Kurzdefinition
CsPRR37 (Cannabis sativa Pseudo-Response Regulator 37) ist ein zirkadianer Uhren-Faktor, der als photoperiodischer Blüterepressor fungiert — er hält Cannabis in der vegetativen Phase, solange die Nachtlänge zu kurz ist, und gibt die Blüteauslösung erst frei, wenn die kritische Dunkelperiode überschritten wird.
Wissenschaftliche Beschreibung
Phylogenie und Einordnung
PRR37 gehört zur Pseudo-Response Regulator (PRR)-Familie, ein evolutionär konservierter zirkadianer Zeitgeber mit Orthologen in Arabidopsis (AtPRR7/AtPRR37), Gerste (HvPRR37 = Ppd-H1), Weizen (TaPRR37 = Ppd-1) und Reis (OsPRR37 = Hd2).
In Kulturpflanzen wie Gerste und Weizen kontrollieren PRR37-Allele die Photoperioden-Sensitivität für Breitengrad-spezifische Anpassung — verfrühte Ernte durch Ppd-H1-Mutation ist ein bekannter Agronomie-Fall.
Funktion in der zirkadianen Uhr
Morgen/Mittag: CCA1/LHY → Unterdrückung der PRR-Gene
Mittag/Nachmittag: CsPRR37 akkumuliert → Repression von CCA1/LHY
↓
Sequentieller Uhren-Lauf (Morning Loop)
Abend: TOC1 + PRR5 dominant
Nacht: CCA1/LHY re-aktiviert
CsPRR37 ist Teil des zirkadianen Feedback-Loops und gibt die Blüteauslösung in Abhängigkeit von Tageslänge frei.
Photoperiodischer Mechanismus
Roen et al. (2024) zeigen für Cannabis:
| Lichtzyklus | CsPRR37-Level | FT-Level | Phänotyp |
|---|---|---|---|
| 18h Licht / 6h Dunkel | Hoch (tagsüber) | Niedrig | Vegetativ |
| 12h / 12h | Sinkt in Nacht | Mittel-Hoch | Blüte |
| 8h / 16h | Stark erniedrigt | Sehr hoch | Schnelle Blüte |
Genetische Varianz zwischen Sorten
Salentijn et al. (2019): Unterschiedliche CsPRR37-Allele erklären Variation in der Blüte-Photoperioden-Sensitivität zwischen Cannabis-Sorten: - Späte Sorten (z.B. tropische Sativas): CsPRR37 mit hoher Repressor-Aktivität → benötigen >14h Dunkel - Frühe Sorten (Indica-Typen, gemäßigte Breiten): geringere CsPRR37-Aktivität → reagieren auf 12-13h Dunkel - Autoflowering: Mutationen im CsPRR37-Locus oder im CsFT-FD-Komplex → vollständige Entkopplung vom Lichtzyklus
CsPRR37 als Züchtungsziel
Analog zur Getreide-Agronomie könnten CsPRR37-Allelvarianten genutzt werden, um: - Sorten für höhere/niedrigere Breitengrade anzupassen - Outdoor-Blütezeitpunkte zu optimieren (frühe Ernte vor Herbstregen) - Photopérioden-Sensitivität für kommerzielle Gewächshauszucht zu reduzieren
Anbau-Relevanz
- Sortenauswahl nach Breitengrad: CsPRR37-Varianz erklärt unterschiedliche Blütereaktion identisch behandelter Sorten — Anbauentscheidungen sollten Photoperioden-Sensitivitätsprofil der Sorte berücksichtigen
- Outdoor-Timing: Geografische Tageslängenkalender + sortenspezifischer CsPRR37-Typ → Vorhersage des Blütestarts (z.B. in Deutschland ~12h Nacht Mitte September)
- Night-Break-Empfindlichkeit: Sorten mit empfindlichem CsPRR37 reagieren stärker auf Lichtunterbrechungen → strengere Lichtkontrolle nötig
- Breeding: MAS (Marker-Assisted Selection) auf CsPRR37-Allele für phänologische Anpassung
Verwandte Begriffe
- blueteausloesung — Gesamtmechanismus der Blüteauslösung
- florigen-ft-protein — Florigen-Signal das CsPRR37 reguliert
- phytochrom-pigment — Lichtmessung stromaufwärts von CsPRR37
- autoflower-genetik — Ausfall des CsPRR37-Repressors
Quellen
- Salentijn EMJ et al. (2019): BMC Plant Biol. DOI:10.1186/s12870-019-1930-9
- Roen EJ et al. (2024): Plant Cell Environ. DOI:10.1111/pce.14754
- Nakamichi N (2011): Plant Cell Physiol. DOI:10.1093/pcp/pcr063