Litauszky, Rita Anita: Untersuchungen zur Wirkungsintensität einer Rejuvenilisierung nach der In-vitro-Vermehrung ausgewählter Gehölzpezies am Merkmal der Adventivwurzelbildung
Untersuchungen zur Wirkungsintensität einer Rejuvenilisierung nach der In-vitro-Vermehrung ausgewählter Gehölzpezies am Merkmal der Adventivwurzelbildung
D i s s e r t a t i o n

zur Erlangung des akademischen Grades
doctor rerum horticulturarum
(Dr. rer. hort.)

eingereichtan der
Landwirtschaftlich-Gärtnerischen Fakultät der Humboldt-Universität zu Berlin

von Diplom-Gartenbauingenieur Rita Anita Litauszky ,
geboren am 08.02.1971 in Szarvas (Ungarn)

Präsident der Humboldt-Universität zu Berlin:
Prof. Dr. Dr. h. c.Hans Meyer

Dekan der Landwirtschaftlich-Gärtnerischen Fakultät:
Prof. Dr. Dr. h. c. Ernst Lindemann

Gutachter:
Prof. Dr. sc. Hans-Heinrich Jesch
Prof. Dr. sc. Hans-Günther Kaufmann
Prof. Dr. Gábor Schmidt

Tag der mündlichen Prüfung: 23.07.1999

Untersuchungen zur Wirkungsintensität einer Rejuvenilisierung nach der In-vitro-Vermehrung ausgewählter Gehölzspezies am Merkmal der Adventivwurzelbildung

In der vorliegenden Arbeit wurde eine Rejuvenilisierung durch die In-vitro-Vermehrung von Ziergehölzen anhand verbesserter Adventivwurzelbildung bei der Stecklings- und Steckholzvermehrung nachgewiesen. Weiterhin wurden Aussagen zur Dauer der Rejuvenilisierung bei vegetativ erzeugten Nachkommen von In-vitro-Mutterpflanzen getroffen. Das Überwinterungsverhalten bewurzelter Stecklinge aus verschieden juvenilen Mutterpflanzenherkünften wurde an vier Überwinterungsorten verglichen. Zur Lokalisation und zum zeitlichen Ablauf der Adventivwurzelbildung bei Stecklingen aus verschieden juvenilen Mutterpflanzenherkünften wurden histologische Studien durchgeführt. Parallel dazu wurden die Veränderungen der Peroxidase-Aktivität im Stecklingsgewebe während der Adventivwurzelbildung ermittelt, und mit den Ergebnissen der histologischen Untersuchungen verknüpft.

Influence of rejuvenation after in vitro propagation of woody plants on adventitious rooting

The results of the study suggest an apparent rejuvenation effect after in vitro propagation of woody plants by increasing adventitious rooting in softwood and hardwood cuttings. In addition data are presented for the duration of rejuvenation effect in juvenile stock plants after in vitro propagation and for overwintering success of juvenile cuttings in comparison with cuttings of conventional propagated stock plants. Histological studies to location and development of adventitious root formation in cuttings from different juvenile stockplants complete the morphological findings. Some of the test plants were used to determine the peroxidase activity level within the cutting tissue during adventitious rooting. Peroxidase activity is assumed to act as a boichemical marker for the ease of adventitious rooting.


