Botanik: Auf die Schnelle - die Knäulbinse - Juncus conglomeratus *

[Fahrenheit]

Liebe Pflanzenfreunde,

in den letzten Tagen habe ich von Bodo (Bolido) einige Schnitte verschiedener Pflanzen erhalten, die ich nach und nach fertig präparieren werde. Den Anfang macht die Knäulbinse.
Lieber Bodo, auch hier noch einmal vielen Dank für die Schnitte!

Die Knäuelbinse (Juncus conglomeratus) stammt aus der Familie der Binsengewächse (Juncaceae). Das Art-Epitheton conglomeratus (lat. = geknäuelt, gehäuft) zielt dabei auf den kopfig zusammengezogenen Blütenstand ab, der J. conglomeratus von der Flatterbinse (J. effusus) unterscheidet.

Bild 1: Blütenstand der Knäulbinse

Aufnahme von Kristian Peters (Fabelfroh), 2006, aus Wikipedia unter GFDL

Juncus conglomeratus ist eine sommergrüner, mehrjährige Pflanze, die ohne Ausläufer oft in dichten Horsten wächst. Die überwinternden Pflanzenteile liegen oberirdisch und werden in aller Regel von abgestorbenem Pflanzenmaterial und Schnee ausreichend geschützt. Die röhrenartigen, dunkel- bis graugrünen Sprosse erreichen Wuchshöhen zwischen 30 und 100 Zentimetern und wachsen starr aufrecht. Sie enthalten ein Mark aus sternförmigen Zellen. Die basalen, spreitenlosen Blattscheiden sind gelblich braun und stumpf.

Der Blütenstand ist eine scheinbar seitenständige, vielblütige Spirre. Diese ist in aller Regel kompakt kopfig zusammengezogen. Die sechs gleich großen Perigonblätter sind zwischen 2,5 und 3,5 Millimeter lang und zugespitzt, dabei von bräunlicher Farbe, schmal und meist länger als die Frucht. In den Blüten finden sich drei bandartige Staubbeutel, die länger als die Staubfäden sind. Die drei aufrechten Narben auf dem im Vergleich zum Fruchtknoten kurzen Griffel sind rot.
Die Knäuel-Binse blüht zwischen Mai und Juli und entwickelt nach der Blüte und erfolgreicher Windbestäubung dreikantige, oben etwas verbreiterte Fruchtkapseln, die die kleinen, rotbraunen Samen enthalten.

Die Knäuel-Binse findet sich oft auf wechselfeuchten, sauren bis mäßig sauren und stickstoffarmen Böden in der Nähe von Gewässern. Dabei verträgt sie direktes Sonnenlicht, nimmt aber auch mit leicht abgeschatteten Standorten vorlieb.

Bild 2: Illustration zur Knäulbinse

Aus Deutschlands Flora in Abbildungen, 1786, Georg Sturm (Zeichner: Jacob Sturm); Grafik unter GFDL aus www.biolib.de von Kurt Stüber

Vor den Bildern wie immer kurz zur Präparation:

Der Schnitt wurde von Bodo auf dem Leitz Mikrotom 1208 durchgeführt. Wegen des fragilen Sternzellenmarks beträgt die Schnittdicke 60 µm.

Die Schnitte erreichten mich nach einer AFE-Fixierung in 70%igem Ethnol und wurden nach dem Wässern mit W3Asim II von Rolf-Dieter Müller gefärbt.
Entsprechende Arbeitsblätter können im Downloadbereich der MKB-Webseite herunter geladen werden.
Eine ausführliche Beschreibung der Färbung findet sich hier.

Und ein wenig zur Technik:

Alle Aufnahmen auf dem Leica DME mit den Objektiven NPlan 10x und 40x sowie einem 20x PlanApo. Die Kamera ist eine Canon Powershot A520 mit Herrmannscher Okularadaption, zur Zeit nutze ich ein Zeiss KPL 10x, das mit den Leica-Objektiven sehr gut harmoniert. Die Steuerung der Kamera erfolgt am PC mit PSRemote und der Vorschub manuell anhand der Skala am Feintrieb des DME.

Alle Mikroaufnahmen sind mit Zerene Stacker V1.04 (64bit) gestackt. Die anschließende Nachbereitung beschränkt sich auf die Normalisierung und ein leichtes Nachschärfen nach dem Verkleinern auf die 1024er Auflösung (alles mit XNView in der aktuellen Version). Bei stärker verrauschten Aufnahmen lasse ich aber auch mal Neat Image ran.

Aber nun zu den Bildern:

Bild 3a/b: Übersicht, Bild 3b mit Maßstab; Vergrößerung 50x, Stapel aus je 10 Bildern


Wie man hier schon sehen kann, ist das Assimilationsparenchym ebenfalls rot gefärbt, wo doch eine grünlich-blaue Färbung zu erwarten gewesen wäre.
Schön erkennbar, wenn auch nicht komplett erhalten ist das im inneren des Stängels liegende Sternzellenparenchym.

