BAP vs. NAA vs. IBA: Ein Leitfaden für Anfänger zu Pflanzenwachstumsregulatoren
Pflanzenwachstumsregulatoren, oft kurz PGRs genannt, sind Verbindungen, die das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzenzellen beeinflussen. In der Gewebekultur können bereits sehr geringe Änderungen der PGR-Konzentration bestimmen, ob ein Explantat Sprosse, Wurzeln, Kallus oder nur sehr wenig Wachstum zeigt.
Drei häufig verwendete PGRs sind BAP, NAA und IBA.
Das Verständnis ihrer Rollen macht es viel einfacher, Gewebekulturmedien zu verstehen.
BAP
BAP, auch bekannt als 6-Benzylaminopurin oder Benzyladenin, gehört zu einer Gruppe von Pflanzenhormonen, den Cytokininen. Cytokinine sind eng mit der Zellteilung und der Sprossentwicklung verbunden.
In der Gewebekultur wird BAP üblicherweise eingesetzt, um Folgendes zu fördern:
- Aktivierung schlafender Knospen
- Bildung neuer Sprosse
- Vermehrung vorhandener Sprosse
- Reduzierung der apikalen Dominanz
Wenn das Ziel darin besteht, mehrere Sprosse aus einem einzigen Explantat zu produzieren, wird häufig ein Cytokinin wie BAP in das Vermehrungsmedium gegeben. Zu viel Cytokinin kann jedoch unerwünschte Effekte hervorrufen, wie z. B. sehr kompaktes Wachstum, schlecht gestreckte Sprosse oder Hyperhydrizität.
Mehr BAP ist daher nicht automatisch besser.
NAA
NAA oder 1-Naphthylessigsäure ist ein synthetisches Auxin.
Auxine beeinflussen Prozesse wie:
- Zellstreckung
- Wurzelinduktion
- Kallusbildung
- Gefäßentwicklung
- Interaktionen zwischen Wurzeln und Sprossen
In der Gewebekultur wird NAA häufig in geringen Konzentrationen zusammen mit einem Cytokinin verwendet. Das Gleichgewicht zwischen Auxin und Cytokinin kann die Entwicklungsrichtung der Kultur beeinflussen. Ein Medium, das relativ mehr Cytokinin enthält, kann die Sprossbildung begünstigen, während ein erhöhter Auxin-Einfluss die Reaktion in Richtung Kallus- oder Wurzelentwicklung verschieben kann. Die genaue Reaktion variiert je nach Art erheblich.
IBA
IBA oder Indol-3-buttersäure ist ein weiteres Auxin. Es ist besonders bekannt für seine Fähigkeit, die Wurzelinduktion zu fördern. Aus diesem Grund wird IBA häufig mit der Bewurzelungsphase der Gewebekultur in Verbindung gebracht.
Sobald sich die Sprosse ausreichend vermehrt haben, können sie auf ein Medium mit einem niedrigeren Cytokinin-Gehalt und einer auf Bewurzelung ausgerichteten Auxin-Umgebung übertragen werden. Dies fördert die Bildung eines Wurzelsystems vor der Akklimatisierung außerhalb des Kulturgefäßes.
Warum das Auxin-Cytokinin-Verhältnis wichtig ist
PGRs wirken selten isoliert. Meist ist das Verhältnis zwischen den verschiedenen Hormonen entscheidend.
Eine vereinfachte Betrachtungsweise ist:
Höherer Cytokinin-Einfluss → Sprossbildung
Ausgewogenes Auxin und Cytokinin → Kallus- oder gemischte Entwicklung
Höherer Auxin-Einfluss → Wurzelbildung
Die tatsächlichen Reaktionen der Pflanzen sind komplexer als dieses vereinfachte Modell, aber es ist ein nützlicher Ausgangspunkt. Unterschiedliche Gattungen, Arten und sogar einzelne Sorten können unterschiedlich auf dieselbe PGR-Kombination reagieren.
Etablierung, Vermehrung und Bewurzelung
Ein typischer Gewebekulturprozess kann in verschiedenen Stadien unterschiedliche Hormonumgebungen nutzen.
Etablierung
Das Ziel ist es, eine saubere, überlebende Kultur zu erhalten. Die PGR-Konzentrationen sind oft moderat, da eine aggressive Vermehrung noch nicht im Vordergrund steht.
Vermehrung
Das Ziel ist es, die Anzahl der Sprosse zu erhöhen. Cytokinine wie BAP sind in dieser Phase meist wichtig.
Bewurzelung
Das Ziel verlagert sich von der Sprossproduktion zur Wurzelentwicklung. Auxine wie IBA werden in dieser Phase häufig verwendet.
Warum Experimentieren weiterhin notwendig ist
Es gibt kein universelles PGR-Rezept, das für jede Pflanze optimal funktioniert. Eine Monstera, Alocasia, Orchidee und eine Gehölzpflanze können alle unterschiedlich reagieren. Selbst zwei Sorten derselben Art können sich unterschiedlich verhalten. Eine gute Gewebekultur kombiniert daher bewährte Protokolle mit sorgfältiger Beobachtung und kontrollierten Experimenten. Ändern Sie nach Möglichkeit jeweils nur eine Variable und dokumentieren Sie die Ergebnisse. So wird aus einem allgemeinen Protokoll schrittweise ein zuverlässiges, artspezifisches Protokoll.