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Inhaltsverzeichnis

TitelseiteUntersuchungen zur Wirkungsintensität einer Rejuvenilisierung nach der In-vitro-Vermehrung ausgewählter Gehölzpezies am Merkmal der Adventivwurzelbildung
1 Einleitung
1.1.Bedeutung der Rejuvenilisierung bei Gehölzen
1.2.Literaturübersicht
1.2.1.Vegetative Vermehrbarkeit von Gehölze
1.2.2.Juvenilität der Pflanzen
1.2.3.Rejuvenilisierung
1.2.4.Die In-vitro-Vermehrung und ihre Möglichkeiten
1.2.5.Überwinterung bewurzelter Stecklinge
1.3.Zielstellungen für eigene Untersuchungen
2 Material und Methoden
2.1.Histologische Untersuchungen zur Adventivwurzelbildung
2.1.1.Pflanzenmaterial
2.1.2.Versuchsablauf
2.1.2.1.Fixieren und Einbetten der Gewebestücke
2.1.2.2.Schneiden am Mikrotom
2.1.2.3.Anfärben der Mikrotomschnitte
2.1.3.Auswertung der Mikrotomschnitte am Mikroskop
2.2.Peroxidase-Aktivität im Stecklingsgewebe
2.2.1.Pflanzenmaterial
2.2.2.Versuchsablauf
2.2.2.1.Aufbereitung des Pflanzenmaterials
2.2.2.2.Bestimmung der Peroxidase-Aktivität und des Protein-Gehaltes
2.3.Versuche zur Adventivwurzelbildung
2.3.1.Pflanzenmaterial
2.3.2.Zustand und Qualität der Mutterpflanzen
2.3.3.Versuchsablauf
2.3.4.Messungen und Bonituren
2.3.5.Statistische Auswertung
2.4.Versuche zum Überwinterungsverhalten
2.4.1.Pflanzenmaterial
2.4.2.Versuchsablauf
2.4.3.Messungen und Bonituren, statistische Auswertung
3 Ergebnisse
3.1.Histologische Untersuchungen
3.1.1.Corylopsis pauciflora
3.1.2.Cotinus coggygria 'Royal Purple'
3.1.3.Prunus kurilensis 'Brillant'
3.1.4.Prunus tenella 'Fire Hill'
3.2.Untersuchungen zur Peroxidase-Aktivität
3.2.1. Syringa-Vulgaris-Hybriden
3.2.2.Corylopsis pauciflora
3.2.3.Cotinus coggygria 'Royal Purple'
3.2.4.Prunus tenella 'Fire Hill'
3.2.5.Prunus kurilensis 'Brillant'
3.3.Stecklingsbewurzelung
3.3.1.Syringa-Vulgaris-Hybriden
3.3.2.Prunus kurilensis 'Brillant'
3.3.3.Prunus tenella 'Fire Hill'
3.3.4.Prunus serrulata 'Kanzan'
3.3.5.Prunus triloba
3.3.6.Amelanchier laevis 'Ballerina'
3.3.7.Corylopsis pauciflora
3.3.8.Cotinus coggygria 'Royal Purple'
3.3.9.Tilia cordata 'Wega'
3.4.3.4. Steckholzbewurzelung
3.4.1.Syringa-Vulgaris-Hybriden
3.4.2.Prunus serrulata 'Kanzan'
3.4.3.Tilia cordata 'Wega'
3.4.4.Cotinus coggygria 'Royal Purple'
3.5.Überwinterungsversuche bei Tilia cordata 'Wega'
4 Diskussion
4.1.Histologie
4.1.1.Entstehungsort der Adventivwurzeln
4.1.2.Zeitlicher Ablauf der Adventivwurzelbildung
4.1.3.Histologischer Vergleich juveniler und adulter Triebe
4.2.Peroxidase-Untersuchungen
4.3.Vergleich der Adventivwurzelbildung von Stecklingen innerhalb eines Genotyps und zwischen den Genotypen.
4.3.1.Einfluß der Mutterpflanzenjuvenilität auf die Stecklingsvermehrung
4.3.2.Dauer des Rejuvenilisierungseffektes durch In-vitro-Vermehrung
4.3.3.Einfluß des Mutterpflanzenrückschnittes
4.3.4.Einfluß des Stecktermins
4.3.5.Witterungsbedingte Schwankungen
4.4.Vergleich der Adventivwurzelbildung von Steckhölzern innerhalb eines Genotyps und zwischen den Genotypen.
4.5.Überwinterung
5 Schlußfolgerungen
5.1.Schlußfolgerungen aus den eigenen Untersuchungen
5.2.Empfehlungen für die Praxis
5.3.Empfehlungen für weiterführende Untersuchungen
6 Zusammenfassung
Bibliographie Literaturverzeichnis
Anhang A Anhang
Lebenslauf
Selbständigkeitserklärung

