IAA (Indol-3-Essigsäure)
Kurzdefinition
Indol-3-Essigsäure (IAA) ist das primäre natürliche Auxin und das mengenmäßig bedeutendste Wachstumshormon in Cannabis sativa; als Indolderivat mit einer Essigsäureseitenkette steuert es Zellstreckung, Gewebedifferenzierung und die organogene Musterbildung von der Embryogenese bis zur Seneszenz.
Wissenschaftliche Beschreibung
IAA besitzt ein Indolringsystem (aus Tryptophan abgeleitet) mit einer Essigsäureseitenkette an Position 3. Molekülmasse 175,18 g/mol; die Carboxylgruppe (pKₐ ~4,75) bedingt, dass IAA bei physiologischem pH überwiegend als Anion (IAA⁻) vorliegt — nur die protonierte Form (IAAH) diffundiert passiv durch Plasmamembranen, was die Grundlage des chemiosmotischen Modells des polaren Auxintransports bildet.
Vorkommen in Cannabis: IAA ist in apikalen Meristemen, jungen Blattprimordien, Procambium und reifen Siebröhren konzentriert. Immunzytochemische Studien belegen, dass IAA-Verteilung mit vaskulären Geweben koinzidiert (PMID 12177490). Auxin beeinflusst die Transkription von bis zu einem Drittel aller Gene in Arabidopsis thaliana (Mutte et al. 2018).
Funktionen in Cannabis: 1. Apikale Dominanz und Verzweigungsmuster (basipetaler PIN1-Flux) 2. Wurzelinitiation und -elongation (IBA 0,1–1,0 mg/L für Stecklinge) 3. Blatt-Epinastie bei Überschuss 4. Sexuelle Differenzierung (Auxin beeinflusst Geschlechtsausprägung in Cannabaceae; Auxin and Sexuality in Cannabis sativa, ResearchGate) 5. Gefäßdifferenzierung (Procambium-Differenzierung) 6. Mikropropagation: IAA/NAA (0,5–1,0 mg/L) kombiniert mit Cytokininen steigert Sprossproliferation (Burgel et al. 2020)
Säure-Wachstums-Mechanismus: IAA aktiviert Plasma-H⁺-ATPasen → Ansäuerung der Apoplastenflüssigkeit auf ~5,0 → Aktivierung von Expansinen → Zellwandlockerung → turgorgetriebene Zellelongation ohne Turgorerhöhung.
Biologische Auswirkungen
IAA kontrolliert die basipetale Signalflussrichtung vom Apex zur Basis und determiniert damit das Verzweigungsmuster. Zu niedrige IAA-Spiegel → ungeordnetes Wachstum; zu hohe IAA-Spiegel → Epinastie, Wuchshemmung, reduzierte Verzweigung. Die Konzentrations-Dualität (fördernd/hemmend) ist gewebetypisch: in Sprossen fördert IAA Streckung, in Wurzeln hemmt sie bereits bei niedrigen Konzentrationen (10⁻⁸ M) das Längenwachstum, während es in Sprossen erst bei 10⁻⁵ M hemmend wirkt.
Anbau-Relevanz
- Stecklinge: IBA (Indol-3-Buttersäure, stabiles IAA-Analogon) ist Standard für Bewurzelungsgel/-pulver; 0,1–1,0 mg/L Tauchbehandlung, Klon-Schnittstelle direkt behandeln
- Topping: Entfernung des Apex unterbricht basipetalen IAA-Fluss → PIN1-Umorientierung → axilläre Knospen aktivieren sich (→ apikaldominanz-auxin)
- Auxin-Herbizide: 2,4-D, Dicamba aktivieren denselben TIR1/AFB-Weg → bereits Drift-Mengen (ppb-Bereich) erzeugen Epinastie und Schäden an Cannabis
- Mythos: "Mehr Auxin = mehr Wachstum" — falsch; IAA wirkt konzentrations- und gewebespezifisch; Überschuss hemmt und deformiert
Verwandte Begriffe
- auxin-biosynthese — TAA1/YUCCA-Biosyntheseweg
- polarer-auxin-transport — PIN/AUX1-Carriersystem
- auxin-signalweg — TIR1/AFB-Degron-Mechanismus
- apikaldominanz-auxin — Drei-Hormon-Modell
- cytokinine — CK als IAA-Antagonist
Quellen
- Avsian-Kretchmer O et al. (2002) Plant J 31:619–627. PMID: 12177490. DOI: 10.1046/j.1365-313X.2002.01421.x
- Mutte SK et al. (2018) Nature Plants 4:544–549. DOI: 10.1038/s41477-018-0184-4
- Gao Y et al. (2024) Int J Mol Sci 25(10):8514. DOI: 10.3390/ijms25108514
- Burgel L et al. (2020) Plants 9(6):725. DOI: 10.3390/plants9060725