One 

prop

are g

roots

wood

have

rooti

root 

Micro

of wh

syste

facilit

plant

McCo

Unive

work

for o

Midw

apply

the A

 

Why 

micro

Howe

equip

Our s

clona

varia

enha

effor

ident

MICR

FOR

Eric Zeldin, 

   

of the major 

agating selec

genetically ide

stocks produc

dy species, bu

 been variabl

ng and poor 

(Fig. 1). 

opropagation

hole plants us

em.  Micropro

tate the prop

ts, and in the 

own at the Ho

ersity of Wisc

king with this 

ver thirty yea

west Hazelnut

ying this expe

American haz

   

do micropro

opropagation

Propagate

Propagate

Propagate

Produce e

Produce p

ever, micropr

pment, suppl

specific goals 

al propagatio

ation present 

anced yield an

rts towards m

tical, field‐rea

ROPROPAG

R THE AME

Scientist, Uni

August

challenges in

cted individua

entical.  This i

ce new stems

ut trials with t

e, usually wit

survival of th

n is the multip

sing an in vitr

opagation has

pagation of m

program of P

orticulture De

consin ‐ Madi

type of wood

ars.  As partic

t Developmen

ertise to the m

elnut.   

 

pagation?  Th

n we can: 

e anytime, ind

e much faster

e free of pest

extremely uni

plants that gr

ropagation is 

ies and perso

in microprop

n to allow ho

with seedling

nd ease‐of‐cu

micropropagat

ady plants. 

GATION PO

ERICAN HA

iversity of Wi

t  14th, 2012 

n the develop

als.  In most fr

is not feasible

s that will byp

the American

th a low perce

ose cuttings t

plication and 

ro, laboratory

s been used t

any recalcitra

Professor Bre

epartment of

son, we have

dy plant biote

ipants in the 

nt Initiative, w

micropropaga

   

   

here are man

dependent of

r, achieving e

s and disease

iform plants. 

ow and estab

not always s

onnel require

pagation rese

orticultural res

g plants, and 

lture through

ting the Amer

OTENTIAL

AZELNUT

sconsin – Ma

ment of the A

ruit and nut c

e with the Am

pass the desir

n hazelnut 

entage 

that do 

recovery 

y‐based 

o 

ant 

nt 

f the 

e been 

echnology 

Upper 

we are 

ation of 

y advantages

f weather, cli

xponential in

es. 

blish faster th

uccessful and

d.  Research i

arch with the

search (mulch

2) to facilitate

h replicated c

rican hazelnu

adison 

American haz

crops, selecte

merican hazel

red individual

Fig. 1.  One ro

10% satisfacto

s and very few

mate and loc

ncrease once 

an those obt

d it can be qu

is necessary t

e American ha

hing, fertilizin

e the selectio

clonal trials.  T

ut, from select

zelnut as a ne

ed individuals 

nut because g

l anyway.  Ro

ooting test wit

ory rooting. 

w drawbacks 

cation. 

cultures are e

ained from co

ite expensive

to overcome 

azelnut at thi

ng, pruning, e

on and develo

This article de

ted parent pl

ew crop is the

 are grafted t

grafting is dif

oted cuttings

th American ha

to microprop

established. 

onventional c

e due to the c

these difficul

is point in tim

etc.) uncompr

opment of eli

escribes in tex

ants to hund

e difficulty in c

to produce ne

fficult and the

s can be utiliz

azelnut that yi

pagation.  Wit

cuttings. 

costs of specia

lties. 

me are: 1) to p

romised by th

te individuals

xt and picture

reds of genet

clonally 

ew plants tha

e seedling 

ed in many 

ielded only 

th 

alized 

perform 

he genetic 

s for 

es our initial 

tically 

t 

The p

Fisch

were

juven

micro

tools

micro

with 

to fre

rapid

as we

optim

Once

conv

grow

large

5 inc

Thes

signif

was t

impo

part 

band

plant

for fi

The p

state

will b

and g

We h

sever

perfo

micro

the A

Midw

micro

expe

plann

The p

we h

regar

 

process starte

hbach in Nort

e dug from se

nile, undergro

opropagation

s to handle th

oorganisms u

no contamin

esh medium (

d multiplicatio

e considered 

mization is im

e enough mic

entional cutt

wing plantlets 

er set of cuttin

h tree bands 

e plants had 

ficant as we w

to produce an

ortant for the 

of the lower 

ds and heavy f

ts are very vig

eld‐establish

plants have st

ed above.  We

be begin to ex

growth after 

have started t

ral selections

ormance trial

opropagation

American haz

west.  Eventu

opropagated 

nsive and res

ned. 

