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Gruppe 4, Donnerstagnachmittag 22.04.2010 Entwicklungsbiologie Experiment 2: Mikrosporen
1. Einleitung Bei der Gametogenese von Angiospermien, werden die weiblichen Gametophyten in den Kapellen gebildet und die männlichen in den Stamina. Die Stamina bestehen aus einem Filament und der Anthere. In der Anthere befinden sich die Sporangien, die Pollensäcke,in denen Spermatogenese stattfindet. Zuerst werden diploide Zellen meiotisch geteilt. Die so entstandenen Mikrosporenmutterzellen durchlaufen eine Meiose, bei der vier Mikrosporen entstehen. Diese Mikrosporen teilen sich noch einmal inäqual in eine Zelle mit einem generativen und einem vegetativen Zellkern (Vorlesung Entwicklungsbiologie, 2010). Bei der Mikrosporenkultur unterdrückt man genau diese Teilung. Stattdessen, teilen sich die Zellen äqual. Die Mikrosporen werden aus den Antheren entfernt und auf ein Induktionsmedium aufgetragen (Skript, 2010) Der Vorläufer der Mikrosporenkultur ist die Antherenkultur. Dabei werden die Antheren mit den unreifen Mikrosporen nach einer Kältebehandlung aus den Blüten entfernt und auf ein Induktionsmedium gesetzt. Dieses wird in einem Kulturschrank bei 22-24° C bebrütet.
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Abb. 1: Antherenkultur 2. Material und Methoden Die einzustellende Populationsdichte bei vorbehandelten Mikrosporen ist anders als Skript angegeben 2,5 * 105. Der Rest siehe Skript 3. Ergebnisse Die Mikrosporenkultur wird wie im Skript vorgegeben hergestellt und unter dem Mikroskop betrachtet. Es werden 10 Großquadrate ausgezählt um die Anzahl vitaler Mikrosporen zu berechnen. Tabelle1: Auszählung zur Bestimmung der Anzahl der Mikrosporen in 10 Großquadraten Die Auszählung ergibt 88 Mikrosporen in 10 Großquadraten. Mit diesem Wert wurde weiter gerechnet. Rechnung Gesamtausbeute Um die Gesamtausbeute zu berechnen wurde das Ergebnis der Auszählung (88) mit dem Zählkammerfaktor für 1 mL (500) und dem Mannitol Volumen mit dem die Mikrosporensuspension (20 mL) aufgefüllt wurde multipliziert. 88 * 500 * 20 mL= 880000 Es ergab sich eine Ausbeute von 8,8 * 105 Mikrosporen pro Milliliter Anzahl vitaler Mikrosporen
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Abb. 2: Mikrosporen angefärbt unter dem UV-Mikroskop 4. Diskussion Die Gesamtausbeute war mit 880000 Mikrosporen eher gering. Die Vitalitätsrate ist die Prozentangabe der lebenden Mikrosporen. Sie betrug 0,775, also etwa 75 %. Mit dieser Überlebensrate, kann man sagen, dass der Versuch gelungen war. Auch in den folgenden Wochen teilten sich die Mikrosporen optimal. Eine Petrischale lief trotz Parafilm aus, aber die anderen beiden sind gut gewachsen. Die Mikrosporenkultur ist eine Methode, um reinrassige Pflanzen zu erhalten. Aus den Mikrosporen können haploide, aber durch Colchicinbehandlung auch doppelhaploide Pflanzen entstehen. Die Züchtung von neuen Sorten kann so um mehrere Jahre verkürzt werden, da der Genotyp immer dem Phänotyp entspricht und die Eigenschaften dieser Pflanze stabil an folgende Generationen weitergegeben werden. Diese Pflanzen werden auch in der Qualitäts- und Resistenzzüchtung benutzt.
5.Literatur
1. Skript "Pflanzliche Entwicklungsbiologie PRAKTIKUM", Stand 22.04.2010
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