Durch technischen Fortschritt und Innovation ist es mittlerweile möglich, neben herkömmlichen Anbaumethoden eine faszinierende Methode des Klonens zu nutzen – Mikropropagation, die In-Vitro-Anbautechnik (im Labor). Doch was steckt hinter dieser zukunftsträchtigen Art der Marihuana-Aufzucht? Hier erfährst du nicht nur die Bedeutung und Verfahrensweise dieser Technik, auch die Fragen nach Vorteilen und was genau zu beachten ist bzw. welche Voraussetzungen zu erfüllen sind bleiben nicht unbeantwortet.
Was ist Mikropropagation und warum wird es angewendet?
Durch die sich international ausweitende Legalisierung von Marihuana werden kontinuierlich Fortschritte im Anbau sowie in der Verarbeitung von Cannabis verzeichnet. Aufgrund der unzähligen wertvollen Aspekte dieser Pflanze versuchen Grower immer neuere und effizientere Wege der Aufzucht zu entwickeln, um ein Produkt von allerhöchster Qualität und dem größtmöglichen Ertrag zu generieren. Und genau an diesem Punkt spielt die Gewebekulturvermehrung eine nicht unbedeutende Rolle – im Fachjargon als Mikropropagation bezeichnet.
Die Mikropropagation findet Anwendung im etablierten Wissenschaftskomplex der tissue culture, übersetzt Gewebekultur, bei der eine Klonierung von pflanzlichen Zellen fokussiert wird.
Einfach ausgedrückt bedeutet Mikropropagation die Entnahme sehr kleiner Einheiten von Pflanzenmaterial. Dieses sogenannte Gewebeexplantat wird einem kleinen Behältnis zugeführt, welches am Gefäßboden eine spezielle Substanz (später dazu mehr) enthält. Anders als bei anderen Aufzuchtarten, bei denen Stecklinge von der Pflanze abgetrennt und zur Bewurzelung in die Erde gebettet werden, ermöglicht die Mikropropagation das Vermehren bzw. Klonen von Cannabispflanzen in einem nährstoffreichen Medium, ohne hierfür größere räumliche Kapazitäten bereitstellen zu müssen. Bereits nach kurzer Zeit wachsen und vermehren sich diese Pflanzenteile exponentiell, können getrennt geschnitten und aufgezogen sowie um ein Vielfaches geklont werden.
Das Bedürfnis, welches hinter dieser Methode steht und befriedigt werden will, liegt für Grower und Industrie klar auf der Hand – einheitliche Genotypen mit möglichst geringem Einsatz züchten.
Willst du dich auf tissue culture bzw. Mikropropagation spezialisieren und erfolgreich anwenden, gilt es natürlich auch einige Rahmenbedingungen strengstens zu beachten.
Die Gewebekulturvermehrung erfordert eine extrem sterile Umgebung, demnach ist diese Aufzuchtmethode nicht für die Gartenlaube oder den hauseigenen Geräteschuppen geeignet. Zusätzlich ist eine umfassende sowie stetige Temperatur,- Feuchtigkeits- und Lichtkontrolle unabdingbar. Das grundlegende Fachwissen zur Methodik solltest du natürlich auch mitbringen.
Der Zaubertrank der Mikropropagation
Wie bei allen Lebewesen ist ein Wachstum und Überleben nur möglich mit der Zufuhr von Nährstoffen. Wie bereits erwähnt wird das Gewebeexplantat in eine spezielle Substanz gegeben. Hierbei ist ein hormonelles Gleichgewicht entscheidend. Vor allem die Zugabe der Pflanzenhormone Auxin und Zytokinin sind Grundvoraussetzung für ein erfolgreiches Klonen der Mini-Stecklinge.
Auxine werden im oberen Teil der Pflanze produziert und fördern die Entwicklung der Wurzelmasse. Gleichzeitig wird die Bildung von Achsenknospen verhindert. Genau andersherum verhält es sich mit den Zytokininen, welche im Wurzelbereich produziert werden, die Bildung von Achsenknospen begünstigen und der Wurzelentwicklung entgegen wirken.
Demnach unterstützt eine hohe Zytokinin-Konzentration mit niedrigem oder ohne Auxin-Gehalt die gesunde Entwicklung der Achsen- und Adventivknospen, also die Vermehrung der Pflanzen. Hierbei wird die Zellexpansion über die Signalübertragungswege angeregt. Und das obendrein sehr schnell.
Es existieren noch andere anwendbare Nährstoffböden, auch Medien genannt. Unter anderem das Murashige-Skoog-Medium. Ursprünglich sollten hierbei ein Wachstumshormon in Tabaksaft entdeckt werden, was jedoch nicht von Erfolg gekrönt war. Stattdessen stellte man fest, dass in ausgepresstem sowie veraschtem Tabak höhere Konzentrationen von bestimmten Mineralstoffen in Pflanzengewebe vorhanden waren als angenommen. In Anlehnung an diese Erkenntnis wurden Experimente durchgeführt welche bewiesen, dass die Variation dieser Nährstoffe, insbesondere Stickstoff, ein verstärktes Wachstum begünstigten.
Vorteile über Vorteile
Aus logistischer Sicht betrachtet, ist das herkömmliche Züchten von Marihuanapflanzen eine große räumliche Herausforderung. Grundsätzlich wollen Grower, dass ihre Pflanzen nicht nur die gleichen physischen Merkmale besitzen, auch die Größe der wachsenden Stecklinge soll möglichst identisch sein bzw. werden. Zusätzlich wird sich ein Optimalzustand gewünscht, in dem alle angebauten Pflanzen exakt die gleiche Menge an Nährstoffen und Licht benötigen – ein schwer zu realisierendes Ziel.
