Gibberelline (Cannabis)
Kurzdefinition
Gibberelline (GA) sind tetrazyklische Diterpenoid-Phytohormone der C19-/C20-Klasse, die in Cannabis sativa als endogene Regulatoren der Internodienstreckung, Samenkeimung und Geschlechtsexpression wirken; die vier biologisch aktiven Formen GA1, GA3, GA4 und GA7 benötigen eine 3β-Hydroxylierung für GID1-Rezeptorbindung.
Wissenschaftliche Beschreibung
Struktur und aktive Formen: Gibberelline sind tetrazyklische Diterpenoide (C20-GA12 als Vorläufer, C19-GA als aktive Formen mit γ-Lacton zwischen C-19 und C-10). Die vier bioaktiven Vertreter besitzen alle eine 3β-Hydroxylierung (essentiell für GID1-Bindung): - GA4: Höchste Affinität zum GID1-Rezeptor; in Arabidopsis-Vegetativgeweben dominant; in reifen Antheren sehr hohe Konzentrationen - GA1: 13-Hydroxylierte Form; dominiert zusammen mit GA3 in Samen und Gramineen - GA3 (Gibberellinsäure): Hauptprodukt von Fusarium fujikuroi; häufigste kommerzielle Form; 1,2-Doppelbindung schützt vor 2β-Hydroxylierungs-Inaktivierung - GA7: Aktiv; 2,3-Doppelbindung; in manchen Geweben relevant
Cannabis-spezifische GA-Daten: - Mansouri et al. (2009) PMID 19522814: GA3-Applikation reduzierte DXS-Aktivität (Desoxy-D-Xylulose-5-Phosphat-Synthase, MEP-Weg) in beiden Geschlechtern → Rückgang von Chlorophyllen, Carotinoiden und Δ9-THC bei behandelten Pflanzen. GA3 = THC-reduzierend - Oultram et al. (2024) DOI 10.3390/agronomy14102417: Exogene GA3 verändert Cannabinoid-Profile und Trichom-Morphologie — Trichomgröße und -dichte reduziert - Burgel et al. (2020) PMC7355821: Signifikante Höhenzunahme und veränderte Internodienstreckung unter GA3-Behandlung
GA-Gewebeverteilung: In allen Gefäßpflanzen ist der GA-Gehalt gewebespezifisch; Antheren und sich entwickelnde Samen fungieren als GA-Quellen für andere Organe. GA4 überwiegt in Vegetativgeweben; GA12 (inaktiver Vorläufer) dient als mobiles Intermediat zwischen Blatt und Infloreszenz.
Paclobutrazol/Uniconazol als GA-Inhibitoren: KO-Inhibitoren (CYP701A) blockieren GA-Biosynthese im mittleren Kompartiment → reduzierte GA-Spiegel → kompakterer Wuchs. Rückstände in Blüten sind ein Gesundheitsrisiko und in vielen Jurisdiktionen illegal.
Biologische Auswirkungen
GA steuert in Cannabis: 1. Internodienstreckung (über DELLA-Abbau→PIF4→Expansine) 2. Samenkeimung (DELLA-Abbau→GAMYB→α-Amylase) 3. Geschlechtsexpression — GA3 induziert Stamina auf weiblichen Pflanzen (→ gibberellin-geschlechtsexpression) 4. Trichom-Morphologie: Exzessive GA-Gaben reduzieren Trichomgröße und -dichte → THC-Verlust 5. Antagonismus zu ABA (bei Keimung und Geschlechtsexpression)
Anbau-Relevanz
- GA3-Tauchung für Keimung: 100–500 mg/L GA3-Lösung für alte/dormante Samen; bei frischen Samen ohne Keimhemmung meist unnötig
- GA3 für Feminisierung: 50–200 mg/L, 2–4 Wochen vor Blütebeginn auf weibliche Pflanzen → Stamina-Induktion für Samenproduktion (→ gibberellin-geschlechtsexpression)
- Paclobutrazol: 10–50 mg/L als Bodendrench oder Blattspray → kompakterer Wuchs; Vorsicht: Rückstände, mögliche Blüteverzögerung, illegale Rückstände in Endprodukt
- Mythos: "GA3 macht Pflanzen stärker" — tatsächlich verursacht hohe GA-Exposition Internodienstreckung auf Kosten von Kompaktheit, Blütenmasse und Cannabinoidgehalt; GA3 ist ein THC-Antagonist
Verwandte Begriffe
- gibberellin-biosynthese — Herstellung der GAs
- della-proteine — zentrale Signalmittler der GA-Antwort
- gibberellin-strecke-keimung — molekulare Mechanismen
- gibberellin-geschlechtsexpression — Stamina-Induktion
- aba-abscisinsaeure — GA-Antagonist
Quellen
- Hedden P & Sponsel V (2020) Plant Cell Physiol 61:1832–1849. PMC7758035. DOI: 10.1093/pcp/pcaa092
- Mansouri H et al. (2009) Plant Physiol Biochem 47(12):1016–1023. PMID: 19522814
- Oultram JMJ et al. (2024) Agronomy 14(10):2417. DOI: 10.3390/agronomy14102417
- Burgel L et al. (2020) Plants 9(6):725. PMC7355821. DOI: 10.3390/plants9060725