Tabellenverzeichnis

Tab. 1: Versuchsmaterial zur Stecklingsvermehrung 1996-1998, Stecktermin und Boniturtermin (Kon=konventionell vermehrte Mutterpflanze, IV=in vitro vermehrte Mutterpflanze, u=ungeschnitten)
Tab. 2: Versuchsmaterial zur Steckholzvermehrung 1996-1998, Steckholzlänge (Kon=konventionell vermehrte Mutterpflanze, IV=in vitro vermehrte Mutterpflanze)
Tab. 3: Für die Auswertung verwendete statistische Tests
Tab. 4: Versuchsmaterial für die Überwinterung 1996-1999 (Kon=konventionell vermehrte Mutterpflanze, IV=in vitro vermehrte Mutterpflanze)
Tab. 5: Temperaturbedingungen in Berlin-Köpenick der Winter 1996/97, 1997/98 und 1998/99.
Tab. 6: Luftfeuchtigkeitsbedingungen in Berlin-Köpenick der Winter 1996/97, 1997/98 und 1998/99.
Tab. 10: Mikroskopische und makroskopische*) Beobachtungen während der Adventivwurzelbildung bei verschiedenen Genotypen
Tab. 7: Anteil der bewurzelten Stecklinge mit Durchtrieb vor der Überwinterung in drei Versuchsjahren, ausgewertet jeweils im Oktober.
Tab. 8: Ausbeute an Stecklingen mit Neutrieb am Ende der Vegetationsperiode 1997 bezogen auf den Anteil bewurzelter Stecklinge 1996, ausgewertet 02.09.1997.
Tab. 9: Ausbeute an Stecklingen mit Neutrieb am Ende der Vegetationsperiode 1998 bezogen auf den Anteil bewurzelter Stecklinge 1997, ausgewertet am 22.09.1998.
Tab. 11: Häufigkeit des Auftretens von signifikanten Abweichungen aller Prüfvarianten im Vergleich zur jeweils konventionellen Variante in den drei Versuchsjahren 1996, 1997, und 1998.