Um diesem Punkt näher zu kommen, verwenden erfahrene Grower sogenannte Mutterpflanzen um Klone zu entnehmen, da diese den gleichen genetischen Ursprung haben. Allerdings zeigt sich hier bereits eine der größten Schwächen des herkömmlichen Anbaus, bzw. eine der größten Stärken der Mikropropagation – der Mutterpflanze können lediglich eine begrenzte Anzahl an Klonen entnommen werden, die Isolierung des winzigen Pflanzenmaterials hingegen kennt keine Grenzen bei der Erzeugung von Klonen. Demnach ist eine Pflanzenvermehrung durch tissue culture mit derart hohen Geschwindigkeit möglich, so dass in kürzester Zeit tausende neue Pflanzen gezüchtet werden können.
Ein weiterer wichtiger Punkt, und für Mediziner sowie Industrie von großem Nutzen, ist die Eliminierung von Krankheiten wie Bakterien, Viren oder etwa Pilzbefall. Bei der ursprünglichen Aufzucht von Stecklingen zeichnet sich während des Wachstums eine hohe Anfälligkeit für Schimmelpilz und andere Erreger ab. Dieser Umstand führt zum Verlust ganzer Pflanzenkulturen und mindert den Ertrag um einen nicht zu kalkulierenden Prozentsatz.
Durch die Mikropropagation, und den daraus gewonnen einheitlichen Genotypen, wird dieses Risiko stark gemindert, da durch die sterilen Bedingungen und die räumliche Begrenzung das Gewebe effizienter von Schädlingen und Krankheitserregern getrennt werden kann. Zudem ist es durch tissue culture nun auch gestattet, Zuchtklone oder auch wichtige Sorten von Cannabispflanzen zu archivieren, für Forschungsprozesse oder auch wissenschaftliche Modelle zu nutzen.
Doch auch der Grüne Gedanke wird bedient. Denn in Zeiten der Energiewende glänzt die Mikropropagation mit nachhaltigem sowie sparsamen Einsatz von Arbeitsmitteln. Da tausende Proben lediglich eine geringe räumliche Kapazität in Anspruch nehmen, entfällt ein erheblicher Platz- und Wartungsaufwand, der neben Ressourcen natürlich auch Energie fressen würde.
Ein Überblick über den Mikropagationsprozess
Wie bereits beschrieben ist eine saubere und sterile Umgebung das A und O bei der Micropropagation. Genauso wichtig ist die ständige Kontrolle der Temperatur, Feuchtigkeit und Lichtintensität.
Schritt 1: Die Mutterpflanze
Schritt eins beginnt mit der Mutterpflanze. Die Klone dieser Mutter werden exakte genetische Kopien der Mutterpflanze sein, deswegen ist es wichtig, dass die Mutterpflanze gesund ist und besondere und gewünschte Eigenschaften aufweist. Der Mutterpflanze wird mit einem sterilen Skalpell ein Spross, ein Blattsegment oder ein Knoten entnommen. Ein junger Zweig verspricht die größten Chancen auf Erfolg.
Schritt 2: Präparation des Explantats
Schritt zwei umfasst das Reinigen und Desinfizieren des Schnitts oder in Bezug auf die Gewebekultur des „Explantats“. Überschüssige oder größere Blätter werden von der Probe entfernt. Das Explantat wird von jeglichen Verunreinigungen mit Ethanol, Bleichmittel und destilliertem Wasser gespült und gereinigt. Anschließend kommt es in ein Reagenzglas mit einem speziellen nährstoffreichem Medium und wird verschlossen.
Schritt 3: Multiplikationsperiode
Bei richtiger Pflege vermehrt sich ein Explantat auf unbestimmte Zeit.
Schritt 4: Die Wurzelbildung in-vitro beginnt
In diesem Stadium entwickelt das Pflanzenmaterial. Es bilden sich kleine, junge Triebe.
Schritt 5: Transplantations- und Akklimatisierungsphase
In dieser Phase werden die neuen Klone gestärkt und an die veränderten Anbaubedingungen gewöhnt, so dass sie sich mit Erfolg weiterentwickeln.
Ein Blick in die Zukunft
Durch Forschung in Innovation, umfassende Legalisierung und Entwicklung neuer und immer effektiveren Cannabis-Technologien wird es irgendwann auch dem Nachbarn in seinem Gartenhäuschen möglich sein, Pflanzen durch Mikropropagation zu vermehren.
Nicht nur das Streben nach größtmöglicher Qualität, auch der quantitative Aspekt wird mehr und mehr eine Rolle bei der Aufzucht von Marihuana spielen. Stell dir vor, du hast die Möglichkeit innerhalb kürzester Zeit eine Vielzahl von Pflanzen zu klonen, welche die genetischen Voraussetzungen miteinander teilen und auch die Resistenz gegen Krankheiten und Erreger. Eine vielversprechende und innovative Methode, welche die Medizin, Landwirtschaft, Industrie und private Haushalte revolutionieren wird. Mikropropagation ist nicht nur eine hervorragende und effektive Vermehrungsmethode, sie ist vielmehr ein Blick in die Zukunft mit einer Vielzahl an Möglichkeiten.