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1. Einleitung

In den letzten Jahren gewinnen die Automatisierung und Standardisierung des Pflanzenproduktionsprozesses zunehmend an Bedeutung. Insbesondere bei der Produktion von Cannabis ist es entscheidend, über einheitliches und krankheitsfreies Pflanzmaterial zu verfügen, um jegliche Pflanzenschutzmaßnahmen auf ein Minimum zu reduzieren und ein Endprodukt mit gleichbleibender Qualität zu gewährleisten. Aus diesem Grund entscheiden sich immer mehr Grower dafür, ihre Setzlinge aus in-vitro-vermehrtem oder gezüchtetem Material zu beziehen. Aber was bedeutet In-Vitro-Vermehrung und Gewebekultur überhaupt? Und wie wird es mit Cannabis gemacht? Das wollen wir in diesem Artikel genauer erklären.

In Vitro ist lateinisch und bedeutet „im Glas“ oder „im Glas“, daher ist es, wenn man es auf die Pflanzenproduktion bezieht, eine Technik, die Glasbehälter wie Petrischalen und Reagenzgläser als kontrollierte künstliche Umgebung für die Vermehrung von Pflänzchen verwendet. Dies steht im Gegensatz zur in-vivo („im Lebenden“) und in-situ („vor Ort“) Produktion, die im Gartenbau üblich sind.

Innerhalb der in-vitro-Produktion gibt es verschiedene Methoden und Wege, den gewünschten Explantattyp zu vermehren. Gewebekultur und Mikrovermehrung sind zwei Begriffe, auf die Sie wahrscheinlich stoßen werden, wenn Sie sich näher mit diesem Thema beschäftigen. Aber was genau ist der Unterschied zwischen diesen Begriffen?

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

Da sich der globale Markt immer mehr auf Pflanzen mit exakten Wirkstoffen verlässt, ist die Lieferung von konsistentem und pathogenfreiem Pflanzenmaterial entscheidend. In der Produktion von medizinischem oder Freizeit-Cannabis ist der Einsatz dieser Techniken ohnehin noch nicht weit verbreitet, da Stecklinge auch über die „normale“ vegetative Vermehrung produziert werden können, aber je höher der Automatisierungsgrad und die Anforderungen der Produzenten an die Sauberkeit werden, desto mehr rückt diese Methode in den Fokus. Neben der Möglichkeit, saubere Pflanzen zu produzieren, eignet sich die In-vitro-Kultur auch für eine platzsparende Anzucht, verbesserte Erträge durch wüchsige Pflanzen und zur Einsparung von Produktionskosten.

Die In-vitro-Kultur von Pflanzen eignet sich aber nicht nur für die Vermehrung, sondern ist auch für die Forschung und insbesondere für die Züchtung von großem Interesse. So können z. B. Krankheitserreger aus den Pflanzen eliminiert, Mutationen erzeugt und sterile Backups von seltenen oder schwer zu erhaltenden Pflanzen gesichert werden. Es gibt viele Möglichkeiten, die Gewebekultur und andere biotechnologische Methoden zu nutzen, und es gibt noch mehr zu entdecken.

2. Grundbegriffe der In-Vitro Produktion

2.1 Medium

2.1.1. Was ist Agar Agar?

Einige von Ihnen kennen es vielleicht als Gelatineersatz auf pflanzlicher Basis, und das ist fast derselbe Zweck, für den wir es verwenden werden. Das Verdickungsmittel basiert auf einem Galaktose haltigen Extrakt, der aus rot-violetten Meeresalgen gewonnen wird. Dies bringt die typische Nährlösung auf die richtige Konsistenz, die ein kräftiges Wachstum unterstützt, aber leicht von den Wurzeln durchdrungen wird, um die bestmögliche Entwicklung zu gewährleisten. Um die perfekte Agar-Mischung zu erzeugen, müssen wir sie in einem Verhältnis (je nach Quelle) von 1-2:100 zugeben. Dies führt zu einem nahezu vollständigen Festmedium. Wenn Sie unter anaeroben/flüssigen Bedingungen kultivieren wollen, können Sie die Konzentration einfach halbieren.

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Wieso nicht einfach Gelatine als Substitut verwenden?

