DE10032108A1

DE10032108A1 - Verfahren zur Vermehrung von Aloe-Pflanzen, insbesondere von Aloe vera L., Aloe ferox Mill. und Aloe arborescens Mill.

Info

Publication number: DE10032108A1
Application number: DE2000132108
Authority: DE
Inventors: Bernd Blaudszun; Jens Varnskuehler; Klaus Michael Mueller; Wolfgang Raedlein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-07-01
Filing date: 2000-07-01
Publication date: 2002-01-17

Abstract

Verfahren zur Vermehrung von Aloe-Pflanzen, insbesondere von Aloe vera L., Aloe ferox Mill. und Aloe arborescens Mill. Pflanzen, das die folgenden Verfahrensschritte aufweist: DOLLAR A - mindestens eine Sprossbasis wird aus einem Ableger oder einer Mutterpflanze präpariert, DOLLAR A - die Sprossbasis wird in Scheiben geschnitten, die in einem Inkulturnahmemedium kultiviert werden, DOLLAR A - aus der Sprossbasis entstandene Sprosse werden abgeteilt und in ein Vermehrungsmedium überführt, wo sie zu Mikrostecklingen weiterkultiviert werden, DOLLAR A - die gewonnenen Mikrostecklinge werden in ein Bewurzelungsmedium überführtund dort weiterkultiviert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermehrung von Aloe-Pflanzen.

Die Gattung Aloe (Asphodeliaceaea) ist in subtropischen, ariden Gebieten, haupt sächlich in Steppen und Gebirgen Afrikas verbreitet. Die Gattung umfaßt etwa 250 Arten von charakteristischen Sukkulenten. Vor allem die Aloe ferox Mill., Aloe vera L. (syn. Aloe barbadensis Mill.) und Aloe arborescens Mill. werden schon seit gerau mer Zeit in der Volksmedizin als Heilpflanzen genutzt. Dabei wird unterschieden zwi schen der verdauungsanregenden und je nach Dosierung abführenden Wirkung des aloinhaltigen Saftes aus der Epidermis der geernteten Blätter und den vorwiegend kosmetischen Wirkungen des im inneren Blattparenchym gespeicherten Aloe-Gels.

Insbesondere das Gel der Aloe vera Pflanzen wird in den letzten Jahren zunehmend in reiner Form, als kosmetischer Zusatz und als Nahrungsergänzungsmittel genutzt.

Die Vermehrung von geeigneten Varietäten und Sorten erfolgt durch Ableger, da auf grund weitverbreiteter Sterilität der Pollen kein fertiles Saatgut geerntet werden kann. Ableger adulter Pflanzen sind jedoch nur begrenzt verfügbar, da sie zugleich zur Er neuerung von bereits bestehenden Plantagen dienen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem schnell große Mengen von robustem Aloe-Pflanzenmaterial aus einer in vitro-Vermehrung für den Aufbau neuer Plantagen bereitgestellt werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch das Verfahren mit den Merkmalen aus An spruch 1 gelöst.

Das Verfahren bezieht sich auf die Vermehrung von Aloe Pflanzen, insbesondere von Aloe vera L., Aloe ferox Mill. und/oder Aloe arborescens Mill. Pflanzen. Mit dem Verfahren wird im Wege der vegetativen Vermehrung aus einer Mutterpflanze eine Vielzahl von Jungpflanzen gewonnen, die zum Aufbau neuer Plantagen verwendet werden können. Erfindungsgemäß wird von einer Mutterpflanze mindestens ein Able ger abgetrennt. Aus dem Ableger wird mindestens eine Sprossbasis präpariert, die nachfolgend in Scheiben geschnitten wird. Alternativ kann auch die Sprossbasis der Mutterpflanze selbst dienen. Die Scheiben der Sprossbasis werden in ein Inkultur nahmemedium überführt, wo die Scheiben kultiviert werden. Aus der Sprossbasis ent standene Sprosse werden nachfolgend abgeteilt und in ein Vermehrungsmedium über führt, wo sie zu Mikrostecklingen weiterkultiviert werden. Die so gewonnenen Mikro stecklinge werden in ein spezielles Bewurzelungsmedium überführt, in dem sich erste Wurzelansätze ausbilden können. Bei diesem Verfahren können eine Vielzahl von ro busten Jungpflanzen aus einer Mutterpflanze gewonnen werden.

Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, daß durch die mehrstufige Füh rung und Kultivierung Jungpflanzen entstehen, die bei einer in vitro-Vermehrung ro bust sind und sich für den Aufbau neuer Plantagen eignen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der von der Mutterpflanze abgetrennte Ableger in einer Schonverpackung verpackt, bevorzugt mit Zellstoff. Der verpackte Ableger wird bei einer Temperatur von ungefähr 15°C bis zu seiner Wei terverarbeitung gelagert. Mit der Aufbewahrung des Ablegers kann dieser auch über weite Strecken bis zu der Stelle transportiert werden, an der die Vermehrung durchge führt wird.

Zur Vorbereitung wird die präparierte Sprossbasis in ungefähr 70%igen Alkohol (Et hanol oder Iso-Propanol) für eine Zeitdauer von ungefähr 30-120 Sekunden geschwenkt. Hierdurch wird die präparierte Sprossbasis für eine nachfolgende Desin fektion vorbereitet.

Die so vorbehandelte Sprossbasis wird in einer Desinfektionslösung ungefähr 3-20 Minuten lang desinfiziert. Als Desinfektionslösung wird eine 1-5%ige Natrium-Hy pochlorit Lösung, bevorzugt eine 3-10%ige Lösung, oder eine weniger als 10%ige Calcium-Hypochlorit Lösung, bevorzugt eine 1-5%ige Lösung, verwendet, wobei der Lösung jeweils einige Tropfen Detergenz zugegeben werden. Eine bevorzugte Deter genz ist hier Tween 20®.

Nach der Desinfektion wird die Sprossbasis bevorzugt mehrfach mit sterilisiertem Leitungswasser gewaschen und vor einem nachfolgenden Zerschneiden der Sprossba sis wird diese in einem Luftzug getrocknet. Das Zerschneiden erfolgt hierbei in unge fähr 10 mm dicke Scheiben, wobei bevorzugt vor dem Zerschneiden beschädigte Zell schichten entfernt werden.

Das Inkulturnahmemedium wird autoklaviert und mit Agar verfestigt. Die Sprossbasis wird bevorzugt in dem Inkulturnahmemedium bei einer Temperatur von 17-30°C, be vorzugt bei 25°C, bei einer relativen Luftfeuchte zwischen 40-100%, bevorzugt bei 60%, und einer künstlichen Beleuchtung mit weniger als 5000 lux, bevorzugt mit 2000 lux, für 8-24 Stunden pro Tag, bevorzugt für 16 Stunden pro Tag, kultiviert. Die gewählten Randbedingungen stellen einerseits sicher, daß die Sprossbasis sich gut entwickelt und andererseits die so entwickelten Jungpflanzen später für ein Auspflan zen ausreichend robust sind.

Die Sprossbasis verbleibt für ungefähr 30-50 Tage in dem Inkulturnahmemedium. Aus jedem ursprünglichen Explantat werden so ungefähr 4-10 Sprosse induziert. Die induzierten Sprosse können unter sterilen Bedingungen abgeteilt und in einem Ver mehrungsmedium weiterkultiviert werden. Dieser Schritt kann mehrfach wiederholt werden. Dabei werden jeweils die neu entstandenen Sprosse abgeteilt und in einem frischen Vermehrungsmedium weiterkultiviert, bis eine ausreichend große Anzahl Sprosse entstanden ist. Das Vermehrungsmedium ist vorzugsweise ein Flüssignähr medium.

Nach dem Kultivierung in dem Vermehrungsmedium werden die Mikrostecklinge für 2-6 Wochen, vorzugsweise für 4 Wochen, in einem Gefäß mit einem Bewurzelungs medium kultiviert. Hierbei handelt es sich um eine in vitro-Abhärtung der gewonne nen Mikrostecklinge, die für eine erfolgreiche Vermehrung wichtig ist. Während die Mikrostecklinge in dem Gefäß mit dem Bewurzelungsmedium weiterkultiviert wer den, werden die Pflanzen bevorzugt über einen partikeldichten Filter belüftet.