pictures below

ave obtained

rding micropr

ed with the se

hern Wiscons

lected plants

ound collar re

n requires ste

e tissue (Fig. 

using dilute bl

ates) develop

(Fig. 4).  The b

on (Fig. 5).  So

it more impo

mportant for t

rocuttings we

ings (Fig. 6).  

was readily a

ngs were root

and after fur

excellent roo

wanted to ma

n undergroun

later produc

stems were b

fertilization r

gorous and ar

ment trials us

tarted to bran

e have produc

xamine the ef

planting. 

to work on th

s in vitro that 

s in 2013 or 2

n will play a vi

elnut for a ne

ally other kin

plants as sto

search aimed 

w offer a clea

d so far.  If the

ropagation of

election of hi

sin and Micha

 and establish

egion (Fig. 2).

rilized culture

3).  In additio

each or simil

ped new grow

bases were al

o far the proc

ortant to test 

he improvem

ere available,

The quality o

acclimated to

ted, acclimate

rther growth w

ot mass and o

aintain viable

nd vegetative

tion of new s

buried when t

esulted in ext

re quickly app

sing fall plant

nch and it is e

ced a sufficie

ffects of diffe

he second stat

should be rea

2014.  We are

ital role in the

ew orchard cr

ds of propaga

ck plants may

at such seco

ar view of the

ere are any co

f the America

gh nut produ

ael Demchik i

hed in the gre

 Because bac

e vessels and

on, the startin

ar chemicals 

wth from late

lso transferre

cess has work

rooting, plan

ment of micro

 rooting was 

of roots produ

o ambient con

ed and estab

were acclima

ver time the 

 vegetative b

 axis for the e

tems which m

the plants we

tremely unifo

proaching a s

tings of dorm

encouraging t

nt number of

erent levels of

ted goal: we 

ady for replic

e certain that 

e future impr

rop for the Up

ation using 

y prove to be

ndary propag

e process and 

omments or q

an hazelnut, p

cing plants fr

n Central Wis

eenhouse.  Th

cteria and fun

medium, as w

ng plant mate

to surface ste

ral buds and 

ed, yielding ne

ked well, but w

nt developme

propagation e

tested in the 

uced was exce

nditions by gr

lished in the g

ted to outsid

buds on the l

uds that wou

establishmen

may be critica

ere re‐potted 

orm, rapidly g

ize suitable fo

ant plants an

to see branch

f plants to als

f mulch and d

now have 

cated 

rovement of 

pper 

 less 

gation is 

the results 

questions 

please contac

rom the wild,

sconsin.  Colla

hese were cu

ngi grow so fa

well as a ster

erial must be 

erilize the tiss

when tall eno

ew stems; rep

we have not y

ent and field p

efficiency and

 lab and foun

ellent and ne

adual exposu

greenhouse. 

de conditions,

lower stems b

uld be buried 

t of a collar‐l

al for nut prod

into 4 x 4 x 1

growing plant

or field planti

nd spring plan

hing from bur

so start to add

different leve

ct Eric Zeldin b

 performed b

ar (basal, und

t back to forc

ast and are un

rile transfer c

isolated from

sue.  Successf

ough, the tips

petition of th

yet optimized

performance 

d thus final p

nd to be far m

ew growth on

ure to open a

 These were 

, initially unde

began to swe

with subsequ

ike region sim

ductivity ove

10 inch tree b

ts (Figs. 10 an

ing (Fig. 12).  

ntings of activ

ried buds (Fig

dress goal 1 l

ls of fertilizer

by email at el

by cooperator

derground ste

ce new growt

ndesirable an

abinet and st

m contaminat

ful isolates (s

s were cut an

his process res

d the multipli

first.  Howev

er plant cost.

