Cannabis weefselkweek: Wat is het?

• 1. De geschiedenis van weefselkweek
• 2. De basis van weefselkweek
• 3. Wat is plantenweefselkweek en hoe werkt het?
• 4. Weefselkweek vs klonen
• 4. a. Klonen
• 4. b. Plantenweefselkweek
• 5. De 5 stappen van weefselkweek
• 5. a. Hoe je thuis plantenweefselkweek doet
• 5. b. Richtlijn chemische samenstelling
• 6. Tot slot

Weefselkweek bestaat uit het nemen van levend weefsel van een plant en dit onder steriele omstandigheden laten uitgroeien tot een volledige plant. Dit proces bestaat al sinds 1885 en is relatief nieuw bij cannabis zaden, maar het is zeer effectief en toepasbaar bij de meeste plantensoorten. Het proces van weefselkweek resulteert in een gestabiliseerde bron van plantenweefsel die technici kunnen behouden door het vermeerderen van plantcellen. Door dit kiemplasma in schone en veilige faciliteiten te bewaren, kunnen ze specifieke plantcultivars en fenotypes behouden en doorlopend voortplanten. Deze techniek helpt uiteindelijk om zeldzame planten te behouden, of productieve en krachtige fenotypes in leven te houden om later in het veld te gebruiken wanneer ze vermenigvuldigd worden. Je kunt weefselkweek zien als ‘banken’ van genetica die onder speciale omstandigheden bewaard blijven totdat ze overgeplant moeten worden in potten of direct in de volle grond.

1. De geschiedenis van weefselkweek

De geschiedenis van weefselkweek gaat terug tot 1885, toen een Duitse zoöloog probeerde om weefsel uit een kippenei te kweken, maar pas in 1907 slaagde een Amerikaanse zoöloog erin een zenuwcel van een kikker te cultiveren.

Later, in 1910 verbeterde een Franse chirurg deze techniek en definieerde wat weefselkweek was. Nadat de techniek was gedefinieerd en vastgesteld, slaagden verschillende andere experimenten en konden andere onderzoekers stamcellen laten groeien onder kunstmatige omstandigheden. Dit leidde tot meer kennis over menselijke biologie en grote vooruitgang in regeneratieve geneeskunde. Maar je vraagt je misschien af: Hoe heeft dit met cannabis te maken?

2. De basis van weefselkweek

Voordat we dieper ingaan op weefselkweek, hoe het werkt en de verschillen tussen weefselkweek en klonen, laten we eerst de essentie van weefselkweek leren.

Onderzoek

Als je thuis met weefselkweek wilt beginnen, is het eerste wat je moet doen nagaan of het al eerder succesvol is gedaan met die specifieke strain, zodat je dezelfde procedure kunt volgen en misschien gebruiken als richtlijn om te weten wat je wel of niet moet doen.

Plantenweefsel

Nu je weet wat je moet volgen, moet je de plant verkrijgen die je wilt gebruiken voor het weefselkweekproces. De donorplant moet 100% gezond zijn en vrij van ziekten. Ook hangt het af van plant tot plant welk deel je gebruikt, dus volg de eerder genoemde richtlijnen om je slagingskans te verhogen. Houd er rekening mee dat dit proces afhankelijk is van een schone omgeving. Zorg dus dat alles schoon en gesteriliseerd is, inclusief je kleding, materialen en de ruimte zelf, omdat besmetting de belangrijkste reden voor mislukking is.

Lucht

Vervolgens is er de lucht, want planten hebben schone lucht nodig. Om te verzekeren dat de lucht schoon is, kun je een geïmproviseerde glove box kopen of er zelf een maken, bijvoorbeeld met een oud aquarium en PVC-buizen.

Het medium

Een van de belangrijkste onderdelen van weefselkweek is het medium, want dat is waar de plant geplaatst wordt zodra deze groot genoeg is. Het medium moet een gelachtige substantie zijn die stabiliteit en ondersteuning biedt voor wortelontwikkeling en plantengroei, en daarnaast voedingsstoffen levert zodat de plant genoeg energie heeft om te groeien. Daarom is Agar een van de meest gebruikte media.

Nu je een beter idee hebt van wat je nodig hebt, lees verder om te begrijpen hoe je cannabisplanten kunt vermeerderen via weefselkweek, of welke plant dan ook. Onthoud dat weefselkweek lastig kan zijn zonder het juiste materiaal en apparatuur, maar maak je geen zorgen. Je kunt je planten altijd nog klonen; hoewel het aantal klonen afhangt van het aantal takken dat je plant groeit, is klonen veel eenvoudiger, en vereist nauwelijks ervaring. Het enige wat je nodig hebt is kweekgel en een schaar, en dat is alles!

3. Wat is plantenweefselkweek en hoe werkt het? 

Weefselkweek is precies wat hierboven is uitgelegd, namelijk dat je een paar stukjes plantenweefsel of cellen neemt en daarvan honderden of zelfs duizenden identieke klonen ontwikkelt. Met deze methode kunnen kwekers een bepaalde strain bijna voor altijd behouden, en dat met minimale ruimte en inspanning. Net als bij regulier klonen begin je met een klein deel van de plant, maar in tegenstelling tot klonen wordt dit weefsel bewerkt, gesteriliseerd en na reiniging in een kweekmedium met voedingsstoffen, hormonen en suikers geplaatst.