Die Mikrostecklinge werden in dem Bewurzelungsmedium mit weniger als 100 klux, bevorzugt mit 10 klux, für 8-16 Stunden pro Tag, bevorzugt für 12 h/d, kultiviert.

Nach der in vitro-Abhärtung werden die Mikrostecklinge in einem gärtnerischen Sub strat pikiert und bei erhöhter Luftfeuchtigkeit, bevorzugt ca. bei 95%, die nach unge fähr 2 Wochen schrittweise reduziert wird, kultiviert. Bei dieser ex vitro-Abhärtung, die 4-12 Wochen, vorzugsweise 7 Wochen, nach dem Pikieren dauert, bilden die Jungpflanzen Wurzelballen aus.

Das Inkulturnahmemedium weist vorzugsweise ein Grundnährmedium mit Zusätzen von Cytokinin, Auxin und Geliermittel auf. Das Vermehrungsmedium weist ein Grundnährmedium mit Zusätzen von Cytokinin und Auxin auf. Hierbei kann dasselbe Grundnährmedium für das Inkulturnahme- und das Vermehrungsmedium verwendet werden.

Das Bewurzelungsnährmedium besteht ebenfalls aus einem Grundnährmedium, das Zusätze aus Auxin, Aktivkohle und Geliermittel aufweist. Das Grundnährmedium des Bewurzelungsnährmediums kann im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung wie das Grundnährmedium des Vermehrungsmediums aufweisen, wobei der Anteil an Makro-Nährstoffen auf 20-80% des vollen Anteils bei dem Vermehrungsmedium re duziert ist.

Eine bevorzugte Ausführung des Verfahrens wird für die Pflanze Aloe vera beschrie ben.

Zuerst werden mögliche Aloe vera L. Mutterpflanzen mit unterschiedlicher Herkunft über einen längeren Zeitraum, beispielsweise 10 Jahre, unter den klimatischen Bedin gungen der Zielregion, in der die neu anzulegende Plantage liegen soll, kultiviert und hinsichtlich Ertrag, Resistenz gegen regionalspezifische biotische und abiotische Faktoren und auf bestgeeignete Inhaltsstoffe getestet. Diese Schritte dienen zur Selek tion einer geeigneten Mutterpflanze.

Für die Inkulturnahme werden junge, ca. 20-30 cm lange Ableger der selektierten Mutterpflanze abgetrennt, sorgfältig unter fließendem Leitungswasser gereinigt, ab getrocknet, einzeln in Zellstoff verpackt und bei einer Temperatur von ungefähr 15°C in das Labor überführt.

Dort werden die Ableger erneut gewaschen, abgetrocknet und anschließend die Blätter bis zur Basis mit Hilfe eines mit 70%igem Alkohol (z. B. Ethanol oder Iso-Propanol) desinfizierten Skalpells entfernt. Dabei ist zu vermeiden, daß die in den Blattachseln angelegten Seitenknospen beschädigt werden. Die so präparierte Sprossbasis wird in einem sterilen, geschlossenen Gefäß 60 Sekunden lang in ca. 250 ml 70%igen Alko hol (z. B. Ethanol oder Iso-Propanol) geschwenkt.

Die so vorbehandelten Sprossbasen werden unter sterilen Bedingungen (Clean-bench) in ca. 250 ml einer 3-10%igen Natrium-Hypochlorit Lösung mit 1-5 Tropfen Deter genz (z. B. Tween 20®) oder einer 1-5%igen Calcium-Hypochlorit Lösung mit 1-5 Tropfen Detergenz (z. B. Tween 20®) zwischen 5-20 Minuten unter Rühren bei Raumtemperatur desinfiziert. Anschließend werden die Sprossbasen mindestens 3 mal für jeweils ca. 5 Minuten in sterilen Gefäßen mit ca. 250 ml sterilisiertem Leitungs wasser gewaschen.

Nach dem Waschen wird die Sprossbasis auf sterilem Filterpapier in einem sterilen Luftstrom der Clean-bench für 5-15 Minuten getrocknet, mit sterilen Skalpellen und Pinzetten werden geschädigte Zellschichten entfernt und die so präparierte Sprossba sis in ca. 10 mm dicke Scheiben geschnitten. Diese Explantate werden in sterile Ge fäße mit autoklaviertem mit Agar verfestigten Nährmedien (Inkulturnahmemedien) überführt.

