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Pflanzengewebekultur

Isolierung von Pflanzenzellen und -geweben mittels Gewebekultur

Die Gewebe- und Zellkultur von Pflanzen befasst sich mit dem sterilen Wachstum und der in vitro-Vermehrung von Pflanzenzellen, Geweben und Organen. Pflanzenzellen, die mit Nährmedien in einer künstlichen Umgebung kultiviert werden, können in großem Maßstab klonal vermehrt werden, um ausgereifte und krankheitsfreie Pflanzen schneller zu erzeugen. Qualitativ hochwertiges, einheitliches Pflanzmaterial kann für Anwendungen in der molekularen Gentechnik, der Pflanzenzüchtung, der Produktion im Gartenbau und im Umweltschutz schnell vermehrt werden. Diese Materialien können auch für die Pflanzenforschung, Phykologie und pharmazeutische Forschung verwendet werden.

Bei vielen gängigen Verfahren der Pflanzenzellkultur wie Saatgutkultur, Meristemkultur, Kalluskultur, Knospenkultur und anderen Kulturen werden die Gewebe auf ein Gelsubstrat wie Murashige-Skoog-Medium (oft MS-Medien, MSO oder MS0 genannt) oder Gamborg B5-Medium aufgebracht. Die Gewebe können auch in ein flüssiges Medium gegeben werden, wie es bei der Zellsuspensionskultur der Fall ist. Die Formulierung der Pflanzenkulturmedien kann Makronährstoffe, Mikronährstoffe, Vitamine und organische Supplemente, Aminosäuren und Stickstoffsupplemente, Pflanzenwachstumshormone und Pflanzenwachstumsregulatoren (PGR) enthalten und hängt von den spezifischen Anforderungen der Pflanzen ab.

Jüngste Entwicklungen in der Biotechnologie und der Pflanzenforschung haben die Verfahren zur Kultivierung von Pflanzengewebe und -zellen verbessert.


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Isolierung und Expansion von Pflanzenzellen und -gewebe

Screening von Pflanzenpathogenen für den Artenschutz

In jeder Phase des Gewebekulturprozesses kann es zu einer mikrobiellen Verunreinigung kommen, die verheerende Auswirkungen auf die Bemühungen um den Erhalt wichtiger Arten haben kann. Bei gefährdeten, bedrohten und seltenen Pflanzenarten werden sorgfältige Gewebekulturtechniken eingesetzt, um aus begrenzten Ausgangsproben in kurzer Zeit Material mit einem hohen Vermehrungskoeffizienten und einer raschen Expansion zu erzeugen. Das Screening auf Krankheitserreger kann erhebliche Verluste in Mikrovermehrungssystemen verhindern, die Produktionseffizienz steigern und die Qualität von Schutzbemühungen verbessern. Pflanzliche Gewebekulturmedien, die ein Pathogen-Screening beinhalten, können zur Diagnose, Behandlung oder Vorbeugung künftiger Kontaminationen beitragen und eine schnellere Produktion von reifen und krankheitsfreien Pflanzen ermöglichen.

Optimierte Pflanzenwachstumsregulatoren für die pharmazeutische Entwicklung

Pflanzliche Sekundärmetaboliten bestehen aus komplexen phytochemischen Bestandteilen, die schützende oder nicht essentielle Funktionen für die Pflanzen haben, aber für den Menschen von erheblichem medizinischen Wert sein können. Wenn sie im idealen Entwicklungsstadium eingesetzt werden, können Auslöser wie Pflanzenwachstumsregulatoren (PGR) das Zellwachstum fördern und sekundäre Stoffwechselwege auslösen, die die pflanzliche Regulierung der Phenol- und Flavonoidsynthese anregen. Aus Pflanzen gewonnene Produkte wie Aromen, Duftstoffe, Alkaloide, Pigmente und Arzneimittel sind sehr wertvoll. Pflanzengewebekulturtechniken können eine kosteneffiziente, nachhaltige und kontrollierte Produktion dieser Produkte ermöglichen, die Markteinführung beschleunigen und kommerzielle Anwendungen vorantreiben.

Isolierung und Kultivierung von Protoplasten zur Verbesserung von Nutzpflanzen

Techniken für die Pflanzengewebekultur können in der Pflanzenzüchtung eingesetzt werden, um den wachsenden weltweiten Nahrungsmittelbedarf zu decken. Die Isolierung und Kultivierung von Protoplasten ermöglicht es den Pflanzenzüchtern, die Herausforderungen der traditionellen Züchtung zu überwinden und den Gentransfer zu erleichtern, der die Prüfung auf erwünschte Merkmale ermöglicht. Protoplasten sind Zellen ohne Zellwände, die in pflanzlichen Gewebekulturen verwendet werden können, um ganze Pflanzen aus einer einzigen Zelle zu regenerieren. Bei der Verbesserung von Kulturpflanzen zur Steigerung von Qualität, Quantität und Effizienz in der landwirtschaftlichen Produktion können trotz der Unverträglichkeitsprobleme in der traditionellen Pflanzenzüchtung die gewünschten Hybride durch Protoplastenfusion, -isolierung und -kultur realisiert werden.




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