Botanik: Goji, der Chinesische Wunderstrauch - Lycium barbarum

[Fahrenheit]

Liebe Pflanzenfreunde,

glaubt man den Werbesprüchen rund um die Früchte und den Saft der Goji Früchte, dann müssten deren Konsumenten eigentlich ewig leben. So was musste natürlich auch in den eigenen Garten!
Mittlerweile ist der Strauch recht groß geworden und bildet ein ziemlich wirres Gestrüpp, da wir ihn nicht an die daneben wachsende Quitte lassen. Beim Rückschnitt habe ich die Gelegenheit genutzt, einige Schnitte vom Spross anzufertigen und mich so erstmals näher mit der "Wunderpflanze" beschäftigt.
Nach Goji suchend hat es eine Weile gedauert, bis ich auf den Gemeinen Bocksdorn (Lycium barbarum) gestoßen bin. Der wäre, im Gartenhandel um die Ecke gekauft, sicher billiger gewesen. Nun, Wunder kosten eben extra ...

Der Gemeine Bocksdorn (Lycium barbarum, synonym: L. halimifolium) ist ein Nachtschattengewächs (Solanaceae) aus der Gattung der Bocksdorne (Lycium). Die Pflanze ist bei uns ein Neophyt und wird auch Teufelszwirn, Hexenzwirn oder Chinesische Wolfsbeere genannt. In China heißt sie Níngxià gouqi, im englischsprachigen Raum Goji oder Wolfberry.

Bild 1: Illustration zum Gemeinen Bocksdorn

Aus "Flora von Deutschland, Österreich und der Schweiz" von Prof. Dr. Otto Wilhelm Thomé, Gera 1885, unter GDFL von Kurth Stüber, www.biolib.de.

Den Gemeinen Bocksdorn findet man manchmal als Zierpflanze (dazu wäre die kleinere Art Lycium chinense aus der Klade um den Bocksdorn sicher besser geeignet) und er ist Bestandteil der chinesischen Küche sowie der traditionellen chinesischen Medizin. Er kommt in Deutschland vorwiegend in und nahe den Städten Ostdeutschlands vor, verwildert an Mauern und Zäunen. Weniger häufig sieht man ihn im Westen Deutschlands. Er verträgt weder Salz noch Schwermetalle. Im südlichen Europa, insbesonder in den Mittelmeerregionen ist Lycium barbarum ebenfalls recht häufig anzutreffen.
Sein natürliches Vorkommen reicht von Südosteuropa bis China. Eine typische Wolfsbeerenregion in dort ist Ningxia, von wo er sich als Kulturpflanze nach ganz Asien, Europa, Nordamerika, Nordafrika und Australien/Neuseeland ausbreitete.

Bild 2: Eine etwas ramponierte Blüte


Lycium barbarum ist ein sommergrüner Strauch, der zwei bis vier Meter hoch werden kann. Seine rutenförmigen, meist stachligen Äste (Teufelszwirn!) hängen bogenartig herab und tragen längliche, lanzettförmige, ganzrandige und graugrüne Blätter. Diese werden 2 bis 3 cm breit und 3 bis 10 cm lang und sitzen gegenständig oder auch in Gruppen am Spross.
Die Blütezeit des Gemeinen Bocksdorn reicht von Juni bis August oder September. Der Blütenstand enthält eine oder mehrere fünfzählige, zwittrige Blüten, die jeweils auf einem 1 bis 2 cm langen Stiel sitzen. Der glockenförmige, zweilappige Blütenkelch hat einen Durchmesser von 4 bis 5 mm. Die Blütenkrone ist violett bis blaß rosafarben und trichterförmig, mit 5 bis 6 mm langen sich spreizenden Blütenblättern, die am Rand fast unbehaart sind. Der Kelch hat eine Länge von 8 bis 10 Millimetern, die Staubgefäße und der Griffel stehen daraus leicht hervor. Die Bestäubung erfolgt durch Insekten (meist Hautflügler), auch eine Selbstbestäubung ist möglich.
Die leuchtend roten oder orange-gelben, länglichen bis eiförmigen Früchte sind 0.4 bis 2 mm breit und 5 bis 12 mm lang. Sie reifen von August bis Oktober und die Verbreitung der 4 bis 20 Samen pro Frucht erfolgt durch Tiere, denen die Früchte als Futter dienen.
Die Pflanze gilt als sehr winterhart und verträgt Frost bis -25 °C.