Es gibt sie in verschiedenen Formen, aber die gebräuchlichsten sind Flocken, die mit Wasser und konstanter Wärmezufuhr gemischt werden müssen, bis sie vollständig homogenisiert sind. Diese Flocken sind leicht zu lagern und recht günstig zu bekommen. Wenn Sie das nötige Budget haben, gibt es vorgemischte/vorsterilisierte Versionen, meist in Flaschen abgefüllt, die sofort verwendet werden können, ohne dass man warten muss, bis die heiße Agarmischung abgekühlt ist. Der Abkühlungsprozess kann bis zu 30min pro Charge vor der Verwendung dauern.

Nicht nur die Darreichungsform unterscheidet sich, sondern auch die Zusatzstoffe. Viele Agarmischungen haben Zusatzstoffe für bestimmte Zwecke, da diese für alle Arten von Zellkulturen von menschlichen Zellen bis hin zu den Infektionskrankheiten verursachenden Escherichia colie verwendet werden.

Der Kartoffel-Traubenzucker-Agar zum Beispiel ist die am häufigsten verwendete Form für die kultur von Pilzen, insbesondere für Sorten wie Botrytis cinerea, auch bekannt als der gewöhnliche Grauschimmel. Ein anderer ist der Blutagar, der, wie der Name schon sagt, Tierblut enthält, um spezielle Mikroben zu untersuchen. Für die Gewebekultur ist der gängigste Typ der Standard-Galaktose-Agar in Kombination mit einer Nährstoffmatrix und einem Hormon, je nach Phase.

Die Standard-Nährlösung bei fast allen Zellkulturarbeiten ist das Murashige-Skoog-Medium, das einfache Aminosäuren, Nährsalze und Photosynthese Produkte (Saccharose) enthält, da die Pflanze in den meisten Fällen keine Photosynthese betreiben kann. Außerdem wird Inositol zugesetzt, um Pflanzenstress abzumildern, die Zellwände zu stärken und Phosphat zu speichern.

2.2 Hormone für die Pflanzengewebekultur – ist das überhaupt sicher?

Viele Mythen ranken sich um Pflanzenhormone, die meist von der Cannabis-Gemeinschaft „gefürchtet“ werden, da sie nur in der großflächigen Landwirtschaft eine echte Anwendung gefunden haben. Sie werden verwechselt und in den gleichen Eimer geworfen wie GVO und Glyphosat. Nicht, dass das schlechte Substanzen wären, aber das soziale Stigma um sie herum ist stark voreingenommen.

Die Hormone auf der anderen Seite sind fast identisch mit ihren natürlichen/pflanzlichen Gegenstücken, die fast alle physiologischen Reaktionen der Pflanze auf äußere Einflüsse wie die Bewegung der Sonne oder die Ausrichtung der Pflanze auf die Schwerkraft steuern

2.2.1 Auxin

 

Das erste dieser Phytohormone (Hormone in Pflanzen) ist für eine Vielzahl von Reaktionen auf Umweltstress verantwortlich. Die meisten Auxin-Derivate in der Pflanze und vom Menschen hergestellt basieren auf der Indol-3-Essigsäure. Diese Verbindung wird meist in der apikalen Region, die sich auf die Hauptwachstumsspitze der Pflanze bezieht, synthetisiert. Von dort aus wird sie über das Phloem und von Zelle zu Zelle durch das PIN 1-9 Transporter Protein transportiert.

 

Zu den grundlegenden Effekten gehören Wundreaktion, apikale Dominanz (der Hauptast ist der höchste), Photo-/Gravitropismus und es spielt eine wichtige Rolle bei der Fruchtentwicklung. Aber lassen Sie uns ein wenig tiefer in die Wechselwirkung von Auxin und die Anwendungsfälle eintauchen.

Die erste praktische Anwendung wäre die Induktion und Förderung des Wurzelwachstums. Dies ist der meistgenutzte Zweck und fast alle kommerziellen Bewurzelungsgele enthalten es. Aber nicht nur in der Cannabis-, sondern auch in der Blumenindustrie wird es überwiegend in ihren Bewurzelungs-SOPs verwendet.

Auch wir verwenden es, indem wir unseren Explantaten (Pflanzen unter In-vitro-Bedingungen) eine bestimmte Menge davon geben, um eine möglichst hohe Bewurzelungsrate zu erreichen.