Bild 4a/b: Eines der Hauptleitbündel, Bild 4b mit Beschriftung. Vergrößerung 200x, Stapel aus 10 bzw. 26 Bildern.


Die beschriftete Aufnahme ist mit 26 gegen 10 Bilder deutlich tiefer gestackt und die bessere Darstellung des Sternzellenparenchyms wird durch Überlagerungen im Bereich des Leitbündels erkauft.
Die Beschriftung:
SZP:  Sternzellenparenchym
Pa:    Parenchym
Pl:     Phloem
Xl:     Xylem
XlP:   Xylemparenchym
SklR: Sklerenchymring um das Leitbündel
T:     Trachee
La:     Lakune

Bild 5a/b: Randbereich des Sprosses mit Assimilationsparenchym, Bild 5b mit Beschriftung. Vergrößerung 200x, Stapel aus je 7 Bildern


Da ist sie wieder, die Rotschwäche der Canon PS A520! Da kann man nichts machen, auch wenn die Sklerenchymstreifen zwischen dem Assimilationsparenchym regelrecht absaufen.
Interessant: zwischen dem linken und dem mittleren Leitbündel findet sich eine Querverbindung, von der einzelne Tracheen und teile des Phloems (oder Xylemparenchyms?) erkennbar sind.
Die Beschriftung analog zu Bild 4b aber mit:
LB:   Leitbündel
SZ:  Siebzellen (-röhren)
APa: Assimilationsparenchym
Skl:  Sklerenchym
Ep:  Epidermis
Cu:  Cuticula
ST:  Stoma
Eigentlich sollte das Assimilationsparenchym (lebende, in der Regel unverholzte Zellen) hier grünlich-blau gefärbt sein. Dass kein Färbefehler vorliegt, zeigen Bodos eigene, mit Etzold FCA gefärbte Schnitte. (Bodo, ich würde mich sehr freuen, wenn Du Deine Bilder auch hier im Thread zeigst).

Und noch einmal ein Blick auf eines der großen geschlossen kollateralen Leitbündel:

Bild 6a/b: leitbündel, Bild 6b mit Beschriftung, Vergrößerung 400x, Stapel aus je 12 Bildern


Beschriftung analog zu Bild 4b aber mit:
SZ: Siebzelle (-röhre)
GZ: Geleitzelle

Vielen Dank fürs Anschauen, Anregung und Kritik sind wie immer willkommen.

Herzliche Grüße
Jörg

Edit: Fehler beim verwendeten Mikrotom korrigiert (nicht Grundschlitten sondern Leitz 1208)

[rekuwi]

Lieber Jörg,

wieder mal eine wunderbare Dokumentation von Dir. Und Kritik kann und würde ich niemals üben (wollen - können).
Das Sternzellenparenchym bei den Binsen sind immer wieder ein Hingucker. Und für's Schneiden eine Herausforderung. Da habt ihr prima zusammengearbeitet.

Herzliche Grüße
Regi

[Detlef Kramer]

Lieber Jörg,

wunderbar, wie immer! Die Querverbindungen ("SZ") nennt man Anastemosen. Sie sind typisch für die Monocotylen, bei denen ja die Leitbündel parallel zur Längsachse verlaufen, aber durch diese etwas reduzierten Leitbündel vernetzt sind.

Herzliche Grüße
Detlef

[Ralf]

Lieber Jörg,

es ist gar nicht leicht, das Sternparenchym so gut zusammenzuhalten, wie es bei den hier gezeigten Schnitten der Fall ist. Sehr schön gelungen.

Ein wenig Kritik erlaube ich mir bezüglich der Färbung: Mir erscheint das Rot ist stark überfärbt und das macht sich insbesondere zum Rand hin bemerkbar. Etwas weniger gefärbt würde man auch die Spaltöffnungen am Rand differenzierter erkennen und auch das Sklerenchym, das zum Rand hin endet, wäre differenzierter gefärbt. Hier siehst du, was ich meine:


Etzold grün:



W3ASIMII:

[Rolf-Dieter Müller]

...
Mir erscheint das Rot ist stark überfärbt und das macht sich insbesondere zum Rand hin bemerkbar. Etwas weniger gefärbt würde man auch die Spaltöffnungen am Rand differenzierter erkennen und auch das Sklerenchym, das zum Rand hin endet, wäre differenzierter gefärbt.
...

Ralf, ich erinnere mich noch gut an Jörg's Workshop vom letzten Monat, wo er sehr deutlich auf diese Problematik hingewiesen hat, und jetzt zeigt er selbst einen überfärbten Schnitt. Das Acridinrot färbt genauso wie Safranin indifferent.

