wachsen dĂŒrfen.

Tissue Culture bringt aber vor allem einen großen Effekt mit: das Multiplizieren. Hier werden Hormone verwendet, die eine Zellteilung bewirken. Entsprechend vervielfĂ€ltigt sich das Pflanzenmaterial auf engstem Raum. Nach einigen Monaten können diese kleinen PflĂ€nzchen voneinander getrennt und individuell weiter hochgezogen werden. So können aus einem kleinen StĂŒck Pflanzenmaterial schnell hunderte Pflanzen entstehen.

Gesagt, getan. Als Erstes brauchen wir passende BehÀlter, NÀhrstoffe, Hormone, einiges an Werkzeug/Maschinen und viel Geduld.

Als BehĂ€lter haben wir uns fĂŒr PP entschieden, da dieses Material Mikrowellenfest ist und wir momentan keine andere Möglichkeit zur Sterilisation und Erhitzung haben. Um das Pflanzenmaterial zu reinigen, haben wir H2O2 (Wasserstoffperoxid) beschafft und legen die geschnittenen Pflanzen in 6%-haltige Lösung fĂŒr einige Minuten ein.

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Pflanzenmaterialien sterilisieren in H2O2

Wir nutzen Makro & MikronÀhrstoffe wie beschrieben nach Murashige & Skoog (1962) sowie Vitamine wie beschrieben nach Linsmaier & Skoog (1965).
Und enthÀlt zusÀtzlich:
 Natriumdihydrogenphosphat (147,5 mg/l)
 Adenin-Hemisulfat Monohydrat (80 mg/l)
 2iP (30 mg/l), IAA (0.3 mg/l) nach Huang and Murashige (1977)

Die MS-Lösung enthĂ€lt vor allem Makro- & MikronĂ€hrstoffe, die unabdingbar zum Pflanzenwachstum sind. Die LS-Lösung erweitert alles um Vitamine, die ebenfalls sehr nĂŒtzlich sind.
Natriumdihydrogenphosphat dient hier als Pufferlösung, das Adenin-Hemisulfat Monohydrat und 2iP haben eine Cytokininwirkung und bewirken das Strecken der Pflanzen sowie die Zellteilung.

Die oberhalb erwÀhnten Bestandteile sind in einem Pulver in korrektem VerhÀltnis bereits vorhanden und machen das Dosieren erheblich leichter. Im Folgenden nenne ich diese Mischung MSA (Murashige & Skoog - Type A).

Um einen halben Liter NÀhrstofflösung anzumischen, nutzen wir:
 500 ml Wasser
 2 g MSA
 15 g Zucker
 5 g Agar
 1 g PPM
 sehr wenig PH-Regulator (PhosphorsĂ€ure)

Der Zucker dient als NĂ€hrstoff fĂŒr die Pflanze. Agar ist quasi Gelatine und bewirkt das Andicken der FlĂŒssigkeit unter erhöhter Temperatur.

Wir mischen alles mit unserer Standbohrmaschine zusammen und rĂŒhren bei 800U/min eine Viertelstunde um. Der Zucker und die anderen Bestandteile lösen sich im Wasser auf. Danach fĂŒllen wir die FlĂŒssigkeit in die BehĂ€lter aus PP. In unserem Fall sind es etwa 5 ml pro Becher. Die FlĂŒssigkeit wurde auf PH 6.0 reguliert, da aus unserem Wasserharn PH 7.8 kommt und die Mineralien hier nicht PflanzenverfĂŒgbar wĂ€ren.
Ist alles schön verteilt, kommen die BehĂ€lter in die Mikrowelle. Auf 800 W so lange drehen lassen, bis die FlĂŒssigkeit kocht (hier ggf. destilliertes Wasser verwenden, da es nicht ausgast beim Kochen). Durch das starke Erhitzen sterben alle Bakterien ab und das Agar kann seine Arbeit beginnen. Nun sind die BehĂ€lter geschlossen, heiß und steril.

Um das Pflanzenmaterial halbwegs sicher in die sterilen BehĂ€lter zu bekommen, nutzen die Profis im Labor eine Sterilwerkbank. Da diese GerĂ€te jedoch sehr kostspielig sind und das Projekt "Tissue Culture" mehr aus Interesse begonnen wurde, haben wir kurzerhand selbst eine Umgebung geschaffen, in der ein linearer Luftzug geht, welcher zuvor gefiltert wurde. Dazu haben wir zwei LĂŒfter, eine Kiste und Filter aus dem Staubsaugerbereich verbaut:

Hier können dann die BehĂ€lter vorsichtig geöffnet werden, ohne dass ggf. kontaminierte Umgebungsluft eindringen kann und Bakterien in die sterile Umgebung tragen. Die HĂ€nde sollten desinfiziert worden sein, oder besser noch mit Handschuhen ĂŒberzogen. Das Pflanzenmaterial wird dann möglichst zĂŒgig in die BehĂ€lter gesteckt, geschlossen und dann unter kĂŒnstlichem Licht mit min. 14 Stunden Helligkeit pro Tag beleuchtet. Dann heißt es warten ...

first try (Juli 2023)

NatĂŒrlich ergibt es Sinn, direkt mehrere BehĂ€lter zu befĂŒllen. Nicht alle BehĂ€lter mĂŒssen auch mit Pflanzenmaterial besetzt werden. Die nur mit der Lösung befĂŒllten BehĂ€lter können auch lange archiviert und spĂ€ter genutzt werden.

Im folgenden Bild sieht man das interessante Ergebnis:

1 Woche spÀter

Bereits nach einer Woche zeigt sich, ob gut gearbeitet wurde und keine Bakterien hineingetragen wurden. Und naja... das war wohl nichts.
Die linken Dosen sind noch recht hell und wurden nur etwas milchig. Die Dosen rechts im Bild sind alle von Schimmel befallen. Gut das hier weder was hinein noch heraus kann.

Nach mehreren Versuchen und unterschiedlichen Arten zu sterilisieren, haben es ein paar Dosen geschafft:

Hier sehen wir drei unterschiedliche Pflanzen, die es geschafft haben. Kein Schimmel & Wachstum :-) Jetzt heißt es "umtopfen".

In der Zwischenzeit konnten wir eine abgeschriebene Sterilwerkbank aus Recklinghausen bekommen:

Vielen Dank an dieser Stelle an den Campus Recklinghausen! :)

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Solltet auch ihr Lust haben und euch in Tissue Culture versuchen, kontaktiert uns gerne, kommt vorbei & bringt Pflanzenmaterial mit! 

FĂŒr die Zukunft besorge ich noch einen Schnellkochtopf, der uns als Autoklav dienen soll und das Sterilisieren deutlich vereinfacht und gleichzeitig erheblich verbessert, da wir auch andere Materialien als PP nehmen können - z.B. auch Glas.