 

Aber wie bei allem im Leben gibt es eine Grenze für das, was gut für die Pflanze ist. Eine übermäßige Anwendung dieser Substanz kann zu einer Wachstumshemmung und zum Absterben der Pflanze führen. Unkrautvernichtungsmittel wie 2-4-D basieren auf den synthetischen Gegenstücken von Auxin wie Indol-3-Buttersäure. Aber nicht nur schädliche Substanzen, sondern auch „gute“, wie z.B. gängige Bewurzelungsgele, basieren auf synthetischem Auxin.

„Natürliches“ Auxin findet sich in einer Vielzahl von Pflanzentrieben, insbesondere in denen des Weidenbaums.

2.2.2 Cytokinin

Das nächste Hormon in unserem Repertoire ist das Gegenstück zum bereits erwähnten Auxin. Diese Verbindung konzentriert sich auf das laterale Wachstum sowohl von Wurzeln als auch von Sprossen. Genauer gesagt ist das Verhältnis von Cytokinin zu Auxin der treibende Faktor für die Morphologie der Pflanze. Sie widersprechen sich nicht nur, sondern wirken bei der Beeinflussung der Zellen auch zusammen. Wenn nur Auxin appliziert wird, strecken sich die Zellen und werden groß, aber sie werden sich nicht ausdehnen oder differenzieren. Das Gleiche geschieht, wenn das Verhältnis 1:1 ist. Dies wird für die Kallusvermehrung oder Expansion verwendet.

Komplementär zu Auxin wird es in den Wurzeln synthetisiert und gelangt über Symplast und Apoplast zu den Sprossen. Die Produktion dieser Chemikalie wird durch zwei Arten von Reaktionsregulatoren reguliert. Der eine ist der B-Typ und der andere der A-Typ. Beide werden als Transkriptionsfaktoren angesehen, da sie die Produktion von Cytokinin entweder aktivieren oder stoppen, indem sie die Transkription der entsprechenden Genloci beeinflussen.

Mit diesem Wissen können wir die Morphologie der Pflanze dahingehend steuern, dass sie gedrungener wächst und so die interneodale Stapelung und die Raumnutzung erhöht.

Aber nicht nur der Platz kann effizienter genutzt werden, auch die Zeit, die durch das Brechen der Samenruhe eingespart wird, kann Zeit bei der Keimung von Samen für eine Phänohunt sparen. Die Dormanz wird durch Abscisinsäure induziert und durch die Erhöhung der Stoffwechselaktivität senkt das Cytokinin den Gehalt an Abscisinsäure im Samen. Es wird häufig bei Pflanzen eingesetzt, die nur schwer keimen können.

Der nächste Effekt könnte besonders für die Fotografen und Floristen unter euch interessant sein. Cytokinine können die Seneszenz, also den Verfall der Pflanzen, verzögern. Dies wird erreicht, indem die Synthese bestimmter Proteine erhöht und der Zerfall verlangsamt wird. Außerdem werden Nährstoffe aus dem umliegenden Gewebe in den behandelten Bereich gezogen. Es wird vermutet, dass ein Enzym für diese Wirkungen verantwortlich ist, aber ein wissenschaftlicher Konsens wurde noch nicht erreicht.

Bei der Anwendung von Cytokininen muss man zwischen den pflanzeneigenen, adeninbasierten Cytokininen wie Kinetin und Zeatin unterscheiden. Andere sind außerhalb von Pflanzen gefunden worden, basieren aber auf Phenylharnstoff. Diese übertreffen in bestimmten Pflanzen die Wirksamkeit des Cytokinins. Beispiele für diese Sorte sind TDZ und Diphenylharnstoff, die in der Landwirtschaft häufig eingesetzt werden

2.2.3 Gibberellinsäure

Eines der interessantesten Phytohormone ist das Gegenstück zur Abscisinsäure. Exogenes GA3 (Kurzform) ist ebenfalls für das Brechen der Dormanz verantwortlich, indem es die körpereigene Synthese von mehr GA3 aktiviert, was zu den dormanzbrechenden Faktoren beiträgt. Es wird vermutet, dass es sich dabei um eine Kombination aus wachstumsfördernden Hormonen (GA3, Cytokinin, Auxin etc.) und reduzierter Nährstoffeinlagerung im Endosperm handelt. Enzyme, vor allem α-Amylase, sorgen für die Verarbeitung von Zuckern und anderen Speichereinheiten. Ein weiterer einschränkender Faktor ist die Cuticula-Stärke des Samens.