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Querschnitt der Corylopsis pauciflora-Stecklingsbasis in vitro vermehrter Mutterpflanze am Tag 0.
Abb. 2: Wurzelprimordium im Jungstadium im Querschnitt der Corylopsis pauciflora- Stecklingsbasis in vitro vermehrter Mutterpflanze, 14 Tage nach dem Stecken
Abb. 3: Querschnitt der Corylopsis pauciflora-Stecklingsbasis konventionell vermehrter Mutterpflanze, 21 Tage nach dem Stecken.
Abb. 4: Wurzelprimordium im Querschnitt der Corylopsis pauciflora-Stecklingsbasis in vitro vermehrter Mutterpflanze, 21 Tage nach dem Stecken.
Abb. 5: Wurzelprimordium im Jungstadium im Querschnitt der Corylopsis pauciflora- Stecklingsbasen konventionell vermehrter Mutterpflanze, 28 Tage nach dem Stecken.
Abb. 6: Wurzelprimordium im Querschnitt der Corylopsis pauciflora-Stecklingsbasis in vitro vermehrter Mutterpflanze, 28 Tage nach dem Stecken
Abb. 7: Querschnitt der Cotinus coggygria 'Royal Purple'-Stecklingsbasis in vitro vermehrter Mutterpflanzen, 21 Tage nach dem Stecken
Abb. 8: Querschnitt der Cotinus coggygria 'Royal Purple'-Stecklingsbasis in vitro vermehrter Mutterpflanzen, 21 Tage nach dem Stecken
Abb. 9: Querschnitt der Prunus kurilensis 'Brillant'-Stecklingsbasis in vitro vermehrter Mutterpflanze, 21 Tage nach dem Stecken
Abb. 10: Querschnitt der Prunus kurilensis 'Brillant'-Stecklingsbasis in vitro vermehrter Mutterpflanze, 21 Tage nach dem Stecken
Abb. 11: Querschnitt der Prunus tenella 'Fire Hill'-Stecklingsbasis in vitro vermehrter Mutterpflanzen, 28 Tage nach dem Stecken
Abb. 12: Anhäufungender Sklerenchymzellen im Querschnitt der Prunus tenella 'Fire Hill'- Stecklingsbasis in vitro vermehrter Mutterpflanzen, 21 Tage nach dem Stecken
Abb. 13: Peroxidase-Aktivität bei Syringa vulgaris 'Mme Florent Stepman' während der Adventivwurzelbildung im Jahr 1997.
Abb. 14: Peroxidase-Aktivität bei Syringa vulgaris 'Mme Florent Stepman' während der Adventivwurzelbildung im Jahr 1998.
Abb. 15: Peroxidase-Aktivität bei Syringa vulgaris 'Andenken an Ludwig Späth' während der Adventivwurzelbildung im Jahr 1997.
Abb. 16: Peroxidase-Aktivität bei Syringa vulgaris 'Andenken an Ludwig Späth' während der Adventivwurzelbildung im Jahr 1998.
Abb. 17: Peroxidase-Aktivität bei Corylopsis pauciflora während der Adventivwurzelbildung im Jahr 1997.
Abb. 18: Peroxidase-Aktivität bei Corylopsis pauciflora während der Adventivwurzelbildung im Jahr 1998.
Abb. 19: Peroxidase-Aktivität bei Cotinus coggygria 'Royal Purple' während der Adventivwurzelbildung im Jahr 1998.
Abb. 20: Peroxidase-Aktivität bei Prunus tenella 'Fire Hill' während der Adventivwurzelbildung im Jahr 1997.
Abb. 21: Peroxidase-Aktivität bei Prunus kurilensis 'Brillant' während der Adventivwurzelbildung im Jahr 1998.
Abb. 22: Bewurzelungsrate von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Syringa vulgaris 'Andenken an L. Späth' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 23: Wurzelanzahl von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Syringa vulgaris 'Andenken an L. Späth' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 24: Wurzelfrischmasse von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Syringa vulgaris 'Andenken an L. Späth' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 25: Bewurzelungsrate von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Syringa vulgaris 'Mme Lemoine' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 26: Wurzelanzahl von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Syringa vulgaris 'Mme Lemoine' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 27: Wurzelfrischmasse von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Syringa vulgaris 'Mme Lemoine' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 28: Bewurzelungsrate von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Syringa vulgaris 'Mme F. Stepman' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 29: Wurzelanzahl von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Syringa vulgaris 'Mme F. Stepman' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 30: Wurzelfrischmasse von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Syringa vulgaris 'Mme F. Stepman' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 31: Bewurzelungsrate von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Prunus kurilensis 'Brillant' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 32: Wurzelanzahl von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Prunus kurilensis 'Brillant' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 33: Wurzelfrischmasse von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Prunus kurilensis 'Brillant' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 34: Bewurzelungsrate von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Prunus serrulata 'Kanzan' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 35: Wurzelanzahl von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Prunus serrulata 'Kanzan' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 36: Wurzelfrischmasse von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Prunus serrulata 'Kanzan' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 37: Bewurzelungsrate von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Amelanchier laevis 'Ballerina' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 38: Wurzelanzahl von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Amelanchier laevis 'Ballerina' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 39: Wurzelfrischmasse von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Amelanchier laevis 'Ballerina' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 40: Bewurzelungsrate von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Corylopsis pauciflora in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 41: Wurzelanzahl von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Corylopsis pauciflora in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 42: Wurzelfrischmasse von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Corylopsis pauciflora in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 43: Bewurzelungsrate von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Cotinus coggygria 'Royal Purple' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 44: Wurzelanzahl von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Cotinus coggygria 'Royal Purple' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 45: Wurzelfrischmasse von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Cotinus coggygria 'Royal Purple' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 46: Bewurzelungsrate von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Tilia cordata 'Wega' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 47: Wurzelanzahl von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Tilia cordata 'Wega' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 48: Wurzelfrischmasse von Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Tilia cordata 'Wega' in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 49: Bewurzelungsrate und -qualität bei Syringa vulgaris 'Andenken an Ludwig Späth'-Steckhölzern in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 50: Bewurzelungsrate und -qualität bei Syringa vulgaris 'Mme Lemoine'-Steckhölzern in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 51: Bewurzelungsrate und -qualität bei Syringa vulgaris 'Katherine Havemeyer'- Steckhölzern in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 52: Bewurzelungsrate und -qualität bei Syringa vulgaris 'Mme Florent Stepman'- Steckhölzern in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 53: Bewurzelungsrate und -qualität bei Prunus serrulata 'Kanzan'-Steckhölzern in den Jahren 1996, 1997 und 1998.
Abb. 54: Vergleich der Überwinterungsquote (überwinterte Stecklinge je bewurzelte Stecklinge) 1996/97 von bewurzelten Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Tilia cordata 'Wega', ausgewertet am 07.05.1997.
Abb. 55: Vergleich der Überwinterungsquote (überwinterte Stecklinge je bewurzelte Stecklinge) 1997/98 von bewurzelten Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Tilia cordata 'Wega', ausgewertet am 25.05.1998.
Abb. 56: Vergleich der Überwinterungsquote (überwinterte Stecklinge je bewurzelte Stecklinge) 1998/99 von bewurzelten Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Tilia cordata 'Wega', ausgewertet am 02.05.1999.
Abb. 57: Vergleich des Neutriebes nach der Überwinterung (1996/97) von bewurzelten Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Tilia cordata 'Wega'. Überwintert in Multitopfpaletten, ausgewertet am 02.09.1997.
Abb. 58: Vergleich des Neutriebes nach der Überwinterung (1997/98) von bewurzelten Stecklingen aus verschiedenen Mutterpflanzenherkünften bei Tilia cordata 'Wega'. Überwintert in 10-er Töpfen, ausgewertet am 22.09.1998.

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