Kurzdefinition
Etiolierung (Licht-Etiolement) ist das durch Lichtmangel induzierte maximale Streckungswachstum des Keimlings — ein evolutionärer Mechanismus zum Durchdringen von Substrat oder Blattdächern — der bei Cannabis-Sämlingen zu langen, instabilen, chlorophyllarmen Stängeln führt und durch korrekte Beleuchtung von Beginn an verhindert wird.
Wissenschaftliche Beschreibung
Skotomorphogenese vs. Photomorphogenese
Pflanzenentwicklung verläuft in zwei Modi:
| Modus | Lichtzustand | Phänotyp | Schlüssel-Regulatoren |
|---|---|---|---|
| Skotomorphogenese | Dunkel/Lichtmangel | Etioliert: lang, blass, Haken | COP1/SPA aktiv, PIF frei |
| Photomorphogenese | Ausreichend Licht | Normal: kompakt, grün, entfaltet | COP1 gehemmt, HY5 aktiv |
Der Wechsel wird durch COP1 (Constitutive Photomorphogenesis 1) gesteuert: - Im Dunkeln: COP1 ist aktiv → ubiquitiniert HY5 (Transkriptionsfaktor für Lichtresponse) → HY5 abgebaut → Etiolement - Im Licht: Phytochrome/Cryptochrome → COP1-Export aus Zellkern → HY5 stabil → Photomorphogenese
Auxin und GA beim Etiolement
Zwei Hormone treiben die Elongation:
Gibberelline (GA): - PIF4/PIF5 aktivieren GA20ox/GA3ox → GA-Synthese maximal - GA degradiert DELLA-Proteine → Expansine freigesetzt → Zellwand-Lockerung → Elongation - GA-Rückkopplung: elongiertes Gewebe produziert GA2ox → GA-Deaktivierung (Selbstlimitierung)
Auxin (IAA): - In etiolierten Hypokotylen: hohe IAA-Konzentration durch PIN-Aktivität - IAA aktiviert Expansine (SAUR-Gene) → Zellwandstreckung - IAA-Gradient erklärt asymmetrische Elongation (Phototropismus-Grundlage)
Etiolement-Indikatoren bei Cannabis-Sämlingen
| Merkmal | Normal | Etioliert |
|---|---|---|
| Hypokotyllänge | 2-4 cm | >8 cm |
| Stängeldicke | 3-5 mm bei BBCH 13 | <2 mm |
| Blattfarbe | Hellgrün | Gelblich-weiß |
| Internodienlänge 1. Knoten | 1-2 cm | 4-10 cm |
| Mechanische Stabilität | Normal | Kippt bei leichtem Luftzug |
Reversibilität und Langzeitfolgen
- Vollständig reversibel innerhalb 3-7 Tage bei rechtzeitiger Lichtkorrektur
- Starkes Etiolement (>2 Wochen) kann strukturelle Schwächen im Sklerenchym hinterlassen
- Stauching: Keimlinge, die nach starker Etiolierung beleuchtet werden, zeigen kurze, dicke Internodien als Kompensation
Anbau-Relevanz
- Keimung: Sobald Kotyledonen den Boden verlassen → sofort maximales Licht (500-800 PPFD); Verzögerungen produzieren etiolierte Stecklinge
- Inkubator-Fehler: Zu große Inkubatoren oder zu schwache Lampen → Hauptursache für Etiolement bei Sämlingen
- Höhenanpassung: Lampe in den ersten Tagen nah an Keimlinge (10-30 cm je nach Typ) — etiolierte Strecke kann nicht rückgängig gemacht werden
- Stecklings-Etiolement: Stecklinge in Bewurzelungsphase bei reduziertem Licht (200-300 PPFD) zeigen leichtes physiologisches Etiolement → akzeptabel, da GA-basierte Streckung Bestandteil des Bewurzelungsprozesses
- Stretch-Management: Frühe Blütephase-Streckung ist kein klassisches Etiolement (R:FR-basiert, nicht COP1-PIF-Weg), obwohl morphologisch ähnlich
Verwandte Begriffe
- staengelanatomie — Auswirkungen auf Stängelstruktur
- shade-avoidance — verwandter Lichtmangel-Response über R:FR
- gibberelline — Hauptstreckungshormon beim Etiolement
- phytochrom-pigment — Lichtsensor (PhyA für sehr schwaches Licht)
Quellen
- Jaillais Y & Chory J (2010): Nat Struct Mol Biol. DOI:10.1038/nsmb.1909
- Lau OS & Deng XW (2010): Curr Opin Plant Biol. DOI:10.1016/j.pbi.2009.11.002
- Arsovski AA et al. (2012): Curr Biol. DOI:10.1016/j.cub.2012.01.009