Die Anwendung an einer erwachsenen Pflanze führt zu einer großen Streckung in allen Trieben. Dieses Prinzip wird auch in der Pflanzengewebekultur und bei der Virusreinigung eingesetzt. Dabei muss jedoch auf die Konzentration von GA3 geachtet werden, da eine hohe Menge zu einer unterschiedlichen Geschlechtsausprägung führt. Dieser Mechanismus wird häufig in der feminisierten Saatgutzüchtung verwendet, da er eine weibliche Pflanze in die Produktion von Pollen mit weiblichem Genom „umkehrt“. In noch größerer Konzentration kann es zur vollständigen Sterilisation des Exemplars führen. Die meisten Obstbauern, wie z.B. in der Zitrusindustrie, verwenden die Mechanik, um unerwünschte Samenentwicklung zu unterdrücken

 

Das heißt, wenn ein geschulter Gärtner mit einem strengen, durchdachten Regime GA3 in der Blüte anwendet, kann es die Blütenstandsmasse und die Trichomentwicklung erhöhen. Für Homegrower und Leute, die keinen Zugang zu diesen Chemikalien haben, ist Kelp/Seetang-Extrakt ein perfekter Allrounder, da er eine Vielzahl von Wachstumshormonen sowie Makro-/Mikronährstoffe enthält.

 

Die Verbindung wurde von japanischen Wissenschaftlern bei der Erforschung des Pilzes Gibberella fujikuroi entdeckt. Cytokinin ist ein sekundärer Metabolit des Pathogenitätsweges der Pilze auf Reispflanzen.

2.3 Grundlegende Werkzeuge für die Vermehrung in der Gewebekultur

2.3.1 Laminar Flow Hood

Sie ist einer der wichtigsten, wenn nicht der wichtigste Teil eines Kulturlabors. Die Laminar Flow Hood (LFH) stellt sicher, dass alle Schritte in einer sterilen Umgebung durchgeführt werden. Man unterscheidet zwischen normalen Strömungshauben und speziellen Modellen für die Arbeit mit mikrobiologischen Organismen. Die erste filtert die ein- und ausgehende Luft nicht, so dass der Arbeiter Aerosolen und Mikroorganismen ausgesetzt ist.

 

Deshalb verwenden wir in den meisten Fällen das zweite Modell. Diese LFH hat einen speziellen HEPA-Filter, bevor die Luft in die Haube gelangt. Nachdem sie eingetreten ist, kann sie auf zwei Arten verteilt werden. Vertikale Strömungshauben und horizontale Strömungshauben können leicht unterschieden werden, wie das Wort selbst erklärt

Alle Arbeiten, einschließlich der Anlage, müssen im Innenbereich durchgeführt werden, um mögliche Verunreinigungen fernzuhalten. Es ist daher von entscheidender Bedeutung, alle Bereiche im Inneren mit Ethanol (70%) abzuwischen und die Kulturgefäße auch außen zu reinigen, wenn sie in die sterile Umgebung eingebracht werden. Handschuhe und Hautschutzmittel sind ein Muss, wenn eine Massenvermehrung geplant ist. Zu Hause können Sie sich mit der Desinfektion Ihrer Hände und Arme bis zum Ellenbogen begnügen. Ein weiteres Problem ist Ihr Atem, da er oft Brotschimmelsporen und eine Vielzahl von Mikroorganismen enthält, die auf Gewebekulturmedium gedeihen.

Wenn es zu einer Infektion kommt und Sie keine Kopie/andere Möglichkeit haben, können Sie dem Medium Antibiotika hinzufügen, aber seien Sie sehr vorsichtig. Die meisten höheren Pflanzen sind resistenter gegen diese Verbindungen als die Mikroorganismen, aber das optimale Gleichgewicht ist sehr schwer zu erreichen. Ein weiterer Faktor ist der Unterschied zwischen den einzelnen Pflanzengenomen/Phänotypen, so dass vor der Zugabe von Antibiotika ein kultivierungsspezifischer Test erforderlich wäre.

2.3.2 Autoklaven

Wenn wir von Sterilisation sprechen, werden wir anschließend zu Autoklaven geführt. Diese laborzertifizierten Druckkocher sind ein unverzichtbares Hilfsmittel für die Reinigung von Glaswaren und gebrauchten Kulturgefäßen. Es gibt sie in verschiedenen Größen und Formen, die Sie spezifisch für Ihre Anwendung auswählen können.