Bild 3: Laub des Gemeinen Bocksdorn


Bild 4: Der etwa 2 cm dicke Spross unserer Pflanze


Bild 5: Früchte des Bocksdorns

Die Aufnahme stammt von "Paul" und ist gemeinfrei. Unser eigener Strauch hat leider noch keine Früchte zu Stande gebracht.

Im Gegensatz zu vielen anderen Arten aus der Familie der Nachtschattengewächse verholzen die Sprosse von Lycium barbarum - sonst wären die bis zu 4 m Wuchshöhe auch nicht zu erreichen. Ich war sehr gespannt, wie sich dies auf das innen liegende Phloem - eine anatomische Besonderheit, die man bei vielen Solanaceen findet - auswirkt.
Wer nach schauen möchte: zum innen liegenden Phloem des Schwarzen Nachtschattens (Solanum nigrum) gibt es hier im Forum bereits einen Thread:
https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=6931.0

Bevor wir uns die Schnitte anschauen, zunächst zur Präparation:

Der Spross wurde frisch auf dem Handzylindermikrotom mit Leica Einmalklingen im SHK-Klingenhalter geschnitten. Die Schnittdicke beträgt ca. 50 µm.
Anschließend wurden die Schnitte für etwa 20 Minuten in AFE fixiert.

Gefärbt habe ich diesmal klassisch nach Wacker W3A - ohne Acriflavin in der letzten Stufe mit Astrablau. Entsprechende Arbeitsblätter können im Downloadbereich der MKB-Webseite herunter geladen werden.

Und nun zu den Präparaten:

Bild 6: Übersicht über den Sprossquerschnitt, Makroaufnahme mit der Canon PS S3is

Aha, das innen liegende Phloem ist auch hier schon in Form dunkelblauer Streifen am äußeren Rand des Markparenchyms erkennbar.

Bild 7: Etwas näher heran; Vergrößerung 50x, Stapel aus 14 Bildern


Bild 8a/b: Der Querschnitt im Detail, Bild 8b mit Beschriftung; Vergrößerung 100x, Stapel aus je 8 Bildern


Die Beschriftung von Außen nach Innen (Links nach Rechts):
Per:  Periderm
RP:   Rindenparenchym
aPl:  Äußeres Phloem
Ca:   Cambium
T':   Trachee in Entwicklung
T:    Trachee
Xl:   Xylem
MS:   Markstrahl
pXl:  Primäres Xylem
iPl:  Inneres Phloem
Skl:  Hinter jedem der inneren Phloemstränge liegt ein einzelner, röhrenförmiger Sklereid.
MP:   Markparenchym
CaOx: Sowohl im Markparenchym, als auch im Rindenparenchym finden sich Zellen, die mit kleinen Calciumoxalat-Kristallen gefüllt sind.

Bei einigen Stellen des Schnittes lohnt es sich, genauer hin zu sehen:

Bild 9a/b: Das Periderm, Bild 9b mit Beschriftung; Vergrößerung 400x, Stapel aus 8 Bildern.


Auch hier wieder die Beschriftung von Außen (Oben) nach Innen (Unten):
Pel:  Phellem
PG:   Phellogen
PD:   Phelloderm
CaOx: Sowohl im Markparenchym, als auch im Rindenparenchym finden sich Zellen, die mit kleinen Calciumoxalat-Kristallen gefüllt sind.
PR:   Rindenparenchym
Pl:   Ein Eckchen vom äußeren Phloem

Bild 10: Noch einmal ein Blick auf das äußere Phloem und das Xylem, Vergrößerung 200x, Stapel aus 11 Bildern

Leider lassen sich im Phloem keine Siebplatten ausmachen.

Bild 11a/b: Nun die "Innenseite" mit primärem Xylem und innerem Phloem, Bild 11b mit Beschriftung; Vergrößerung 400x, Stapel aus 8 Bildern


Beschriftung analog zu Bild 8b, XlP = Xylemparenchym, pXl = primäres Xylem und SP = Siebplatte.

Bild 12: Einer der Sklereiden am Innenrand des für die Solanaceen typischen inneren Phloems, Vergrößerung 400x, Stapel aus 9 Bildern

Das dunkelblaue Band links unterhalb des Sklereiden besteht aus zusammengeschobenen Phloemzellen, die keine Funktion mehr haben.

