Kompetenz im Bereich „Zellkultur“ steht bei einigen Ausbildungsgängen auf dem Plan. Jede Form von Zellkultur besitzt ihre eigenen „speziellen“ Ansprüche. Pflanzenzellen teilen sich sehr langsam im Vergleich zu Bakterien-, Pilz- oder den meisten Tierzellen. Aus Einzelzellen oder kleinen Gewebsabschnitten von Pflanzen lassen sich komplette Pflanzen regenerieren. Auf diese Weise kann es gelingen, erfolgreich durchgeführte Veränderung von Zellen schnell zu vermehren und auszubringen.
Lernende mit Fähigkeit, Willen und freier Kapazität können schon ihre Ausbildungszeit nutzen und ihre Ziele zu realisieren (oder wenigstens einige Schritte in diese Richtung zu tun). Die Technik-Garage listet im Bestand ihrer MakerDB den Multiporator. Mit diesem Gerät lassen sich Zellfusionen oder Transfektionen von Zellen durchführen. Lernende mit dem Wunsch, Schritte zur Sicherung von Ernährungsgrundlagen oder die Entwicklung von zeitlich begrenzt wirkenden Anpassungen an Pflanzen zu unterstützen, können zumindeste Teilaspekte ihrer Ziele im Rahmen einer Kooperation zwischen Schule und Verein im Rahmen des Zellkulturkurses umsetzen. Um den Stoffwechsel von Pflanzen zu verändern, aber keine sich selbst vermehrenden Probleme zu schaffen, kann Cybrid-Technologie ein Weg sein. Cybride lassen sich als Fusionsprodukt zweier Zellen schaffen, in welchem sich die Stoffwechselpotenziale der beiden „Eltern“ addieren und die über 2 Zellkerne verfügen oder die zumindest ausschließlich auf biotechnischem Weg vermehrungsfähig sind.
Grundkompetenz für alle. Hierzu gehören:
Versuch 1: Anlegen eines Pflanzenkallus aus Karotte
(Steriles Arbeiten, Umgang mit Phytohormonen, Dokumentation …)
Versuch 2: Subkultivierung von Karottenkallus
(Vitalitätsuntersuchungen von Zellen und Geweben, Aufnahme von Wachstumskurven, Entdifferenzierung/Meristmatisierung)
Versuch 3: Somatische Embryogenese
(Beleuchtungsregime, Differenzierung, Dokumentation und gezielte Gewinnung von Entwicklungsstadien …)
Die Versuche benötigen jeweils mehrere Wochen für Wachstum und (Ent-)Differenzierung. Nicht alle Explanate erreichen synchron die kritischen Stadien. Am Ende jeden Versuchs bleibt „Rest“-Gewebe, das sich hervorragend für weitere Arbeiten eignet. Unter anderem gilt es Techniken zu Entwickeln,
- die eine zuverlässige und die Vitalität der Zellen nicht beeinträchtigende Prüfung Vitalitätsprüfung gestatten.
- die eine effiziente und rasche Herstellung von Protoplasten erlauben.
- die Elektrofusionen von singulären Protoplasten wie auch von Protoplastensuspensionen erlauben.
- die eine zelluläre Reinheitsanalyse ermöglichen (STR-Analyse).
- die eine Vitalitätscharakterisierung möglichst früher Differenzierungsstadien (Herzstadium) und damit den Züchtungserfolg noninvasiv und nichtdestruktiv ermöglicht. Hierzu ist parallel eine Studie zur Elektrophysiologie früher, pflanzlicher Embryonalstadien anzufertigen.
Die Liste ließe sich um viele Aspekte wie die Herstellung von Kunstsamen, molekularbiologische und stoffwechselphysiologische Charakterisierungen ergänzen, doch fehlen hierzu teilweise die finanziellen und ganz sicher die zeitlichen Ressourcen.
Immer im Hinterkopf bei der Arbeit mit Pflanzenzellen „Totipotenz ist Fluch und Segen bei der Arbeit mit Pflanzenzellen“. Sicherheit und Nachhaltigkeit gewinnt.