Pyroloide, Waldhalbsträucher der Familie Ericaceae, sind ein wichtiges Modell für ihre mixotrophe Ernährung, die Kohlenstoff aus der Photosynthese und aus ihren Mykorrhizapilzen mischt. Sie haben medizinische Verwendung, sind aber schwierig zu kultivieren ex situ; insbesondere ihre Staubsamen enthalten undifferenzierte, wenigzellige Embryonen, deren Keimung normalerweise vollständig von Pilzpartnern unterstützt wird. Ihre Keimung und frühe Ontogenese bleiben daher schwer fassbar.

Ein optimiertes In-vitro-Kultivierungssystem von fünf Vertretern der Unterfamilie Pyroloideae wurde entwickelt, um die Stärke der Samenruhe und die Wirkung verschiedener Medien und Bedingungen (einschließlich Licht, Gibberelline und lösliche Saccharide) auf die Keimung zu untersuchen. Abbildung et al. analysierten die Pflanzen auf ihre morphologische, anatomische und histochemische Entwicklung.

Repräsentanten von in vitro gezüchteten Sämlingen der in dieser Studie verwendeten Arten.
Vertreter von in vitro gezüchteten Setzlingen der in dieser Studie verwendeten Arten. (A) Pyrola minor im Dunkeln kultiviert, (B) Pyrola minor im Licht kultiviert und (C) Moneses uniflora, (D) Orthilia secunda, (E) Chimaphila umbellata und (F) Monotropa uniflora im Dunkeln kultiviert. Maßstab = 0.5 mm. Bild: Figura et al. 2018.

Dank dieser neuartigen Kultivierungsmethode, die die Keimruhe unterbricht und bis zu 100 % Keimung erreicht, wurden in vitro Blatttriebe für Vertreter aller Pyroloid-Gattungen gewonnen (Monese, Orthilia, Pyrola und Chimaphila). In allen Fällen ist das erste Nachkeimstadium eine undifferenzierte Struktur, aus der später ein Wurzelmeristem hervorgeht, lange vor der Bildung eines adventiven Sprosses.

Diese Kultivierungsmethode kann für weitere Forschungen oder zur Ex-situ-Konservierung von Pyroloidarten verwendet werden. Nachdem die starke Samenruhe gebrochen ist, keimt der winzige kugelförmige Embryo von Pyroloiden in eine Zwischenzone, die funktionell mit dem Protocorm anderer Pflanzen mit Staubsamen wie Orchideen konvergiert. Wie das Orchideen-Protocorm produziert diese Zwischenzone ein einzelnes Meristem: Anders als Orchideen, die ein Sprossmeristem produzieren, erzeugen Pyroloide jedoch zuerst ein Wurzelmeristem.