Apikaldominanz (Auxin)
Kurzdefinition
Apikaldominanz ist die Hemmung axillärer Knospen durch den apikalen Meristem, wobei IAA über PIN1-vermittelten basipetalen Transport indirekt Seitenknospenwachstum supprimiert — nicht direkt, sondern über PIN-Umverteilung und Modulation von Cytokinin (fördert) und Strigolacton (hemmt); in Cannabis die physiologische Grundlage für Topping, FIMing und LST.
Wissenschaftliche Beschreibung
Klassisches Modell → Drei-Hormon-Modell: Frühes Modell: Apikaler IAA-Flux hemmt direkt Seitenknospen. Modernes Drei-Hormon-Modell (Ongaro & Leyser 2008):
| Hormon | Quelle | Wirkung auf Seitenknospen | Mechanismus |
|---|---|---|---|
| Auxin (IAA) | Apikaler Meristem | Supprimiert indirekt | PIN1-basipetaler Flux → IPT-Repression, CKX-Induktion, SL-Förderung |
| Cytokinin (tZ) | Wurzel + lokale Knospen-Synthese | Fördert Austrieb | Direkte Typ-B-ARR-Aktivierung in Knospe |
| Strigolacton (SL) | Wurzel + Stengel | Hemmt | D14-Rezeptor → SMXL7-Degradation → PIN1-Endozytose gefördert |
Schlüsselerkenntnis: IAA dringt nicht selbst in die Axillärknospe ein — es wirkt über Fernregulation von CK-Biosynthese (IPT reprimiert) und SL-Signalgebung.
Molekulare Auxin-Cytokinin-Kreuzregulation: - Auxin reprimiert IPT-Transkription → weniger CK-Biosynthese im Stengel - Auxin fördert CKX-Expression → beschleunigter CK-Abbau - Cytokinin fördert PIN-Umverteilung → verminderte basipetale Auxinströmung (Rückkopplung) - Strigolactone erhöhen PIN1-Endozytose-Rate → weniger PIN1 an der Membran → IAA-Transport geschwächt
Topping-Physiologie in Cannabis (Kaskade): 1. Apex-Entfernung → basipetaler IAA-Flux fällt innerhalb von Minuten-Stunden ab 2. PIN1 in nahegelegenen axillären Knospen reorientiert sich (Canalisation) 3. IPT-Expression im Stengel steigt → lokale CK-Produktion erhöht sich 4. CK aktiviert direkt Axillärknospen über Typ-B-ARR-Signalweg 5. Canalisation etabliert neue Auxinströme von aktivierten Knospen basipetal 6. Strigolacton-Signaling aus der Wurzel begrenzt Gesamtzahl der Knospenaustriebe
Warum nicht alle Knospen gleichzeitig austreiben: SL-Spiegel aus der Wurzel modulieren Anzahl aktivierter Knospen; proximale Knospen haben Ausbreitungsvorteil (geringerer Abstand → schnellere PIN-Reorientierung).
Biologische Auswirkungen
- Starke Apikaldominanz (typisch Indica-dominante Sorten): dominanter Haupttrieb, geringe Seitenverzweigung → "Weihnachtsbaum-Wuchs"
- Schwache Apikaldominanz (typisch Sativa, bestimmte Phänotypen): natürliche Multibranch-Architektur
- Auxin-Spiegelgradienten im Stengel korrelieren mit Gradierung der Seitenastentwicklung: proximale Knospen stärker supprimiert als distale unter reduzierter Dominanz
Anbau-Relevanz
- Topping: Standard-Technik für buschige Canopy; entfernt apikalen Meristem bei 4.–6. Knoten (vegetative Phase, BBCH 14–16). Erzeugt 2–8 neue Hauptkolben; optimale Heilungszeit 24–48 h vor Lichtveränderungen
- FIMing (Fuck I Missed):** ~80% Apex-Entfernung → verbleibende IAA-Produktion erhält partielle Dominanz → mehr (4–8), aber kleinere Kolben. Weniger Stress, langsamere Erholung
- LST (Low Stress Training): Herunterbinden des Apex verändert gravitropische Antwort (PIN3-Umverteilung) → ähnlich wie Topping ohne Gewebeentfernung; Apikaldominanz wird kanalisiert statt eliminiert
- SCROGging: PIN-Topologie wird durch mechanische Ausbreitung neu ausgerichtet; alle Triebe gleicher Höhe → gleichmäßiger IAA-Flux → gleichmäßige Kolbenentwicklung
- Mythos: "Auxin supprimiert Knospen direkt" — IAA dringt nicht in Knospen ein; die Suppression ist indirekt über CK/SL-Modulation. Direktes Auxin auf Knospen → hemmt statt fördert
Verwandte Begriffe
- iaa-auxin — das supprimierende Hormon
- polarer-auxin-transport — PIN1-basipetaler Flux als Mechanismus
- cytokinine — CK als Gegenspieler
- auxin-signalweg — molekulare Basis der Auxinwirkung
Quellen
- Ongaro V & Leyser O (2008) J Exp Bot 59:67–75. PMID: 2663762. DOI: 10.1093/jxb/erm256
- Domagalska MA & Leyser O (2011) Nat Rev Mol Cell Biol 12:211–221. DOI: 10.1038/nrm3088
- Waldie T et al. (2014) J Exp Bot 65:1071–1082. DOI: 10.1093/jxb/ert479