Ontogenese

Kurzdefinition

Die Ontogenese beschreibt den gesamten Entwicklungsweg von Cannabis sativa von der Keimung bis zur Samenreife, unterteilt in drei Hauptphasen: juvenile, adult-vegetative und reproduktive Phase — gesteuert durch das Zusammenspiel von CsFT-Genfamilie, Photoperiodik und Phytohormonen.

Wissenschaftliche Beschreibung

Drei Phasen im Überblick

Molekulare Kontrolle der reproduktiven Phase

Das Cannabis-Genom (Referenz cs10/CBDRx v2) kodiert vier FT-ähnliche Gene: CsFT1, CsFT2, CsFT3, CsFT4 der PEBP-Familie (Phosphatidylethanolamine-Binding Protein). Alle besitzen ein konserviertes Tyrosin an Y88, das sie von den floralen Repressoren der TFL1/CEN-Klade unterscheidet.

CsFT3 zeigt nach SD-Wechsel die stärkste Hochregulation in apikalen Blattpaaren — primärer Florigen-Kandidat florigen-ft-protein.

CsFT1 ist mit dem Autoflower2-Lokus assoziiert; konstitutive oder deregulierte CsFT1-Expression führt zu tagesläungenunabhängiger Blüte (PMID:38625758).

CsPRR37 (Zirkadian-Uhrgen, Chromosom 1): Eine Splice-Site-Mutation verursacht Autoflowering (Autoflower1-Lokus, recessiver 1:2:1-Erbgang). Der Funktionsverlust entkoppelt die zirkadiane Rhythmik von der photoperiodischen FT-Regulation.

Downstream-Kaskade: CsFT3-Protein wandert via Phloem zum SAM → FAC (FT + 14-3-3 + FD) → CsSOC1a/b/c, CsAP1, CsLFY → Umprogrammierung des SAM von vegetativ zu reproduktiv.

Quantitative Referenzwerte (Sortenabhängig)

Besonderheit: Cannabis blüht bereits unter Langtag

Cannabis bildet unter Langtag (16/8) bereits Einzelblüten (solitäre Blüten mit Brakteen) — die Pflanze befindet sich also schon im reproduktiven Grundzustand. Die klassische Einteilung "Langtag = vegetativ" ist daher unscharf. Erst unter Kurztag wird die vollständige Infloreszenz-Architektur mit bis zu 7 Verzweigungsordnungen aktiviert (DOI:10.3389/fpls.2019.00350).

Biologische Auswirkungen

Der SD-Trigger löst eine tiefgreifende Umprogrammierung aus: - SAM: Von vegetativen Phytomeren (große Blätter) zu reproduktiven Phytomeren (reduzierte Blätter, Brakteen, Einzelblüten) - Stoffwechsel: Cannabinoid-Biosynthese in Trichomen hochreguliert; Primärfotosynthese der Fächerblätter gibt Ressourcen an reproduktive Strukturen ab - Internodien: Phase 1 (GA-dominant, Stretch) → Phase 2 (GA-reduziert, Kompaktierung der Infloreszenz) - Trichom-Proteom: MEP-Weg-Enzyme (DXS, DXR, MCT, IDI) stark angereichert

Anbau-Relevanz

• Photoperiod-Timing: Photoperiod-sensitive Sorten müssen vegetative Kompetenz (Knoten 5-6, Stipeln sichtbar) erreichen, bevor die 12/12-Umschaltung Ertrag bringt
• Stretch-Planung: Je nach Sorte verdoppelt die Pflanze ihre Höhe in 2-3 Wochen nach SD — Raumplanung kritisch
• Autoflower: Tagesläungenunabhängig, aber genetisch fixiertes Timing (3-5 Wochen ab Keimung) — Training-Fenster sehr eng

Typische Mythen: (1) "Vegetative Phase = keine Blüten" — falsch, Cannabis zeigt bereits unter Langtag Einzelblüten. (2) "Autoflower blüht nach exakt X Wochen" — Timing variiert durch Umweltstress. (3) "Alle Sorten strecken gleich" — falsch (NB130: 106 cm vs. NB150: 52,5 cm nach 1 Monat SD).

Verwandte Begriffe

• bbch-skala — standardisierte Notation der Entwicklungsphasen
• phytomer — wiederkehrende Baueinheit, deren Typ pro Phase bestimmt wird
• florigen-ft-protein — molekulares Signal für den reproduktiven Phasenwechsel
• juvenilitaet-maturitaet — miR156/miR172-Achse, die dem reproductiven Übergang vorausgeht
• apikaldominanz — hormonelle Architektur-Kontrolle in allen Phasen

Quellen

• Spitzer-Rimon B. et al. (2019): Architecture and Florogenesis in Female Cannabis sativa Plants. Front Plant Sci 10:350. DOI:10.3389/fpls.2019.00350
• Spitzer-Rimon B. et al. (2022): Non-photoperiodic transition of female cannabis seedlings from juvenile to adult reproductive stage. PMID:36063227
• Dowling C.A. et al. (2024): A FLOWERING LOCUS T ortholog is associated with flowering time variation in Cannabis sativa. PMID:38625758
• Steel L. et al. (2023): Comparative genomics of flowering behavior in Cannabis sativa. DOI:10.1186/s12870-023-04450-3