KI_ner macht ’s möglicher
Tatsächlich beginnt unser Ansatz zur Sicherung der Ernährung und Anpassung von Pflanzen an geänderte klimatische Bedingungen mit einer methodenbasierten Studie unter Nutzung des umfangreichen, vorhandenen Methodenpotenzials rund um Daucus carota.
Schulische Praktika (BTA) wenden ab jetzt nicht nur bekannte Techniken an, deren Ergebnisse bewertbar sind, weil vergangene Jahrgänge schon zuverlässig bewertbare Leistungen mit diesen Techniken und Versuchsansätzen erzielt haben. Techniken und neue Ansätze können die Horizonte iterativ erweitern helfen.
Erprobte Verfahren:
- Erzeugung von Kallusgewebe mit Explanaten der Möhrenwurzel aus unterschiedlichen Gewebeanteilen unter Einwirkung von Mischungen zweier Phytohormone (Kinetin/2,4-D).
- Vermehrung des erzeugten Kallus, Aufnahme einer Wachstumskurve …
- Differenzierung von Kallusanteilen zu Entwicklungsstadien entsprechend der Embryonalentwicklung der Möhre. Dokumentation, Studien zum Einfluss von Beleuchtungs- und Temperaturvariationen.
Einzuführende Verfahren:
- Erzeugung von Protoplasten
- Färben, Zählen und Bewerten von Chromosomensätzen
- Kontrolle / Arrest des Zellzyklus‘
- Elektrofusion von Protoplasten
- Haploidisierung der Karotte
- Elektrophysiologische Untersuchungen von Embryonen im Torpedostadium
- Erzeugung von Kunstsamen
Dies als Auszug einer umfangreicheren Sammlung geplanter Verfahren. Der besondere Vorteil pflanzlicher Zellkultur in Schulen liegt unter anderem in der vergleichsweise geringen Teilungsrate der Zellen, den (preis)günstigen Kulturbedingungen.
Wie das halbierte Karottensegment zu erkennen, spielt die Seitenwurzelbildung (zu erkennen an den beiden parallel verlaufenden hellen Linien) ein deutliche Rolle. In unmittelbarem, räumlichen Bezug zur hellen Linie befindet sich ein spezielle Bildungsgewebe. Von der hellen Linie nach außen hin gelegen befindet sich ein Gewebe (Parenchym), dem besondere Fähigkeiten im Sinne von Speicherung, Wundheilung etc. zugesprochen werden. Insbesondere die Wundheilungsfähigkeiten machen dieses Gewebe zu einer begehrten Quelle pflanzlicher Zellen für das Kalluswachstum, allerdings muss es sich dafür zunächst reembryonalisieren. Das Entdifferenzieren von Zellen (Induktion von stammzellartigen Zellen) funktioniert für bestimmte Zellen im Prinzip auch beim Tier.
Experimente mit Tortenstücken
Aus der äußerlich sterilisierten Karottenwurzel wurden Scheiben geschnitten, die ihrerseits in Tortenstücke so zerlegt wurden, dass sich die oben demonstrierte helle Zone mittig im Stück befinden. Eigentlich sollten die Schnittkanten gerade verlaufen. Die blauen Pfeile zeigen auf die Position des hellen Gewebes. Dieses hat innerhalb von 2 Wochen in Dunkelheit schon sichtbar zugelegt.
Photographiert durch eine Stereolupe, bearbeitet mit remove.bg sowie IrfanView offenbart das Tortenelement nach dreiwöchigem Wachstum einen Teil seines Wachstumsgeheimnisses. Die Zellen der hellen Zone haben sich weiter vermehrt.
Welches Wachstum werden Gewebestückchen des äußeren, tieforangefarbenen Bereichs zeigen? Auf welche Weise und in welchem Umfang reagieren sie auf die Stimulation mit Phytohormonen?
Für das Anlegen der Kalluskulturen werden Kalluselemente einiger Größe benötigt. Für Bilder des fortgesetzten Wachstums und zur Bewertung der Wachstumsintensität werden Abbildungen mit Vergleichsmöglichkeit benötigt. Hier hat sich die Verwendung von Millimeterpapierfolie als nützlich dargestellt. Die Ergebnisse überraschen, aber das wird Teil eines nächsten Berichts.