more successf

 the resulting

ir (Fig. 7).  Su

potted into 2

er shade clot

ell (Fig. 9).  Th

uent re‐pottin

milar to seedl

r time.  There

bands.  The lar

nd 11).  Curren

These plants

vely growing p

. 13) for the r

isted above: i

r on plant est

lzeldin@wisc

rs Jason 

em) divisions 

th from the 

nyway, 

terilizable 

ting 

stem pieces 

nd transferred

sulted in 

cation phase

er, 

. 

ul to that of 

g rapidly‐

bsequently, a

2 5/8 x 2 5/8 x

h (Fig. 8).  

is was 

ng.  The idea 

ings.  This is 

efore, a large 

rger tree 

ntly the 

s will be used 

plants. 

reasons 

in 2013 we 

ablishment 

.edu. 

d 

a 

x 

 

Fig. 2.  Micropropagation starts with a high nut producing selection from the wild established in the greenhouse.  Pruning of the 

stems removes apical dominance and new, more juvenile stems erupt from the underground collar region (right picture).  

Greenhouse stems are cleaner than those from the field (fewer bacteria and fungal spores) and juvenile tissue usually yields the 

bests results for micropropagation. 

 

 

Fig. 3. A sterile transfer cabinet used to perform sterile transfers.  Stems from hazelnuts cultures (left in picture) will be cut and 

placed on new media (center) using surgical steel quality sterilized tools (right). 

 

 

 

 

 

Fig. 4.  A hazelnut isolate exhibiting new growth (left picture) and a group of new stems produced in vitro (right picture). 

 

 

  

Fig. 5.  Hazelnut cultures in the culture room.  The first three trays (left picture) contain about 500 stems genetically identical to 

the source plant they were originally isolated from.  A closer view (right picture) shows a culture with microstems ready for 

cutting and rooting.  Further optimization of the multiplication phase will result in faster and cheaper multiplication. 

 

 

 

 

Fig. 6.  Microcutting rooting trial.  Two to three inch microcuttings were dipped in rooting hormone and placed in propagation mix 

(peat/perlite) in a 1020 tray covered with a moisture retaining plastic dome.  Greater than 95% rooting has been achieved using 

microcuttings and rooting hormone treatments.  

 

 

Fig. 7. Rooted microcutting with roots exposed (left picture) and young, greenhouse acclimated plants derived from microcuttings 

(right picture).  Good quality rooting is essential for the tissue to acclimate from protected, in vitro culture to exposed ambient 

conditions. 

  

Fig. 8. Greenhouse acclimated plantlets were repotted into 2 5/8 x 2 5/8 x 5 inch tree bands using commercial grower's mix and 

subsequently acclimated to outside conditions in a coldframe. 

  

Fig. 9.  A plant from Fig. 8 with the tree band removed to show root development (left picture) and a detail of the lower stem of 

another plant to show lateral bud swelling (right picture).  These buds will be buried after re‐potting. 

  

Fig. 10.  Re‐potting of micropropagated plants to larger, 4 x 4 x 10 inch tree bands (left picture) and a top view of the re‐potted 

plants showing a high degree of uniformity (right picture). 

 

  

Fig. 11.  A side view of the micropopagated plants in large tree bands after further growth. 

Fig. 1

mont

(dorm

 

Fig. 1

comin

micro

new s

 

12.  A single pla

th or so before

mant) and spri

13.  Many of th

ng from buried

opropagated A

stems and nut

ant from the p

e dormancy se

ng 2013 (activ

he micropropag

d nodes (right 

American haze

t producing cap

picture in Fig. 1

ts in.  These m

ve growth) plan

gated plants a

picture).  The 

lnuts, as the re

pability. 

11, demonstrat

micropropagate

nting to determ

are beginning t

development 

e‐establishme

tes the strong

ed American h

mine which pla

to branch at th

of new stems 

nt of a collar‐l

g, vigorous grow

hazelnut plants

anting time yie

his time (left p

s from buried n

like region ma

  

wth achieved 

s will be tested

elds the best f

picture) and ma

nodes may be 

y be required 

to date, with a

d both for fall 

field establishm

any of these b

a critical facto

for continual p

another 

2012 

ment. 

 

branches are 

or for 

production of