Auffällig sind die im Markparenchym und Rindenparenchym vorkommenden Zellen, deren Vakuole komplett mit kleinen dreieckigen oder tetraederförmigen Kristallen gefüllt waren. Durch den Schnitt sind viele der Zellen zerstört und spätestens im Rahmen der Fixierung hat sich dann ein Teil der Kristallfracht im Umfeld der angeschnittenen Zele verteilt. Die Kristalle sind doppelbrechend und ich nehme an, dass es sich um Calciumoxalat handelt.
Wie sicher schon bekannt, sind Pol-Aufnahmen mit der Canon Powershot A520 schwierig, vermutlich wegen eines eigenen Polfilters vor dem Sensor erzeugt die Kamera Falschfarben. Diese können jedoch ganz reitzvoll sein, genau wie die Nebenprodukte des Versuchs, mit der Bildbearbeitung den im Okular erhaltenen Eindruck zu erreichen. Am seriösesten ist aber immer noch die Umwandlung in ein SW-Bild. Trotzdem erlaube ich mir im Folgenden, alle Bilder zu zeigen.  

Bild 13 a/d: Eine angeschnittene Zelle mit vielen kleinen Kristallen. Vergrößerung 400x, Stapel aus je 7 Bildern. Bild 13a Hellfeld, Bild 13b Pol unverändert, Bild 13c Pol Farbspielerei und Bild 13d nach Umwandlung in Grautöne.





Vielen Dank fürs Ansehen, Anregungen und Kritik sind wie immer willkommen.

Herzliche Grüße
Jörg

Edit 05.12.2013: Bilder wieder hergestellt

[Detlef Kramer]

Lieber Jörg,

wie immer gut, gründlich und technisch einwandfrei!

Aber etwas habe ich ja meistens zu meckern: die Beschriftung für das Phellogen in Abb. 9b musst Du um genau vier Zellschichten nach oben verschieben. Generell erkennt man die Kambiumschicht daran, dass es die Zellen mit dem flachsten Querschnitt und den dünnsten Zellen sind.

Herzliche Grüße
Detlef

[Jan Kros]

Lieber Jörg
Schöne aufnahmen von eine interessante Pflanze
Danke fürs zeigen
Herzlichen Gruss
Jan

[Rolf-Dieter Müller]

Lieber Jörg,

mir gefällt mal wieder Deine Schwarzweiß-Aufnahme, wobei ich dafür vielleicht einen anderen Ansatz genommen hätte.

Noch mehr Details/Auflösung erhalte ich bei diesem Weg, wenn ich im Strahlengang einen Grünfilter einlege und danach das in grün gefärbte Bild nach Schwarweiß konvertiere. Viele Kameras bieten aber auch hierfür schon selbst eine Monchrom-Voreinstellung an.

Daraus ergibt sich eine interessante Fragestellung. Welches der drei Verfahren ergibt für eine monochrome Darstellung die Bestauflösung.

Viele Mikrogrüße
Rolf-Dieter

[Mila]

Lieber Jörg,

wie schön, dass Du uns diese viel beworbene Wunderpflanze zeigst. Die Solanaceen sind doch immer wieder "für oder gegen etwas gut"! Dieses spezielle "Nachtschadengewächs" fehlt noch in meiner Sammlung! Zur versprochenen Wirkung: Ich bin ja mal auf K 59 gespannt

Tolle Aufnahmen!

Herzliche Grüße
Mila

[Detlef Kramer]

Ich bin ja mal auf K 59 gespannt

Liebe Mila,

dann werde ich 119 sein. Kannst Du dann mal anfangen, mich mit dem Zeug in pharmazeutisch optimaler Dosierung zu versorgen?

Herzliche Grüße
Detlef

[Fahrenheit]

Liebe Freunde,

erst einmal vielen Dank für Euer Lob, über das ich mich immer sehr freue!

Lieber Detlef,

vielen Dank, dass Du die Beschriftung des Periderms ansprichst! Diesmal habe ich lange überlegt und die Präparate durchgesehen und war letztendlich doch unsicher. Folgendes habe ich mir gedacht (bitte korrigiere mich, wenn ich falsch liege):
- Das Phellogen ist als Meristem eine Zelllage dick.
- Aus der Teilung seiner Zellen entstehen nach innen hin die Zellen des Phelloderms (meist auch nur eine bis wenige Lagen)
 und nach außen die Zellen des Phellems.
- Die Phellemzellen (Kork) sind tot und nehmen oft schlecht Farbe an. Nur die äußersten Schichten werden vom
 Acridinrot gefärbt
- Zwischen dem Phellogen und den abgestorbenen Korkzellen gibt es Phellemzellen im Wachstum, diese sind noch
 lebendig und zeigen wie auch Phellogen und Periderm die gleiche Färbung wie die Parenchymzellen allgemein.
Somit habe ich in der Vorletzten Zelllage mit blauen Zellwänden das Phellogen vermutet.