@Jörg, trotzdem. Deine beiden Übersichtsbilder gefallen mir ausgesprochen gut. Ein schöner Kontrast des reinen Acridinrots (Anfärbung des Sternzellenparenchyms) zu dem kräftigen Rot (=Acridnrot+Acriflavin) des Assimilationsparenchyms.

Viele Grüße
Rolf-Dieter

[...]

.

[Holger Adelmann]

Die Sternzellen im Mark sind toll, Jörg.
Das schreit nach einem Paraffinschnitt oder PEG ....

Herzliche Grüsse
Holger

[Fahrenheit]

Liebe Freunde,

zunächst einmal herzlichen Dank für Euer Lob, das ich bezüglich der Schnitte natürlich gerne an Bodo weiter gebe!
Und noch mehr bedanke ich mich für eure Hinweise und Tipps rund um die Differenzierung, zur Anastemose und zum Stoma, das ich glatt übersehen hatte.
Kein Wunder, bei der roten Soße, wie nun manch einer sagen mag.  

W3Asim II differenzieren? Ich gestehe: das habe ich noch nie gemacht. Ich nutze immer exakt das gleiche Verfahren, da ich so auch Vergleiche zwischen unterschiedlichen Proben ziehen kann, was mit differenzierten Schnitten zumindest deutlich erschwert ist. Aber es hat mir ja keine Ruhe gelassen.
Also (Also!  ) habe ich eines meiner fertigen Präparate genommen und den Schnitt mit etwas Isopropanol wieder "ausgedeckt". Nach dem Ausspülen des Euparals habe ich zunächst versucht, mit Salzsäure-Alkohol zu differenzieren - uups - entfärbt.
Also noch mal neu: W3Asim II für 7 Minuten, danach eine Minute in Ethanol 70% differenziert, den Vorgang mit reinem Isopropanol unterbrochen und nach gründlichem Spülen in dem selben wieder eingedeckt.

Die Bilder sind auch schon fertig - aber wegen des frischen Euparals etwas schlieriger als gewohnt - und hier sind sie:

Bild 7a/b: Zunächst wieder eine Übersicht, Bild 7b mit Maßstab; Vergrößerung 50x, Stapel aus je 9 Bildern


Leider hat das Sternzellenparenchym doch arg unter der Differenzierung gelitten.

Und nun noch einmal ein Ausschnitt mit dem Assimilationsparenchym:

Bild 8a/b: Assimilationsparenchym und kleine Leitbündel, Bild 8b mit Beschriftung; Vergrößerung 200x, Stapel aus je 5 Bildern


Sicher, man hätte vielleicht 30 Sekunden länger differenzieren können, aber nach der Erfahrung mit dem Salzsäure-Alkohol war ich vorsichtig und eine weitere Runde hätte der Schnitt wohl nicht überstanden. Nun die Beschriftung von innen nach außen (unten nach oben):
Pa:    Parenchym
SklR: Sklerenchymring
Xl:    Xylem
T:     Trachee
LB:    Leitbündel
Pl:     Phloem
Skl:   Sklerenchym
APa:  Assimilationsparenchym
Ep:    Epidermis
Cu:    Cuticula
St:    Stoma

Für mich stellt sich nun die Frage, warum die Parenchymzellen der Binse das Acridinrot so gut festhalten, obwohl sie als nicht lignifizierte Zellen ja eigentlich eher grünlich-blau gefärbt sein sollten?

Herzliche Grüße
Jörg

ps
Die Binse ist übrigens ein sehr beliebtes Objekt im Forum, hier noch eine kleine Linksammlung (Reihenfolge nach Auffinden durch die Suchfunktion des Forums):
Sternzellenparenchym von Wilhelm
Knäulbinse von Hans-Jürgen
Ralfs Binse in W3Asim II
... und in Etzold Grün nach Brügmann
Die Binse in Etzold FCA von Regi
Frank Fox hat einen Spross in Paraffin geschnitten
und Peter Höbel hat ebenfalls einen Thread zur Binse eingestellt
So, ich hoffe, ich habe niemanden vergessen.  

pps
Im Eingangsthread habe ich in Bild 5b das Stoma gekennzeichnet.

[Hans-Jürgen Koch]

Lieber Jörg,

Gratulation zur Teamarbeit mit Bodo.
Auch bei den sehr dünnen Paraffin Schnitten wird das Sternzellenparenchym selten als eine Einheit dargestellt werden können, es gibt immer fehlende Strukturen. Das differenzieren mit Ethanol 70 % hat zum erheblichen Farbverlust vom Sternzellenmark geführt. Mir gefällt das Bild Nr. 3a besser.