Trotz der unterschiedlichen Formen ist der Mechanismus derselbe. Die Kammer wird über eine Vakuumpumpe evakuiert, um den Sterilisationsvorgang zu vereinfachen. Sie wird mit heißem Dampf befüllt und somit unter einen hohen Druck gesetzt, um die Reinigungswirkung zu erhöhen. Nach 15-20min ist die optimale Reinigungswirkung erreicht, d.h. der Inhalt kann entnommen werden. Achten Sie darauf, dass Sie ihn nicht mit bloßen Händen berühren, da er noch sehr heiß ist.

Außerdem sollten Sie den Autoklaven groß genug für den Betrieb, aber nicht zu groß für Ihre Chargengrößen dimensionieren, da dies zu unnötigen Kosten für Energie führt.

2.3.3 Magnetrührer

Dieses Gerät ist ziemlich einfach und braucht nicht viel Erklärung, aber es ist trotzdem lebenswichtig, dass wir darüber sprechen. Sie fragen sich wahrscheinlich, warum, und wir werden es in Kürze erklären. Nicht der Rührer an sich ist erklärungsbedürftig, sondern wie man ihn benutzt und wofür. Er ist die Basis eines guten Gewebekulturlabors, da er zum Mischen und Homogenisieren der Medienkomponenten verwendet wird, die wir bereits besprochen haben.

Jede Komponente hat einen spezifischen Siede-/Inaktivierungspunkt, den Sie beim Mischen berücksichtigen müssen.

Das Ziel ist es, den richtigen Kompromiss zwischen Löslichkeitsgeschwindigkeit und Erhalt der Wirksamkeit zu finden. Einige Substanzen, wie z. B. Hormonderivate, müssen nach dem Mischen + Autoklavieren des Mediums zugegeben werden, da sie nicht einmal den Autoklaviervorgang überstehen können.

Für diese Substanzen müssen Sie andere Möglichkeiten der Sterilisation in Betracht ziehen, wie z. B. Spritzenfilter oder spezielle Lösungsmittel.

Er ermöglicht die Herstellung großer Mengen an Medien, da er in Drehzahl und Temperatur voll einstellbar ist, wenn Sie eine beheizte Version haben. Achten Sie darauf, einen Rührstab von angemessener Größe zu wählen, da dieser die Homogenität Ihrer gemischten Substanz bestimmt.  Aber auch mit einem großen Rührstab stößt der Rührer an seine Grenzen, wenn das Mischgut zu zähflüssig ist. In diesem Fall würden wir zu einer mechanischen Alternative raten, da diese besser durchpflügen können. Beachten Sie dabei, dass Sie Ihr heißes, gemischtes Medium aus dem Gefäß schütten müssen, bevor es abkühlt, da sich der Rührstab danach nur schwer entfernen lässt.

2.3.3 Verbrauchsmaterialien

In diesem Kapitel geht es um Dinge, die wichtig sind, aber kein eigenes Kapitel bekommen haben, da es den Rahmen dieses Artikels sprengen würde.

Zum einen haben wir Ihre PSA wie Handschuhe, Masken, Laborkittel und Haarnetze. Diese sind besonders wichtig, wenn Sie ein großes Team und damit viele Vektoren von Kontaminationen/Schädlingen haben. Aber denken Sie daran, dass PSA nicht die Notwendigkeit beseitigt, die gesamte Arbeitsumgebung zu desinfizieren, bevor und nachdem Sie darin Explantate durchführen.

Ein weiterer wichtiger Punkt sind die Kulturgefäße. Diese sind das neue Zuhause für Ihre kleinen Klone und müssen ein ausreichend großes Volumen haben, um sie unterzubringen. Dies bezieht sich vor allem auf die Menge des Mediums, die eine Pflanze in ihrem Wachstumsstadium benötigt. Da es von Sorte zu Sorte große Unterschiede gibt, ist es am besten, damit zu experimentieren und genaue Tagebücher zu führen, um SOPs zu erstellen. Dies erfordert viel Zeit, Energie und Arbeit, also bedenken Sie das, wenn Sie versuchen, eine Pflanzengewebekulturproduktion zu etablieren.