Die Gefäße mit den desinfizierten Explantaten werden in einer Klimakammer unter folgenden Bedingungen weiterkultiviert:

- Temperatur zwischen 20° und 30°C, bevorzugt 25°C,
- bevorzugt künstliche Beleuchtung mit Hilfe von spezifischem Pflanzenlicht, bei spielsweise Growlux®, mit einer Beleuchtungsstärke von 0-5000 lux, bevorzugt 2000 lux, mit einer Tageslänge von 8-24 Stunden, bevorzugt von 16 Stunden,
- bei einer relativen Luftfeuchte zwischen 40-100%, bevorzugt 60%.

Nach der Inkulturnahme werden nach einer Zeitdauer von etwa 30-50 Tagen die ent standenen Adventiv- oder Axillarsprosse unter sterilen Bedingungen zerteilt und in fri sche Flüssignährmedien ohne Agar (Vermehrungsmedium) überführt und zur Bildung von zahlreichen Adventivknospen angeregt. Nach 2-6 Wochen werden je ursprüngli chen Explantat etwa 4-10 Sprosse neu induziert.

Diese neu induzierten Sprosse werden wiederum für 2-6 Wochen, bevorzugt für 4 Wochen, in einem frischen Vermehrungsmedium weiterkultiviert. Die dann induzier ten Sprosse können wieder abgetrennt werden und erneut zur Weiterkultivierung ver wendet werden. Durch die Wiederholung der in vitro-Vermehrung läßt sich in kurzer Zeit eine große Menge an Sprosse gewinnen, die durch die sich anschließenden Ver fahrensschritten zu robusten Jungpflanzen kultiviert werden.

An die Phase der in vitro-Vermehrung schließt sich die in vitro-Abhärtung an, bei der die gewonnenen Mikrostecklinge für 2-6 Wochen, bevorzugt für 4 Wochen, in einem Bewurzelungsmedium unter Sonnenlicht bei einer Beleuchtungsstärke von einem 1- 100 klux, bevorzugt bei 10 klux, für 8-16 Stunden pro Tag, bevorzugt für 12 Stunden pro Tag, kultiviert werden. Die Pflanzen werden dabei über einen partikeldichten Fil ter belüftet. Die in vitro-Abhärtung führt anschließend zu einem schnelleren Wachs tum.

An diese in vitro-Abhärtung schließt sich die ex vitro-Abhärtung an, für die die be handelten Mikrostecklinge unsteril aus den Gefäßen entnommen werden, in autokla viertem Leitungswasser gewaschen, getrocknet und in geeignetem gärtnerischen Sub strat pikiert werden. Die Pflanzen werden ca. 2 Wochen unter erhöhter relativer Luft feuchte (ungefähr 95%) gehalten, bis sich neue Wurzeln gebildet haben. Im weiteren Verlauf wird nach ungefähr 2 Wochen die Luftfeuchte schrittweise bis zur durch schnittlichen relativen Luftfeuchte in Gewächshäusern von 65% reduziert.

Nach Ausbildung eines Wurzelballens sind die abgehärteten Jungpflanzen versandt bereit, dies tritt ungefähr 4-12 Wochen, häufig 7 Wochen, nach dem Pikieren ein.

Das verwendete Grundnährmedium weist folgende Zusammensetzungen auf:

Das Grundnährmedium ist nach Murashige & Skoog (A revised medium for rapid growth and bioassay with tobacco tissue culture, Physiol. Plant., 15, 473-497, 1962) gebildet.

