Kryokonservierung ist die am besten geeignete Methode für die Langzeitlagerung von vegetativ zu erhaltenden Pflanzen wie Kartoffel. Im Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) wird die Kartoffel-Kryokonservierung nach einer empirisch optimierten Methode ausgeführt. Ziel der Arbeit war es, auf zellulärer Ebene Prozesse nach den einzelnen Schritten des Kryokonservierungsprotokolls zu analysieren und zu charakterisieren, um die DMSO-Tröpfchenmethode zu verbessern. Physiologische, biochemische, histologische und ultrastrukturelle Analysen wurden an Kartoffelsprosssspitzen durchgeführt. Die Sprossregeneration erhöhte sich nach einer Vorkultur der In-vitro-Ausgangspflanzen vor der Kryokonservierung von 7 Tagen mit Wechseltemperaturen bei 22/8 °C Tag/Nachttemperatur mit 8 h Lichtdauer im Vergleich zur bisher genutzten Methode. In dieser wurde eine Vorkultur für 7 Tage mit konstanten Temperaturen bei 22 °C mit 16 h Lichtdauer angewendet. Das Ausgangsmaterial wurde nach Ablauf der Vorkulturen biochemisch untersucht, um Korrelationen zu den besseren Kryokonservierungsergebnissen zu finden. Die Erhöhung der Konzentration der löslichen Zucker nach der Vorkultur mit Wechseltemperaturen korrelierte mit den verbesserten Regenerationsraten nach der Kryokonservierung. Nur geringe Veränderungen zwischen den Vorkulturen konnten für die Konzentration von Stärke, Aminosäuren, Proteinen und die Osmolalität gefunden werden. Ultrastrukturelle Untersuchungen zeigten eine Veränderung nach der 2-stündigen DMSO-Inkubation. Die Regeneration von Pflanzen aus den Sprossspitzen nach der Kryokonservierung startete meist von den jüngsten Blattprimordien und seltener direkt aus dem meristematischen Dom. Thermische Untersuchungen mittels Dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC) zeigten, dass nach der Inkubation der Sprossspitzen in DMSO-Lösung sich eine geringe Menge an Eiskristallen während des Abkühlens bildete und diese beim Erwärmen schmolzen. Bei S. tuberosum 'Désirée' konnte neben der Eisbildung auch ein schwacher Glasübergang bei ca. -116 °C detektiert werden. Die Eignung der DMSOTröpfchenmethode ist durch die erfolgreiche Lagerung einer sehr großen Anzahl von Mustern bewiesen worden, wenngleich eine Eisbildung im Ablauf der Kryokonservierung beobachtet worden ist.
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