 

Unser letzter wichtiger Gegenstand ist das Skalpell.  Sie können viele verschiedene Formen davon für spezifische Anwendungen finden, aber wir empfehlen Ihnen, sich für eine umweltfreundlichere Version zu entscheiden, indem Sie einen Skalpellhalter mit austauschbarer Klinge verwenden. Damit sparen Sie Material und Geld, denn die Menge des geschnittenen Pflanzenmaterials in einer TK-Produktion beansprucht die Klinge stark und lässt sie stumpf werden. Die Alternativen wären, ganze Einwegskalpelle zu verwenden, aber die produzieren große Mengen an Plastik, die wir nicht wollen, oder High-End-Versionen. Letztere bleiben länger scharf, aber nicht lange genug, um den großen Preisunterschied auszugleichen.

2.4 Standard Begriffe für die Pflanzenmeristem-Gewebekultur

Um die grundlegende Mechanik des Speicherns von genetischem Material und der Anzucht von Kalluskulturen zu verstehen, müssen wir einen Blick auf die Struktur einer wachsenden Pflanzenspitze werfen. Dies ist der Ort, von dem aus wir ein Meristem explantieren wollen. Aber was ist ein Meristem?

 

Der Begriff stammt von dem altgriechischen Wort merisein, was soviel wie teilen bedeutet. Es wurde von dem Schweizer Wissenschaftler Carl Wilhelm von Nägeli verwendet, um die undifferenzierten, sich vermehrenden Zellen zu beschreiben, die die wachsenden Spitzen der Pflanze bilden. Das apikale Meristem ist die am höchsten wachsende Spitze der Pflanze und sitzt an der Spitze. Das Gegenstück zu dieser Region ist das Basalmeristem, das, wie Sie vielleicht schon vermutet haben, an der Spitze der Wurzeln sitzt.

Die Pflanze bildet neue Meristemzellen in den oberen mittleren Teilen, während sich die unteren Teile in die vorgegebenen Funktionsteile differenzieren. Einige werden zu Parchenchymzellen, einige werden Teil des Gefäßsystems der Pflanze. Wenn wir das Wissen, können wir diese Zellen extrahieren, bevor sie differenziert sind, um totipotente Zellen zu erhalten (Zellen, die jeder Teil der Pflanze sein können). Diese sind voller Potenzial und werden in einem Kryo-Gefrierschrank aufbewahrt, um für eine spätere Verwendung, als Backup oder als Basis für die Massenproduktion von Zellen in einem Bioreaktor aufbewahrt zu werden.

3. Mechanik der Massenmikrovermehrung

Um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie die Mikrovermehrung für Ihren Anbaubetrieb von Vorteil sein könnte, werden wir einen kleinen Plan zeichnen, wie es aussehen könnte.

Zunächst einmal brauchen wir einen kleinen Mutterstock, von dem wir unsere Mikrostecklinge nehmen können. Diese sind etwa 2,5cm/1 inch lang und werden im besten Fall aus einer meristematischen Region entnommen.

Dann pflanzen wir sie unter sterilen Bedingungen in ein Vermehrungsmedium ein, um eine Kontamination und das anschließende Absterben unseres Pflanzenmaterials zu vermeiden. Nach 2-3 Wochen sollten wir 2-4 neue Triebe aus unserem Gewebe kommen sehen, die wir auch in einzelne Gewebeproben zerschneiden können. Diese setzen wir wieder in einzelne Gefäße mit der gleichen Medium Mischung und wiederholen den zuvor genannten Zyklus. Auch wenn es Verluste durch Verunreinigungen geben wird, ist die Replikationsrate extrem hoch, da sich jedes neue Gewebe 2-4-mal repliziert. Rechnet man dies durch, so kann man sehen, dass bei minimalem Platzbedarf eine enorme Pflanzenzahl in kurzer Zeit erreicht werden kann.

Nachdem wir den Replikationszyklus abgeschlossen haben, können wir zur Bewurzelungsphase übergehen. Hierfür wird ein spezielles Medium verwendet, das Auxin-Derivate enthält, die die Produktion von Wurzeln an unseren zuvor gebildeten Sprossen induzieren. Nach wiederum 2-4 Wochen müssen wir die Pflanzen entsprechend kontrollieren und wenn sie ausreichend entwickelt sind, beginnen wir die Abhärtungsphase.

