Kallus (Botanik)

In der Botanik wird der Begriff Kallus (auch Callus, Mehrzahl Calli bzw. Kalli) für unterschiedliche Sachverhalte verwendet:

Kallus als Wundgewebe

Als Kallus werden die undifferenzierten, parenchymatischen Zellkomplexe mit ungerichtetem Wachstum bezeichnet, die nach einer Verwundung entstehen können. Das Kallusgewebe verschließt die Wunde und trägt daher bedeutend zur Wundheilung bei. Bei Holzgewächsen entsteht der Kallus aus dem Kambium, bei krautigen Pflanzen aus dem Parenchym durch hypertrophes Wachstum der unverletzten Randzellen und anschließende intensive Zellteilung. ^[1]

Kallus als Gewebekultur

Nicotiana tabacum-Kalli

Als Kallus wird in der Botanik ein Komplex undifferenzierter, totipotenter Zellen bezeichnet, welcher sich aus einem Gewebestück oder einer Zelle, die vorher einer lebenden Pflanze entnommen wurde, entwickelt. Dieses Gewebestück wird in einen künstlich geschaffenen Nährboden gelegt, der Mineralsalze und organische Verbindungen wie zum Beispiel Zucker und pflanzliche Hormone enthält, die das Kalluswachstum erst ermöglichen. Diese Hormone kommen in der Natur in Kokoswasser vor, sind in der Naturform jedoch nicht so effizient wie mit synthetisierten Hormonen. Da die Zellen eines Kallus durch Mitose entstehen, sollten sie sich genetisch nicht unterscheiden. Jedoch kommt es häufig zur Ausbildung polyploider Zellen in Kalli. Sogar von Aneuploidie und Ringchromosomenbildung wurde schon berichtet. Kräuter scheinen eine höhere Anfälligkeit als Baumarten v.a. Koniferen für eine Änderung der Chromosomenanzahl durch Kalluszüchtung zu haben.

Der Kallus stößt vor allem in der Pflanzenforschung auf großes Interesse, da mit seiner Hilfe Pflanzengewebe ohne einen lebenden Wirt gezüchtet werden kann. Nach einigen Wochen ist es möglich, Teile des Kallusgewebes abzulösen und diese gesondert weiterzukultivieren, um weitere Gewebekulturen zu erhalten.

Durch Hinzufügen von Phytohormonen kann eine Differenzierung der Zellen und somit z. B. ein lebender Pflanzensprössling entstehen.^[2][3]

Vor der Regeneration zu einer fertilen Pflanze können die Kalli als Transformationstarget benutzt werden. Hierbei kommen in erster Linie die biolistische Transformation^[4][5] oder die Transformation mit Agrobakterien^{[6][7][8][9][10][11]} zum Einsatz. Möglich ist auch eine Transformation mit Siliciumkarbid-Kristallnadeln.^[12]

Kallus als Verdickung an Pflanzenorganen

Weiters werden Schwielen oder Verdickungen an Blättern, Blüten oder anderen Pflanzenorganen, beispielsweise an der Lippe von Orchideen, ebenfalls als Kallus bezeichnet.^[13]

Einzelnachweise

1. ↑ Schütt, Schuck, Stimm: Lexikon der Baum- und Straucharten. Nikol, Hamburg 2002, ISBN 3-933203-53-8, S. 243.
2. ↑ Armstrong, C. L., J. Romeroseverson, et al. (1992). "Improved Tissue-culture response of an elite maize inbred through backcross breeding, and identification of chromosomal regions important for regeneration by RFLP analysis." Theoretical and Applied Genetics 84(5-6): 755-762.
3. ↑ Green, C. E. and R. L. Phillips (1975). "Plant regeneration from tissue-cultures of maize." Crop Science 15(3): 417-421.
4. ↑ Frame, B. R., H. Y. Zhang, et al. (2000). "Production of transgenic maize from bombarded type II callus: Effect of gold particle size and callus morphology on transformation efficiency." In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant 36(1): 21-29.
5. ↑ Brettschneider, R., D. Becker, et al. (1997). "Efficient transformation of scutellar tissue of immature maize embryos." Theoretical and Applied Genetics 94(6-7): 737-748.
6. ↑ Frame, B. R., H. X. Shou, et al. (2002). "Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation of maize embryos using a standard binary vector system." Plant Physiology 129(1): 13-22.
7. ↑ Sidorov, V., L. Gilbertson, et al. (2006). "Agrobacterium-mediated transformation of seedling-derived maize callus." Plant Cell Reports 25(4): 320-328.
8. ↑ Hiei, Y., S. Ohta, et al. (1994). "Efficient transformation of rice (Oryza sativa L) mediated by agrobacterium and sequence-analysis of the boundaries of the tDNA." Plant Journal 6(2): 271-282.
9. ↑ Ishida, Y., Y. Hiei, et al. (2007). "Agrobacterium-mediated transformation of maize." Nature Protocols 2(7): 1614-1621.
10. ↑ Ishida, Y., H. Saito, et al. (1996). "High efficiency transformation of maize (Zea mays L.) mediated by Agrobacterium tumefaciens." Nature Biotechnology 14(6): 745-750.
11. ↑ Tingay, S., D. McElroy, et al. (1997). "Agrobacterium tumefaciens-mediated barley transformation." Plant Journal 11(6): 1369-1376.
12. ↑ Bronwyn R. Frame, Paul R. Drayton, Susan V. Bagnall, Carol J. Lewnau, W. Paul Bullock, H. Martin Wilson, James M. Dunwell, John A. Thompson, Kan Wang: Production of fertile transgenic maize plants by silicon carbide whisker-mediated transformation. In: The Plant Journal. 6, Nr. 6, 1994, S. 941–948, doi:10.1046/j.1365-313X.1994.6060941.x.
13. ↑ Gerhard Wagenitz: Wörterbuch der Botanik. 2. Auflage. Nikol, Hamburg 2008, ISBN 3-937872-94-9, S. 164.

Weblinks

• http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/e29/29a.htm