Leider ist der Kork hier sehr zart und die Zellen sind ordentlich gequetscht, was die Bestimmung nicht gerade erleichtert. Ich habe daher nach einer vielelicht besseren Stelle gesucht und lege hier noch einmal zwei Bilder nach.

Was meinst Du? Die Bilder sind verkleinert, wenn Du einen ausschnitt sehen möchtest, lade ich den gerne in Originalauflösung hoch.

Bild 14a/b: Periderm, Bild 14b mit Beschriftung; Vergrößerung 400x, Stapel aus 10 Bildern


Beschriftung:
RP: Rindenparenchym
PD: Phelloderm
PG: Phellogen
Ph: Phellem  

Lieber Rolf-Dieter,

die Aufnahme ist mit meinem 40x N-Plan Objektiv gemacht und somit hast Du sicher recht, da die Objektive meist für eine Wellenlänge im grünen Bereich des Spektrums am besten auskorrigiert sind. Aber es gibt bei den Kompaktkameras ja noch einen zweiten Effekt: wegen der Bayermaske werden nur die Bildinformationen von 50% der Fläche des CCD genutzt. Ich würde da keine deutliche Verbesserung erwarten. Leider habe ich keinen Grünfilter, so dass ich den Effekt nicht testen kann.
Der Graustufenmodus einer Kompaktkamera verlagert eigentlich nur die Umwandlung der 24 bit Farbwerte auf 8 Bit Graustufen von der Bildbearbeitung in die Kamera. Da kommt es dann halt darauf an, wer den besseren Algorithmus hat und ob dieser in der Kamera nur einen Fabkanal berücksichtigt oder alle (wieder Bayermaske). Das dürfte aber von Kamera zu Kamera und von Bildbearbeitungsprogramm zu Bildbearbeitungsprogramm unterschiedlich ausfallen.
Einen echten Vorteil könnte hier der Einsatz einer Monochrom-Kamera mit hoher Dynamik zusammen mit dem Grünfilter bringen.

Liebe Mila,

na denn Prost - auf die K59!
Einen der Schnitte habe ich schon für Dich reserviert, den bekommst Du aber schon auf der K9.  

.. und Detlef, das schaffst Du doch auch ohne irgendwelche Säftchen und Tinktürchen locker!  

Allen herzliche Grüße und einen schönen Restsonntag
Jörg

Edit 05.12.2013: Bilder wieder hergestellt

[Hans-Jürgen Koch]

Lieber Jörg,

dank Deines interessanten und lehrreichen Beitrages schwappt die Goji-Welle jetzt auch auf uns Mikroskopiker über. Viele Supermärkte führen inzwischen ein breites Goji-Angebot. 

Gruß
Hans-Jürgen

[Detlef Kramer]

Lieber Jörg,

stimmt, mit den neuen Fotos hast Du mich überzeugt. Die dünnen Phellemzellen sind wahrscheinlich ein wenig gequetscht, das hat mich verwirrt.

Herzliche Grüße
Detlef

[Fahrenheit]

Lieber Hans-Jürgen,

auch Dir vielen Dank für Dein Lob!
Ich hoffe nicht, dass die Goji-Produzenten nun anfangen, das Forum mit Werbung zu zu pflastern. 

Lieber Detlef,

vielen Dank für Deine Bestätigung! Manchmal macht es einem das Grünzeug aber auch ganz schön schwer - erst recht, wenn man nur einen Ausschnitt zu sehen bekommt. 

Euch beiden herzliche Grüße
Jörg

[Eckhard]

Lieber Jörg,

Wundersträucher und Kanonen stehen bei mir hoch im Kurs

Mich beeindruckt immer wieder die Detailtiefe Deiner Arbeiten!

Herzliche Grüsse
Eckhard

[Fahrenheit]

Lieber Eckhard,

abermals vielen Dank!

Die Wunderkanone hält wenigstens, was sie verspricht ...   

Herzliche Grüße
Jörg