Physiologie der Regeneration und Transplantation

Abstract

Mit dem Begriff Regeneration bezeichnet man das Phänomen, dass sich ein Organismus wieder ver-vollständigt, nachdem ihm Teile verloren gegangen sind. Der Begriff wird auch dann gebraucht, wenn sich aus isolierten Teilen eines Organismus wieder ein ganzer Organismus entwickelt. Die isolierten Teile können ganze Organe, aber auch somatische Einzelzellen oder Protoplasten sein. Regeneration ist bei Pflanzen weit verbreitet. Sie spielt in der Landwirtschaft, im Gartenbau und in der Forstwirt-schaft seit jeher eine hervorragende Rolle (z. B. Stecklingsvermehrung und andere Formen der Klonie-rung, Niederwaldbetrieb). Die Bedeutung von Regenerationsexperimenten für die theoretische und praktische Pflanzenphysiologie kann man kaum überschätzen. So belegen Regenerationsexperimente, dass bei der Zelldifferenzierung in Pflanzen bis auf wenige Ausnahmen (z. B. Siebröhren) die genetische Information im Prinzip unverändert bleibt, Omnipotenz. Für die Gentechnik mit Pflanzen ist die so-matische Regeneration aus Einzelzellen eine wichtige Voraussetzung. benötigten Vitamine in den Blättern synthetisiert und über die Siebröhren in die Wurzel transpor-tiert. Morphogenetisch hingegen ist die Wurzel autonom (Abbildung 24.1). Isolierte Wurzelspitzen bilden artgemäße Wurzelsysteme. Diese Sequenz (Wurzelspitze → Wurzel) lässt sich über beliebig viele Passagen wiederholen. Bei manchen Pflanzen (z.B. Convovulus-Arten) bilden die isolierten Wur-zeln auch adventive Sprossknospen, aus denen schließlich normale ganze Pflanzen entstehen. Dies bedeutet, dass die Wurzelzellen noch die gesamte genetische Information der Pflanze besitzen, ob-gleich in der Organkultur in der Regel aus Wurzeln lediglich Wurzeln entstehen. Auf alle Fälle ist die Wurzelspitze morphogenetisch autonom. Dasselbe gilt für den apikalen Vegetationspunkt, der im iso-lierten Zustand zuerst Wurzeln und dann eine nor-male Pflanze regeneriert. Auch Blattprimoriden sind morphogenetisch autonom. Isoliert man sie und hält sie in Organkultur, so wachsen sie in der Regel zu zwar kleinen, aber durchweg artgemäßen Blättern heran. Man hat z. B. Blattanlagen verschie-dener Größe aus Vegetationspunkten von Farn-sporophyten (Osmunda-und Dryopteris-Arten) 24.1 Untersuchungen mit Organkulturen