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Hochschulschrift

Untersuchung des Wachstumsverhaltens von Hairy root Kulturen hinsichtlich Morphologie und Verteilung von Sekundärmetaboliten unter Benutzung eines automatischen Bilderkennungssystems

MPG-Autoren
http://pubman.mpdl.mpg.de/cone/persons/resource/persons125750

Vogel,  Mathias
Bioprocess Engineering, Max Planck Institute for Dynamics of Complex Technical Systems, Max Planck Society;

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Zitation

Vogel, M. (2011). Untersuchung des Wachstumsverhaltens von Hairy root Kulturen hinsichtlich Morphologie und Verteilung von Sekundärmetaboliten unter Benutzung eines automatischen Bilderkennungssystems. Bachelor Thesis, Otto von Guericke Universität, Magdeburg.


Zitierlink: http://hdl.handle.net/11858/00-001M-0000-0013-8B0D-6
Zusammenfassung
In vitro Kulturen von pflanzlichen Zell- und Gewebekulturen bieten die Möglichkeit, gezielt bestimmte Pflanzeninhaltsstoffe herzustellen. Zur Produktion von Betalainen werden, in dieser Arbeit, Hairy root Kulturen von Beta vulgaris genutzt. In vitro Kulturen können in verschiedenen Bioreaktorsystemen kultiviert werden und die gewünschten Produkte können, im Vergleich zu kompletten Pflanzen, leichter aufgearbeitet werden. Zur Auswahl von geeigneten Bioreaktoren ist die Kenntnis von spezifischenWachstumsparametern von entscheidender Bedeutung. Da die Analyse der Parameter der Hairy root Kulturen bisher mit zeitaufwendigen und destruktiven Verfahren erfolgte, stellt ein automatisches Bildanalysesystem eine schnellere Alternative dar. Dafür wurde der Bildanalyse und -erkennungsalgorithmus „WimTube“ in Zusammenarbeit mit dem Hersteller, der Wimasis GmbH, für die Erkennung von Hairy root Kulturen angepasst und optimiert. Die folgende Arbeit zeigt die Daten der Kultivierung von Hairy root Kulturen auf Agarplatten. Hierbei erreichten die Hairy roots, im Vergleich zum ersten Kultivierungstag, nach 11 Kultivierungstagen das 20-fache an Biomasse. Zur Erhöhung der Betalainproduktion wurde mit dem Elicitor CaCl2(dihydrat) gearbeitet. Dieser erwies sich jedoch als hemmender Wirkstoff, sodass die Hairy roots nur noch das 2,3 bis 7-fache an Biomasse zunahmen und keine messbare Betalainproduktion stattfand. Es konnte auch gezeigt werden, dass der Bildanalysealgorithmus die Farbstoffkonzentration in den Hairy roots analysieren kann. Nach 11 Kultivierungstagen wurde eine durchschnittliche Farbstoffkonzentration von 65 % erreicht. Die ersten Messungen am Computertomographsystem zeigten, dass die Betalainverteilung in Hairy root Kulturen, durch entsprechende weitere Modifizierungen am Computertomographsystem, dargestellt werden kann.