Meristemaktivität

Meristemaktivität bezeichnet das Vermögen von Meristemzellen, sich fortlaufend zu teilen und dadurch undifferenzierte Zellen bereitzustellen, aus denen Gewebe und Organe der Pflanze entstehen. Meristeme befinden sich in der Spitze von Spross und Wurzel (apikale Meristeme) sowie in Geweben, die später das Dickenwachstum ermöglichen (sekundäre Meristeme wie das vaskuläre Kambium und das Korkkambium).

Zu den primären Meristemen gehören das Sprossapikalmeristem (SAM) und das Wurzelapikalmeristem (RAM) sowie axilläre Meristeme. Sekundäre Meristeme umfassen das vaskuläre Kambium und das Korkkambium, die das Dickenwachstum ermöglichen, indem sie sekundäres Xylem und Phloem bzw. Periderm bilden.

Die Aktivität der Meristeme wird durch komplexe genetische Netzwerke und hormonelle Signale gesteuert. Im SAM regulieren WUSCHEL (WUS) und CLAVATA (CLV) die Stammzellpopulationen in einem Feedback-Loop; WUS fördert Stammzellennachschub, CLV begrenzt ihn. Im RAM arbeiten PLT-, SHR- und SCR-Pfade zusammen, um die Identität der Initialzellen zu sichern und das meristematische Muster zu stabilisieren.

Hormone spielen zentrale Rollen: Auxin und Cytokinin wirken zusammen, und räumlich gerichtete Gradienten beeinflussen Musterbildung, Organinitiierung und Meristemgröße. Das Verhältnis von Auxin zu Cytokinin bestimmt, wo neue Blätter, Knospen oder Wurzeln entstehen.

Umweltfaktoren wie Licht, Nährstoffe, Wasser und Temperatur beeinflussen Meristemaktivität. Stress kann das Wachstum hemmen oder zu Entwicklungsumleitungen führen.

Anwendungen finden sich in der Pflanzenzucht und -vermehrung: Meristemkultur ermöglicht klonale Vermehrung, schnelle Vermehrung wertvoller Sorten und die Erhaltung gefährdeter Arten; in der Grundlagenforschung dient sie dem Verständnis von Wachstumssteuerung und Organbildung.