Meristeemvermeerdering is nog steeds een vrij nieuw type plantenvermeerdering. Maar het wordt al veel gebruikt. Enerzijds omdat sommige planten alleen op deze manier kunnen worden vermeerderd, vrij van virussen en bacteriën. Aan de andere kant omdat deze methode het mogelijk maakt om uit één moederplant talrijke en genetisch identieke jonge planten op te kweken. De procedure zelf is echter moeilijk uit te voeren vanwege de vereiste apparatuur, voorzorgsmaatregelen en kennis. Als je echter geduld hebt en een beetje bereidheid om te experimenteren, kun je nog steeds verbazingwekkende successen behalen.
Definitie
Meristeemvoortplanting is ook bekend als in vitro voortplanting. ‘In vitro’ betekent ‘in een glas’ in het Latijn. Wat we hier bedoelen is vermeerdering in een petrischa altje of reageerbuisje. Dit kan een verrassing zijn voor hobbytuiniers die eerder met zaden, stekken en het verdelen van wortels hebben gewerkt. In feite vindt meristeemproliferatie al op grote schaal plaats. Planten planten zich voort uit individuele celgroepen en onder steriele omstandigheden.
De cellen worden uit de plant verwijderd, op een voedingsbodem geplaatst en behandeld met voedingsstoffen en fytohormonen totdat zich wortels en scheuten vormen. Vervolgens worden ze in substraat geplaatst en opgekweekt volgens de eisen van de betreffende plant. Grof gezegd en sterk vereenvoudigd: het is een vorm van stekvoortplanting op microscopische schaal en onder steriele omstandigheden.
Voordelen
Zoals in het begin al vermeld, biedt meristeemproliferatie twee beslissende voordelen. Bovenal is het economische voordeel moeilijk te negeren: uit één moederplant kunnen aanzienlijk meer nakomelingen worden gekweekt dan uit stekken of zaden. Uiteindelijk zijn er maar enkele cellen nodig als uitgangsmateriaal voor een dochterplant. Bovendien kunnen sommige planten nauwelijks op een andere manier worden vermeerderd. Mogelijke redenen hiervoor zijn dat het delen, stekken of het kweken van zaden uiterst complex is en veel tijd kost.
Bovendien maken bacteriën, schimmels en virussen, evenals andere fytopatogenen, het voor sommige planten moeilijk om zich via stekken en cultuur te vermeerderen. Om deze reden worden bijvoorbeeld aardbeien, frambozen en kiwi's nu voornamelijk gegenereerd via meristeemproliferatie. Op deze manier verkregen jonge planten zijn vrij van ziekteverwekkers omdat ze onder steriele omstandigheden worden gekweekt. Ook wordt het risico op zieke nakomelingen verkleind.
Het meristeem
Het uitgangsmateriaal voor de proliferatie van meristeem is het meristeem. Dit is het vormende weefsel van de plant. Dit type weefsel is nog steeds ongedifferentieerd. Ze kunnen zich daarom ontwikkelen tot wortels, vruchten of bladeren en zich, althans theoretisch, voor onbepaalde tijd delen. De beste omstandigheden om te gebruiken voor vermeerdering en om talrijke planten te creëren uit kleine hoeveelheden cellen.
Deze plantenstamcellen bevinden zich in de uiterste uiteinden van de wortelpunten en scheutpunten. Ze hebben ook dunne celwanden met een zeer laag cellulosegeh alte. Juist door de celwanden onderscheiden ze zich van de omringende cellen. Dit is uiteraard alleen zichtbaar onder de microscoop.
Steriele omstandigheden
De bovenste scheutpunten zijn over het algemeen bijzonder geschikt als meristeem voor in vitro vermeerdering, omdat ze meestal nog steeds vrij zijn van virussen, zelfs als er een virusziekte aanwezig is. Om ervoor te zorgen dat de ziekteverwekkers zich vervolgens niet naar de cellen of plantendelen kunnen verspreiden, zijn steriele omstandigheden essentieel voor de vermeerdering van meristeem. De kweekcontainers moeten daarom steriel en afsluitbaar zijn. Petrischalen met deksel zijn nuttig gebleken in de beginfase. Later worden grotere glazen gebruikt. Bij de professionele uitvoering van meristeemproliferatie ontstaat een bijzondere sfeer die continu wordt gereguleerd. Hiervoor is onder andere een steriele werkbank of veiligheidswerkbank nodig.
