Stichworte zur Vorlesung biol158
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Stichworte zur Vorlesung biol158 SS2009 ___________________________________________________________________ Definition Gewebekultur Pflanzenmaterialien für die Gewebekultur. ganze Pflanzen und Embryonen Organe, u.a. Adventivsprosse Gewebe wie Meristeme Einzelzellen Protoplasten Kallus Definition Kallus Primäre Meristeme (SAM, RAM) und sekundäre Meristeme (Kambien) Plastizität und Totipotenz von Pflanzenzellen Mikropropagation, klonale Vermehrung Vorteile: Klone krankheitsfreie Pflanzen Zeitersparnis Vermehrung von anders nicht vermehrbaren Pflanzen Warum war die Vermehrung von Orchideen ein Problem? Medien für die Gewebekultur essentielle Elemente bzw. anorganische Ionen o Makronährstoffe: N, P, C o Mikronährstoffe o Eisenquelle in Verbindung mit EDTA organische Zusätze: Vitamine und Aminosäuren Kohlenhydratquelle Gelierungsmittel Agar Agarose Gellan Gummi Wachstumsregulatoren Auxin o Natürlich: IAA o Synthetisch: 2,4-D, NAA Cytokinine o Natürlich: Zeatin o Synthetisch: BAP, Kinetin - Gibberelline: GA3 Verhältnis von Auxinen/Cytokininen: hoch: Wurzel niedrig: Sproß intermediär: Kallus ___________________________________________ Mikropropagation mit Achselknospen Voraussetzungen: Aufhebung der apikalen Dominanz Vermeidung von Ruhestadien Wie kann apikale Dominanz aufgehoben werden? Cytokinine Entfernung der Sprossspitze Verwendung von Einzelknoten Welchen Vorteil hat eine Meristemkultur in Verhleich zu einer Sprossspitzenkultur? pathogenfrei, weil keine Interzellularen Gewebekultur im engeren Sinn wird nicht mit ganzen Pflanzen oder Samen gemacht, sondern mit Explants. Definition Explant Verschiedene Kulturtypen: 1. Kalluskultur 2. Zellsuspension 3. Einzelzellkultur 4. Protoplastenkultur Kalluskulturen Was ist Voraussetzung zur Erzeugung einer Kalluskultur? Verwundung Warum muß man Kallus von Explant entfernen? Was versteht man unter Habituation eines Kallus? Welche beiden Kategorien des Kallus kann man unterscheiden? Welchen dieser beiden Typen nimmt man zur Herstellung von Zellsuspensionen? Zellsuspensionen: Was ist eine batch-Kultur? Wie sieht ihre Wachstumskurve aus? In welcher Phase produziert eine solche Kultur Sekundärmetabolite? Welche Kulturtypen werden zur Produktion von sekundären Pflanzeninhaltsstoffen eingesetzt? Zellsuspensionen Kalluskulturen Wurzelkulturen (hairy roots) Beispiel für Produkte: Shikonin, Nikotin, Chinin, Digitoxin Herstellung einer Wurzelkultur durch Infektion mit Agrobacterium rhizogenes ___________________________________________________________________ Protoplasten Definition: zellwandlose Pflanzenzelle Herstellung mithilfe von Pektinasen, Hemicellulasen, Cellulasen zu geringer osmotischer Wert: zu hoher osmotischer Wert: Protoplasten platzen Protoplasten schrumpfen Osmotika: Mannit, Saccharose Überprüfung der Entfernung der Zellwand: Calcofluor White Vitalitätsnachweise: Cytoplasmaströmung Fluoreszeindiacetat (Fluoreszenz im Cytoplasma) Somatische Embryogenese – Bildung von Embryoiden (Adventivembryonen) Unterschiede zur Bildung zygotischer Embryonen: keine Leitungsbahnen-Verbindung zur Unterlage andere Teilungen am Anfang Embryoide regenerieren in Gewebekultur zu ganzen Pflanzen (unterschiedlich zu Organogenese) Induktion von Embryoidkulturen. hohe Konzentration von 2,4-D Künstliche Samen Praktische Anwendung von Protoplasten in der Neuzüchtung: Somatische Hybridisierung, Beispiel Tomoffel Methoden der Protoplastenfusion: - PEG Elektrofusion mit Mikromanipulator ___________________________________________________________________ Somaklonale Variation Mutationen, allgemein chromosomal DNA-Sequenzänderungen chemische Mutagenese physikalische Mutagenese Mutationen in der Gewebekultur karyologische Analyse molekulare Analysen, RFLP Basenanaloge alkylierende Agentien Röntgen, Gamma, UV Anwendung von Gewebekultur bei der Herstellung von transgenen Pflanzen Methoden: 1. Transformation mit Agrobacterium tumefaciens Ti-Plasmid mit T-DNA und Vir-Operon 2. Direkter Gentransfer: Biolistik mit Partikelkanone (Plasmide zur Ummantelung von Goldpartikeln) PEG-Behandlung von Protoplasten Elektroporation Silikonfasern Konstitutive Promotoren zur Pflanzentransformation: 35S- Blumenkohl-Mosaikvirus-Promotor Aktinpromotor Ubiquitinpromotor