Dit voedingsmedium wordt meestal voor elk weefselkweekproces apart samengesteld. Sommige voedingsstoffen en hormonen stimuleren bepaalde ontwikkelingsfasen. Dus als je groei, wortelontwikkeling en/of vermeerdering (wanneer de plant groot genoeg is) wilt stimuleren, moet je het geschikte voedingsmedium aanleveren. Je begint met een stukje weefsel, en zodra dat groot genoeg is, kun je het in honderden stukjes verdelen om elk apart te klonen, als je dat wilt. Eenmaal groot genoeg krijgen deze stukjes een medium dat wortelvorming en later groei stimuleert.

4. Weefselkweek vs klonen

Nu de cannabisindustrie zich ontwikkelt, zoeken commerciële kwekers naar de beste manier om meer opbrengst en potentie te behalen in minder tijd. Wanneer mogelijk stappen kwekers over van klonen naar weefselkweek, maar waarom?

Klonen 

Zoals je waarschijnlijk weet, bestaat klonen uit het nemen van stekken van een plant en wachten tot deze wortels heeft gevormd zodat je ze verder kunt laten groeien. Deze kloon wordt een exacte kopie van de moederplant.

Maar klonen kunnen onbetrouwbaar zijn als zaailingen, omdat het lastig kan zijn om een hoge overlevingskans te krijgen. Niet alleen dat, ze zijn vatbaarder voor plagen, infecties, ziektes en naarmate de generaties vorderen, wordt de kans op genetische mutaties steeds groter. Bij weefselkweek is dat anders.

Plantenweefselkweek

Het proces van weefselkweek is relatief eenvoudig, maar vereist veel controle om de juiste omstandigheden te waarborgen. Weefselkweeklaboratoria hebben nodig:

Sterilisatie

Weefselculturen hebben een ideale omgeving nodig voor plantengroei, dus deze omgeving moet alles leveren wat een plant nodig heeft in een vorm die gemakkelijk op te nemen is. Maar die omgeving is ook ideaal voor bacteriën en schadelijke micro-organismen, dus alles moet gesteriliseerd worden. Deze sterilisatie is cruciaal omdat schimmels of bacteriën je planten kunnen doden, dus niet alleen het lab moet gesteriliseerd zijn, maar ook het gereedschap, de apparatuur en het plantenweefsel (ook wel 'explants' genoemd).

Een steriele omgeving  

Het is essentieel om het gehele proces in een volledig steriele omgeving uit te voeren. In ideale omstandigheden wordt er een speciale kamer gecreëerd zodat je uitsluitend het al gesteriliseerde materiaal aanraakt. Deze speciale omgeving wordt elke keer gebruikt wanneer je iets zoals gereedschap, apparatuur of plantenweefsel aan de lucht blootstelt.

Ziekten kunnen gemakkelijk de werkruimte binnendringen; schimmelsporen zijn altijd aanwezig in de lucht. Om besmetting van in vitro planten (deze groeien in glas, zoals Petri-schaaltjes) te voorkomen, werken technici vaak onder een flowkast. Deze apparaten blazen lucht door een HEPA-filter—apparatuur die zeer kleine verontreinigingen uit de lucht filtert, zoals virussen, bacteriën en schimmelsporen. De schone lucht stroomt vervolgens in een laminaire stroming over de werkruimte, zodat deeltjes niet op open schaaltjes terechtkomen.

Speciaal kweekmedium

Bij plantenweefselkweek wordt een steriel medium gemaakt om de plant te voorzien van voedingsstoffen, suiker, water en een plek om te groeien. Dit medium biedt alles wat je planten nodig hebben om te overleven totdat ze uitgroeien tot een volledige plant. Dit medium kan thuis gemaakt worden met een kant-en-klaar poeder, suiker en gedestilleerd water met een pH van 5.8. Het is dus relatief eenvoudig, maar vereist veel veiligheidsmaatregelen.

5. De 5 stappen van weefselkweek

Hier zijn de 5 eenvoudige stappen voor plantenweefselkweek in een laboratorium. Let op: dit is een samenvatting van het totale proces.

1. Selecteer de plant die je wilt gebruiken;
2. Plaats het weefsel in een steriele omgeving, neem een stukje, reinig het en laat het groeien op het juiste medium;
3. Zorg voor de juiste omstandigheden en laat het weefsel vermenigvuldigen (dit duurt doorgaans 14 dagen);
4. Forceer wortelgroei bij de plant;
5. Transplanteer naar de uiteindelijke container en laat de plant uitgroeien.

Wil je een meer gedetailleerde stap-voor-stap instructie om het zelf thuis te maken? Hier is een gids, houd er rekening mee dat je dure hulpmiddelen nodig hebt, dus zelfs als het DIY is heb je speciale apparatuur nodig.