Mit freundlichem Gruß

Hans-Jürgen

[Klaus Herrmann]

Lieber Jörg,

die Binse ist immer lohnend, weil sie sich leicht schneiden lässt. Meinen ersten Beitrag habe ich nicht gefunden, aber den mit der TMG-Lehrerfortbildung konnte ich doch noch ausfindig machen:

http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=9553.0

Der zeigt, dass auch Schnibbel-Frischlinge mit diesem Objekt durchaus was hinbekommen. Aber das Sternparenchym ohne Ausrise in dünnem Schnitt, das habe ich auch noch nie geschafft.

[Rolf-Dieter Müller]

...
Für mich stellt sich nun die Frage, warum die Parenchymzellen der Binse das Acridinrot so gut festhalten, obwohl sie als nicht lignifizierte Zellen ja eigentlich eher grünlich-blau gefärbt sein sollten?
...

Jörg, und genau dieses Problem, wenn es überhaupt eins ist, hatte ich beim Papyrus: http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=15488.msg119626#msg119626 , wobei wiederum Dein mit Etzold FCA gefärbter Handschnitt aus 2009 das zu erwartende Ergebnis zeigt.

Für Mitleser zu Erinnerung. Die hier gezeigte W3AsimII-Färbung enthält Acridinrot, Acriflavin und Alcianblau, Etzold FCA enthält Fuchsin, Chrysoidin und Astrablau.

Ich kann mir das nur über spezifische Wirkung der Einzelfarben mit Zellinhaltsstoffen erklären. Besonders das Acriflavin (Farbwirkung gelb bis hellorange) scheint gerade im Assimilationsparenchym mit Zellinhalsstoffen so zu reagieren, das Alcianblau verdrängt wird, das Acridinrot sicher annimmt und nur sehr schwer differenziert werden kann. Im Normalfall tun wir ja alles um Acridinrot zu halten, das oft von mit Wasser verdünntem Alkohol (zum Beispiel 70% Ethanol) schneller ausgezogen wird als man zuschauen kann. Hier bekommen wir es frei Haus geliefert.

Es mag auch sein, das die Färbung mit W3AsimI (enthält Acridinrot, Acriflavin und Astrablau) etwas anders ausfallen wird, da Astrablau viel dominanter einwirkt und leichter andere Farbstoffe verdrängt (Beispiel: Mechanimus der Safranin-Astrablau-Färbung). Beim Sternzellenparenchym würde ich dann eher eine blaue Anfärbung erwarten, oder wie Klaus das soeben gezeigt hat bei Etzold und nicht mit Alkohol behandelt (?) indifferent rot/blau.

Ich habe mir gerade Eckard's Pfeifengras angeschaut (http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=9989.msg71096#msg71096), hier haben wir ja auch eine fast flächige Anfärbung des Assimilationsparenchyms mit Gelb. Rot hat er erst gar nicht zugelassen, was im von Eckard angewandten Prozess (sukzedane Färbung) begründet sein mag. Bei Ralf's Schnitt sehen wird ebenfalls diese Dominanz.

So wie Du hier die Binse gezeigt hast, würde ich es schon typisch für "Grasartige" sehen.

Viele Grüße
Rolf-Dieter

[Ralf]

Lieber Jörg,

mir gefallen die Bilder 7 und 8 jetzt besser, aber das ist mit Sicherheit auch eine sehr persönliche Angelegenheit, wie das Wort "gefällt" eben auch schon ausdrückt.

Ich glaube, dass die ersten Bilder auch deswegen so stark rot gefärbt sind, weil die Schnittdicke 60 µm, also ziemlich "dick" war. Meine Schnitte waren 25 µm. Hinzu kommt noch das, was Rolf-Dieter anmerkte, nämlich dass Acridinrot indifferent färbt.

Mein Fazit: Bei dicken Schnitten und einer Färbung mit Acridinrot musss differenziert werden.

[Fahrenheit]

Lieber Hans-Jürgen,

vielen Dank für Dein Lob!
Wie Ralf schon schrieb: es ist Geschmackssache und es kommt sicher auch darauf an, was das Präparat zeigen soll. Gerade bei der Binse muss man um des Sternzellenparenchyms Willen so dick schneiden, dass die anderen Gewebe recht grenzwertig rüber kommen.

Lieber Klaus,

dä! Hab' ich doch eines übersehen. Danke fürs Nachlegen!

Lieber Ralf, lieber Rolf-Dieter,

ja, die Wirkung der Färbungen hängt nicht nur von der Dicke der Schnitte sondern auch vom Material ab. Das ist ein weites Feld, was ich meist recht schnell bemerke, wenn ich meine ausgetretenen Pfade verlasse. Ich kann aber auch bestätigen, dass viele Gräser in die von Rolf-Dieter beschriebene Richtung tendieren.
Der Randbereich der ersten Präparate ist allerdings auf jeden Fall überfärbt und Differenzieren hilft.

Allen herzliche Grüße
Jörg