Das Inkulturnahmemedium weist das Grundnährmedium und folgende Zusätze auf:

Für das Vermehrungsmedium wird ebenfalls das Grundnährmedium mit folgenden Zusätzen verwendet:

Bei dem Bewurzelungsnährmedium wird das oben genannte Nährmedium mit einem reduzierten Anteil von Macro-Nährstoffen verwendet. Hierzu wird der Anteil der Macro-Nährstoffe bevorzugt auf 30-70% des vollen Anteils der Nährstoffe reduziert. Ferner weist das Bewurzelungsnährmedium die folgenden Zusätze auf:

Claims

1. Verfahren zur Vermehrung von Aloe-Pflanzen, insbesondere von Aloe vera L., Aloe ferox Mill. und Aloe arborescens Mill. Pflanzen, das die folgenden Ver fahrensschritte aufweist:

- mindestens eine Sprossbasis wird aus einem Ableger oder einer Mutter pflanze präpariert,
- die Sprossbasis wird in Scheiben geschnitten, die in einem Inkulturnahme medium kultiviert werden,
- aus der Sprossbasis entstandene Sprosse werden abgeteilt und in ein Ver mehrungsmedium überführt, wo sie zu Mikrostecklingen weiterkultiviert werden,
- die gewonnenen Mikrostecklinge werden in ein Bewurzelungsmedium überführt und dort weiterkultiviert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Mutter pflanze abgetrennte Ableger in einer Schonverpackung verpackt wird, bevor zugt in Zellstoff.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der verpackte Able ger bei einer Temperatur von ungefähr 15°C bis zu seiner Weiterverarbeitung gelagert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die präparierte Sprossbasis in ungefähr 70%igem Alkohol getränkt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprossbasis für ungefähr 30-120 Sekunden in dem Alkohol geschwenkt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbe handelte Sprossbasis in einer Desinfektionslösung für ungefähr 3-20 Minuten desinfiziert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Desinfektionslö sung eine 1-15%ige Natrium-Hypochlorit Lösung, bevorzugt 3-10%ig, oder eine weniger als 10%ige Calcium-Hypochlorit Lösung, bevorzugt 1-5%ig, verwendet wird, der jeweils einige Tropfen Detergenz zugesetzt sind.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die desinfi zierte Sprossbasis mehrfach in sterilisiertem Leitungswasser gewaschen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gewaschene Sprossbasis in einem Luftzug getrocknet und in Scheiben geschnitten wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben eine Dicke von ungefähr 10 mm aufweisen.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Inkulturnahmemedium mit Agar verfestigt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprossbasis in dem Inkulturnahmemedium bei einer Temperatur von 17-30 °C, bevorzugt bei 25°C, einer relativen Luftfeuchte zwischen 40-100%, bevor zugt 60%, und einer künstlichen Beleuchtung mit weniger als 5000 lux, bevor zugt mit 2000 lux, für 8-24 Stunden, bevorzugt für 16 Stunden, am Tag kulti viert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprossbasis un gefähr 30-50 Tage in dem Inkulturnahmemedium kultiviert wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die entstandenen Sprosse unter sterilen Bedingungen abgeteilt und die abge teilten Sprosse in einem Vermehrungsmedium weiterkultiviert werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Vermehrungsmedium ein Flüssignährmedium ist.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrostecklinge für 2-6 Wochen, bevorzugt für 4 Wochen, in einem Gefäß mit einem Bewurzelungsmedium kultiviert werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Belüftung der Mikrostecklinge über einen partikeldichten Filter erfolgt.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikro stecklinge in dem Bewurzelungsmedium mit weniger als 1000 klux, bevorzugt mit 10 klux, für 8-16 Stunden, bevorzugt für 12 Stunden, am Tag kultiviert werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrostecklinge nach dem Kultivieren in dem Bewurzelungsmedium in ein Substrat pikiert und bei erhöhter Luftfeuchtigkeit, bevorzugt bei ca. 95%, die nach ungefähr 2 Wochen schrittweise reduziert wird, kultiviert werden.

20. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Inkulturnahmemedium ein Grundnährmedium mit Zusätzen von Cyto kinin, Auxin und Geliermittel aufweist.

21. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vermehrungsmedium ein Grundnährmedium mit Zusätzen aus Cytoki nin und Auxin aufweist.

22. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewurzelungsnährmedium ein Grundnährmedium mit Zusätzen aus Auxin, Aktivkohle und Geliermittel aufweist.

23. Verfahren nach den Ansprüche 20, 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundnährmedien für die Inkulturnahme und die Bewurzelung jeweils gleich sind und gegenüber dem Grundnährmedium für das Bewurzelungsnährmedium einen erhöhten Nährstoffanteil aufweisen.