Hoe je thuis plantenweefselkweek doet

Ben je geïnteresseerd in een gids voor hoe je plantenweefselkweek met cannabis doet? Hieronder volgt een gedetailleerde stap-voor-stap. Zoals hierboven gezegd, heb je speciale apparatuur nodig, maar het is zeker mogelijk om het thuis te doen.

Initiatiefase (1-2 weken)

Stap 1

Zet de flowkast aan en laat deze minimaal 30min draaien voordat je begint. Heb je geen laminaire flowkast, gebruik dan een alcoholbrander of lamp en werk dichtbij de vlam.

Stap 2

Desinfecteer de flowkast met 70% ethanol, maar spray niet direct op het filter.

Stap 3

Zet je sterilisator aan en laat hem 20min voorverwarmen.

Stap 4

Steriliseer een pak papier in een droge cyclus, steriliseer vervolgens de vaten, water en tween in een langzame cyclus.

Stap 5

Bereid het medium voor: neem een container, vul deze met osmose-, gedestilleerd of gedeïoniseerd water (ideaal). Als je 1L medium wilt maken, voeg dan 900ml water toe. Voeg vervolgens groeivoeding toe tot je een EC van 1.5 bereikt. Voeg 30g/L suiker toe en pas de pH aan tot 5.7, daarna 6g/L agar, giet in een autoclaafbare fles maar vul niet te veel. Steriliseer de fles 15min en verdeel dan ±50ml van het medium over elke gesteriliseerde container die je gebruikt.

Stap 6

Nu je het medium klaar hebt, maak je een oplossing van 0,5% bleekmiddel en 0,1% steriele tween 20. Als je alleen 2,75% bleek hebt, voeg dan 181ml per 1L toe.

Stap 7

Vul een bakje met een beetje water, neem je cannabis materiaal en plaats het in het water. Zorg dat het plantmateriaal gezond is. Als je het meer dan 1 uur moet bewaren, leg het dan in een koelbox met ijs en probeer het zo snel mogelijk in water te krijgen.

Stap 8

Neem een afsluitbare, gesteriliseerde container en vul deze voor 80% met de bleek-tween-oplossing, voeg het plantmateriaal toe en sluit af.

Stap 9

Schud voorzichtig gedurende 20 minuten en dan krachtig gedurende 20 seconden na de eerste 20 minuten.

Stap 10

Verplaats het plantmateriaal naar een ander vat gevuld met 80% gesteriliseerd water, schud voorzichtig 5 minuten en herhaal dit nog 2 keer.

Stap 11

Gebruik steriele pincetten om het plantmateriaal op een steriel stuk papier te leggen zodat het overtollige water wordt geabsorbeerd. Plaats vervolgens één stuk materiaal per vat. De plant moet rechtop in het vat worden geplaatst. Plaats vervolgens op een rek bij 25°C onder een 18/6 lichtschema gedurende minimaal 3 weken. Zodra je planten klaar zijn, heb je met succes een kloon gekweekt die direct in jouw medium naar keuze verder kan groeien, buiten of binnen.

Richtlijn chemische samenstelling 

Bedenk dat er verschillende typen voedingsmedia zijn en dat de samenstelling en hoeveelheid afhankelijk kunnen zijn van het medium dat je gebruikt. Deze gids is geschreven op basis van het Murashige-Skoog medium, dus verzeker jezelf ervan dat je ook de juiste ingrediënten en hoeveelheden voor jouw medium opzoekt.

Dit zijn de essentiële voedingsstoffen die je cannabisplanten in hoge concentraties nodig hebben en die essentieel zijn voor weefselkweek. Zonder deze voedingsstoffen zullen je planten geen groen blad kunnen vormen.

Dit zijn de essentiële voedingsstoffen die je cannabisplanten in kleinere hoeveelheden nodig hebben, maar die ook onmisbaar zijn bij weefselkweek. Zonder deze voedingsstoffen zullen je planten niet goed groeien en snel symptomen van tekorten vertonen.

Deze vitamines zijn essentieel voor het metabolisme van je plant, zeker bij weefselkweek, dus lever ze altijd in de juiste hoeveelheden.

6. Tot slot

Cannabis weefselkweek lijkt misschien lastig, maar het is relatief eenvoudig. Je hoeft alleen maar de beste omstandigheden te behouden en alle veiligheidsmaatregelen te treffen voor de hoogste overlevingskans. We weten dat deze techniek relatief nieuw is en best prijzig kan zijn, dus niet iedere kweker heeft toegang tot de benodigde apparatuur. Maar als je werkt in of je eigen weefselkweeklab thuis gemaakt hebt, deel dan vooral je kennis met andere kwekers en laat een reactie achter hieronder!

Externe referenties

1. Plant Tissue Cultures. - Kärkönen, Anna & Santanen, Arja & Iwamoto, Kuninori & Fukuda, Hiroo. (2020). 
2. Nanotechnology and Plant Tissue Culture. - Tariq, Amina & Ilyas, Saiqa & Naz, Shagufta. (2020). 
3. Plant Tissue Culture Media, Recent Advances in Plant in vitro Culture. - Annarita Leva en Laura M. R. Rinaldi (2012).