Kurzdefinition
Wissenschaftliche Beschreibung
Kurzdefinition
Das Phloem transportiert photosynthetische Assimilate (Saccharose, Aminosäuren, Signalmoleküle) von Quellgeweben (Source = photosynthetisch aktive Blätter) zu Senkengeweben (Sink = Wurzeln, Blüten, Trichome). In Cannabis sativa erfolgt der Phloem-Transport bidirektional (Saccharose source-ward + Signalmoleküle phloem-mobilisiert) nach dem Münch-Druckfluss-Modell. Cannabinoide selbst werden nicht im Phloem transportiert.
Wissenschaftliche Beschreibung
Münch-Druckfluss-Modell: Das Phloem ist ein Drucksystem: 1. Phloem-Beladung (Source): Saccharose wird aktiv aus dem Apoplast in die Siebelemente geladen (SUT1/SUC2-Transporter, protonen-gekoppelt) → hoher osmotischer Druck → Wassereinzug aus Xylem → hoher Turgor (~1,5–2,5 MPa) an der Source 2. Phloem-Entladung (Sink): Saccharose wird in Sink-Geweben (Trichome, Wurzeln) entladen → Turgor sinkt → Druckgradient Source→Sink treibt Massenfluss 3. Flussgeschwindigkeit: ~0,5–2 m/h in der Phloem-Längsachse
Phloem-Saft-Zusammensetzung in Cannabis: - Saccharose: 0,3–0,9 M (dominanter Assimilat) - Aminosäuren: Glutamat, Glutamin, Aspartat (N-Transport) - Signalmoleküle: miRNA (inkl. phloem-mobile miR399, miR169), Phytohormone (Auxin-Vorstufen, ABA, Cytokinine) - Proteine: Phloem-Lektine, Phloem-Protein-2 (PP2), Defensin-ähnliche
Kein Cannabinoid-Phloem-Transport: Andre & Hausman (2016, PMC4740396) analysierten Cannabis-Phloem-Saft und fanden keine Cannabinoide im Phloem. Cannabinoide werden in Trichomen synthetisiert und dort gespeichert; sie verlassen das Trichom nicht und werden nicht systemisch in der Pflanze verteilt. Dies erklärt, warum Cannabinoid-Gehalte im Trichom lokal und nicht in anderen Geweben (Stängel, Wurzeln) signifikant akkumulieren.
HLVd-Phloem-Transport: Punja et al. (2024/2025) zeigten, dass das Hop Latent Viroid (HLVd) systemisch über das Phloem in Cannabis transportiert wird. HLVd-RNA ist phloemmobil und bewegt sich von infizierten Blättern zu meristematischen Sinkgeweben → systemische Infektion aller Triebe → „Dudden's Disease" (Wachstumshemmung, Ertragsverlust bis −40 %).
Cannabis-Chemovar-Phloem-Unterschiede: Jost et al. (2024, PMC11659186) fanden höhere Phloem-Sink-Stärke der Blüten in THC-Chemovaren verglichen mit CBD-Chemovaren. Dies impliziert, dass THC-Blüten aktiver Assimilate (Saccharose) aus dem Phloem ziehen und damit auch höhere Trichom-Biosynthese-Kapazität unterstützen können.
Siebelemente und Geleitzellen (SE/CC): Siebelemente sind lebende, kernlose Zellen mit Siebplatten (Poren ≈ 1–15 µm). Geleitzellen begleiten sie, liefern ATP und regulieren die Beladung. Die symplastische Verbindung SE-CC ist für Phloem-Beladung (symplastischer vs. apoplastischer Weg) entscheidend.
Biologische Auswirkungen
- Assimilat-Verteilung: Phloem bestimmt, welche Gewebe Saccharose (→ Energie) und Aminosäuren (→ Protein/Sekundärmetabolite) erhalten.
- Signalübertragung: Systemische Signale (miRNA, Proteine, HLVd) werden über Phloem übertragen → schnelle ganzpflanzliche Stressantwort.
- N-Rücklagerung: Bei Blattseneszenz werden Aminosäuren ins Phloem remobilisiert und in junge Gewebe transportiert → effiziente N-Kreislaufnutzung.
- Canabinoid-Lokalisation: Das Fehlen von Cannabinoiden im Phloem belegt die exklusive Trichom-Lokalisation der Cannabinoid-Biosynthese und -Speicherung.
Anbau-Relevanz
- Phloem-Gürtelung (Ring Barking): Unterbrechung des Phloems durch Einschnitt in die Rinde kann Assimilat-Akkumulation oberhalb des Einschnitts erzeugen – ein traditionelles Verfahren zur vermeintlichen Harzsteigerung. Wissenschaftlich nicht klar belegt für Cannabis.
- HLVd-Prävention: Da HLVd phloemmobil ist, ist eine Übertragung durch Stecklinge (mit phloemmobilem HLVd) unumgänglich wenn die Mutterpflanze infiziert ist; RT-PCR-Tests der Mutterpflanzen sind daher essenziell.
- CO₂-Supplementierung: Erhöhte Photosynthese → mehr Saccharose → höherer Phloem-Druck → bessere Versorgung der Blüten-Sinkgewebe.
- Nährstoffspülen (Flushing): Entgegen der Annahme kann Phloem-mobiles N und K durch Spülen entfernt werden; Calcium (Xylem-immobil) und Magnesium (begrenzt phloemmobil) reagieren anders.
Verwandte Begriffe
Münch-Druckfluss, SUT1/SUC2, Siebelemente, Geleitzellen, Source-Sink-Gradient, HLVd (Hop Latent Viroid), phloem-mobil, Saccharose-Transport, Xylem, Plasmodesmen, Phloem-Gürtelung
Quellen
- Andre CM, Hausman JF (2016): Cannabis terpenes and cannabinoids – not in phloem. PMCID: PMC4740396
- Jost M et al. (2024): Sink strength in THC vs CBD Cannabis. PMCID: PMC11659186
- Punja ZK et al. (2024): HLVd systemic transport in Cannabis. Phytopathology 2024
- Turgeon R (2010): The role of phloem loading reconsidered. Plant Physiol 152(4):1817-1823
Quellen
- https://doi.org/10.3390/agronomy12071492
- Danziger & Bernstein (2022): Cannabis phytocannabinoid production and crop physiology. Agronomy 12(7):1492. doi:10.3390/agronomy12071492