Desinfecteren
Steriele werkbanken en vaten zijn noodzakelijk voor de voortplanting van meristeem, maar alleen zijn niet voldoende. Met de meristeemcellen kunnen ziektekiemen worden geïntroduceerd. Het maakt niet uit of deze al op de plant aanwezig waren of onderweg van de plant aan de voedingsbodem zijn toegevoegd. Bacteriën, schimmels en virussen kunnen op hun beurt het succespercentage aanzienlijk verminderen. Het is daarom noodzakelijk om de celclusters na verwijdering uit de plant extra te desinfecteren om bacteriën en schimmelsporen te doden.
Volgens verschillende bronnen worden hiervoor de volgende drie middelen gebruikt:
- Natriumhypochloriet
- Waterstofperoxide
- Kwik II-chloride
Natriumhypochloriet en waterstofperoxide zijn elk verkrijgbaar bij de apotheek. Het gebruik van kwik II-chloride om planten en zaden te desinfecteren is verboden, althans in de particuliere sector. Er moet echter ook zeer goed op de concentratie van de beschikbare stoffen worden gelet.
Natriumhypochloriet voor desinfectie
Bij de professionele vermeerdering van meristeem wordt natriumhypochloriet gebruikt om de celclusters te desinfecteren. De chemische stof wordt ook wel chloorbleekmiddel genoemd en wordt in schoonmaakproducten vaak ‘actief chloor’ genoemd. Het agressieve middel mag daarom niet onverdund op plantencellen worden gebruikt.
Concentraties van 5 tot 25 procent zijn hier gebruikelijk met een inwerktijd van 5 tot 30 minuten. Natriumhypochloriet mag daarom alleen in een geschikte verdunning worden gebruikt. Na desinfectie worden de cellen bovendien meerdere malen gespoeld met gedestilleerd en steriel water.
Waterstofperoxide
Voor het spoelen van planten en plantencellen suggereren sommige bronnen een oplossing met 0,15 promille of 0,015 procent waterstofperoxide. Voor huishoudelijke doeleinden is in de apotheek een waterstofperoxide-oplossing van 3 procent verkrijgbaar. Om dit af te stemmen op een waterstofperoxidegeh alte van 0,015 procent is de volgende berekening nodig: Percentage van de uitgangsoplossing - gewenst percentage van de desinfecterende oplossing=verschil en dus watergeh alte in de mengverhouding
Met de 3 procent oplossing is de berekening: 3 – 0,015=2,985
Dit betekent dat 0,015 delen van de 3 procent-oplossing moeten worden toegevoegd aan 2,985 delen steriel, gedestilleerd water. Iets beschrijvender en praktischer voor de voortplanting van meristeem is 1,5 milliliter van de oplossing op 29,85 liter water.
Kweekmedium en voedingsstoffen
Dit is waar het ingewikkeld wordt. Hoewel er voedingsstoffen zijn die altijd in het voedingsmedium aanwezig moeten zijn, is de betreffende concentratie afhankelijk van de betreffende plantensoort. Als basis kan een mengsel van agar als geleermiddel en sucrose als voedingsoplossing dienen. De oplossing moet 20 tot 30 gram sucrose per liter water bevatten. Agar wordt indien nodig gebruikt.
Macronutriënten
De belangrijke macronutriënten voor de proliferatie van meristeem zijn:
- Stikstof
- Fosfor
- Kalium
- Calcium
- Magnesium
- Zwavel
De concentraties van deze stoffen zijn zeer soortafhankelijk. Zelfs in de wetenschappelijke bronnen zijn er aanzienlijke verschillen in de informatie, die bijvoorbeeld alleen voor kalium tussen 0,95 en 1,9 gram per liter ligt.
Tip:
Als je zelf experimenten wilt starten, moet je zorgvuldig experimenteren. Het geh alte aan individuele macronutriënten in speciale meststoffen voor dit planttype kan hierbij richtinggevend zijn.
