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Lexikon der Biologie: in-vitro-Fertilisierung

in-vitro-Fertilisierung w, in-vitro-Fertilisation, 1) die extrakorporale Insemination. Insemination, künstliche Besamung, Reproduktionsbiologie. 2) bei Pflanzen: Sammelbegriff für verschiedene in-vitro-Verfahren, mit denen eine inner- bzw. zwischenartliche oder auch intergenerische Befruchtung (Fertilisierung oder Fertilisation = Gametenverschmelzung) in vitro, d.h. losgelöst von der Pflanze, in einer künstlichen Umgebung erreicht werden kann. Ursprünglich war nur die in-vitro-Fertilisierung isolierter Fruchtknoten mit reifen Pollenkörnern möglich, gefolgt von der Kultur der Explantate auf festen Nährmedien bis hin zur Entwicklung reifer Samen. Dieses Vorgehen entspricht noch weitgehend der natürlichen Entwicklung. Inkompatibilitätsbarrieren (Inkompatibilität) im Narben- oder Griffelgewebe lassen sich hiermit jedoch nicht umgehen. Hier hilft manchmal die Injektion einer Pollensuspension direkt in das Griffelgewebe. Der nächste Schritt bestand deshalb darin, Samenanlagen mit mehr oder minder großen Resten der Placenta zu isolieren und in vitro zu befruchten und zu kultivieren. Hiermit lassen sich Selbstinkompatibilitätsbarrieren immer, Kreuzungsinkompatibilitäten in vielen Fällen umgehen. Zum Teil ist eine Regeneration zu vollständigen Pflanzen nur durch Embryorettung möglich, bei der die entstandenen zygotischen Embryonen nochmals isoliert und in vitro weiterkultiviert werden. In jüngster Zeit ist es darüber hinaus gelungen, einzelne Gameten zu isolieren und durch Elektrofusion (Zellfusion) zu Zygoten zu verschmelzen: weibliche Eizell-Protoplasten aus den Samenanlagen (genauer: dem Embryosack) und männliche Samenzellen aus reifen Pollenkörnern (genauer: die generativen Zellen). Die Zygoten können in vitro mit Hilfe von Feeder-Zellen (z.B. einer nichtembryogenen Zellkultur aus Griffelgewebe) eine normale zygotische Embryogenese durchlaufen. Die Embryonen können zur Bildung eines Kallus angeregt werden, aus dem nach sekundärer somatischer Embryogenese intakte Pflanzen regeneriert werden können. Es sollte auch bei diesem neuen Verfahren möglich sein, Gameten weiter entfernter Spezies miteinander zu verschmelzen und Hybride zu erhalten. Darüber hinaus sind die Gameten im Prinzip einer gentechnologischen Manipulation mittels Elektroporation oder Mikroinjektion zugänglich, was die potentielle Anwendbarkeit in der Züchtung weiter erhöhen würde. Probleme sind zur Zeit noch der hohe Präparations- und Kultivierungsaufwand, ein oft nur geringer Samenansatz und ein frühzeitiges Absterben des Embryos.

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