Für diesen Teil des Produktionszyklus werden die Pflanzen in das Medium der Wahl umgesetzt, dass später in der Produktion verwendet werden soll. Die meisten Gärtner werden Steinwolle verwenden, da sie ein ausgezeichnetes Wasserhaltevermögen hat, aber auch Kokos oder kleine Erdtöpfe können verwendet werden. Das Licht spielt jetzt eine große Rolle und muss erhöht werden, um die Pflanzen an die späteren vegetativen Bedingungen zu akklimatisieren.

Auch die Luftfeuchtigkeit muss von den gemütlichen 80-90% r.F. in den Kisten auf die Werte Ihres Gemüsezimmers heruntergehen.

Dies war ein schneller Überblick über den Prozess und wie Sie sehen konnten, gibt es viele Hindernisse auf dem Weg, aber am Ende ist es nicht so schwer, dies zu Hause zu erreichen. Genau zu diesem Zweck werden wir DIY-Kits, die man online kaufen kann, mit einem selbstgebauten Mikrolabor vergleichen.

4. Was sind fertige DIY-Sets?

Es gibt einige Anbieter im Internet, die Bastelkits für die Mikrovermehrung anbieten. Auch wenn diese Kits zum Experimentieren und für erste Erfahrungen geeignet sind, können sie ein professionelles Labor nicht ersetzen, da ähnlich wie bei der Pilzzucht eine sterile Arbeitsweise und Umgebung gewährleistet sein muss, um Ausfälle zu vermeiden. Die professionelle Anwendung erfordert neben allen Materialien und Geräten auch geschultes Personal und eine ständige Qualitätskontrolle des Arbeitsprozesses.

5. Zukunftsausblick

 

Da die Cannabisproduktion immer mehr automatisiert wird und die Kosten für Arbeit, Strom und Miete immer weiter steigen, sehen wir bei research gardens die In-vitro-Produktion als einen entscheidenden Vorteil für Unternehmen, die in einer sich schnell entwickelnden Branche nachhaltig bleiben wollen. Durch die Aussicht auf eine langfristige Senkung der Produktionskosten bei gleichzeitiger Steigerung der Produktqualität verschafft sich Ihr Unternehmen einen Vorteil gegenüber Ihren Mitbewerbern. Gerade in pharmazeutischen Betrieben ist eine gleichbleibende Qualität der Pflanzen und Inhaltsstoffe unabdingbar. Für den Freizeitmarkt ist dies jedoch ebenso wichtig, da auch hier ähnliche Anforderungen bestehen.

Interessiert? Dann lassen Sie uns noch heute ein Konzept für ein In-vitro-Labor in Ihrem Unternehmen ausarbeiten! Senden Sie uns eine E-Mail an info@research-gardens.com

Quellen:

 

1. „Communication by Plant Growth Regulators in Roots and Shoots of Horticultural Crops“ by Anish Mallad; Jacqueline K. Burns; August 2007; HortScience: a publication of the American Society for Horticultural Science 42(5) (https://www.researchgate.net/publication/237379591_Communication_by_Plant_Growth_Regulators_in_Roots_and_Shoots_of_Horticultural_Crops/figures?lo=1)
2. „Hot Plate with Magnetic Stirring: 6.7″x6.7″ SS Plate Max.300C – SH3“; MTI Cooperation; (https://www.mtixtl.com/hotplateswithmagnetcstirring67x67stainlesssteelsurfaceupto300c-eq-sh-3.aspx)
3. „Sterilization cycle phases for a steam sterilizer“; rsd-engineering.com; (https://www.rsd-engineering.com/steam-sterilization-cycles)
4. „Laminar flow hood/cabinet- definition, parts, principle, types, uses“; October 1, 2020 by Anupama Sapkota; (https://microbenotes.com/laminar-flow-hood/)
5. „Baum HD“; Dreamliner (https://wall.alphacoders.com/big.php?i=612687&lang=German)
6. „CULTURE MEDIA AND ITS TYPES USED UN MICROBIOLOGY LAB.“; milan; (http://biologyofmicroorganisms.blogspot.com/2010/09/culture-media-and-its-types-used-un.html“

7. „[Tuesday Scoop] Puzzlement Between Agar-Agar And Gelatin“; Namrataa Mahalley; (https://bulbandkey.com/blog/tuesday-scoop/puzzlement-between-agar-agar-and-gelatin/)