Micronutriënten
De belangrijke micronutriënten voor planten in het algemeen en de voortplanting van meristeem in het bijzonder zijn:
- IJzer
- Mangaan
- Zink
- Boron
- Koper
- Molybdeen
Als ze volledig ontbreken of in een te lage concentratie aanwezig zijn, treden er tekorten op. Ook jodium en kob alt zouden een effect hebben op de groei. Dit is echter nog niet wetenschappelijk bewezen. Ook hier variëren de hoeveelheden sterk en zijn afhankelijk van het type plant. Ook hier kunnen speciale meststoffen voor de betreffende plant als richtlijn worden gebruikt.
Vitaminen en aminozuren
B-vitamines zijn cruciaal voor de proliferatie van meristeem.
Tel hier:
- Biotine – Vitamine B7
- Folzuur – vitamine B9 of vitamine B11
- Nicotinezuur – vitamine B3
- Pyridoxine – Vitamine B6
- Thiamine – Vitamine B1
Hoewel planten deze zelf kunnen maken, worden ze nog steeds toegevoegd aan een aantal gangbare groeimedia om de groei te bevorderen en het succespercentage te vergroten.
Fytohormonen
Aangezien het meristeem nog steeds ongedifferentieerde cellen zijn, hebben ze passende impulsen nodig. Anders zouden ze zich niet ontwikkelen tot wortels, scheuten en bladeren. Ze ontvangen deze impulsen van de vier fytohormonen:
- Auxine
- Cytokininen
- Gibberellins
- Abscisinezuur
Sommige kant-en-klare voedingsmedia bevatten deze al, evenals de macro- en micronutriënten. Als u uw eigen mengsel maakt, moeten deze worden toegevoegd. Dit vormt op zijn beurt een uitdaging, omdat de hoeveelheid en de verhouding tot elkaar moeten worden getest.
Beoordeling
Als de cellen zich succesvol delen tijdens de meristeemreproductie en de fytohormonen zorgen voor de gewenste ontwikkeling van de individuele plantorganen, groeien er jonge planten. Deze zijn genetisch identiek aan de moederplant en zijn dus strikt genomen klonen. Ondanks dit succes kunnen er onderweg nog steeds problemen optreden. Deze worden in de regel veroorzaakt door geïntroduceerde ziektekiemen die net zo goed op de voedingsbodem kunnen gedijen als de plantencellen zelf. Daarom is de beoordeling erg belangrijk. Als de voedingsbodem troebel wordt, neerslaat of verkleurt, moet het betreffende exemplaar worden uitgesorteerd. Het controleren en verwijderen wordt grading genoemd.
Uitplanten
Zodra de jonge planten een hoogte van ongeveer vijf centimeter hebben bereikt en sterk en gezond zijn, kunnen ze in een geschikt substraat worden geplant. Vanaf dit punt kunnen ze worden gekweekt zoals vereist door de betreffende plantensoort.
Het alternatief voor je eigen meristeemvoortplanting
Vanwege de vereisten en de benodigde apparatuur hebben je eigen pogingen tot meristeemvermeerdering eigenlijk alleen zin als er meer dan één moederplant moet worden vermeerderd. Bovendien is het geen gemakkelijke opgave. Het voorbereiden van een geschikt en gecoördineerd kweekmedium en het steriel houden van de cellen is in een particulier huishouden moeilijk te realiseren. Voedingsgels kunnen ook kant-en-klaar worden gekocht. Bijvoorbeeld bij de PhytoTechnology Larboratories.
Als je jezelf de moeite en kosten wilt besparen, onder meer voor de steriele werkbank, kun je ook je eigen planten laten opkweken. Dit wordt bijvoorbeeld aangeboden door de In Vitro Plant Service in Quedlinburg.
Conclusie
Meristeemvermeerdering is een goede manier om meerdere planten uit één enkele moederplant te laten groeien en is vaak de enige manier om gezonde nakomelingen te krijgen, vooral bij virusgevoelige planten. Met de juiste apparatuur kan het ook door leken worden uitgevoerd. Van het verkrijgen van de meristeemcellen onder de microscoop tot het bereiden van een geschikt voedingsmedium en het scoren: deze vermeerderingsvariant vormt ook een uitdaging.
