Kurzdefinition
Polyploidie beschreibt das Vorhandensein von mehr als zwei vollständigen Chromosomensätzen. Cannabis sativa ist diploid (2n = 20), kann aber durch chemische Behandlung oder spontan höhere Ploidiestufen erreichen — mit direktem Einfluss auf Morphologie, Trichome und Cannabinoid-Produktion.
Wissenschaftliche Beschreibung
Chromosomenbasis
| Ploidiestufe | Chromosomen | 2C-Wert (pg) | Nachweis |
|---|---|---|---|
| 2n (diploid) | 20 | ~1.96 | Standard |
| 3n (triploid) | 30 | ~2.88 | Spontan ~0.5 % (Philbrook 2023) |
| 4n (tetraploid) | 40 | ~3.9 | Induziert; selten spontan |
Flowzytometrie mit LB01-Puffer und Propidiumiodid (PI) ist Standardmethode zur Ploidiebestimmung. Chromosomenzählung (Acetocarmin-Quetschpräparat) zur Bestätigung.
Morphologische Marker
| Merkmal | 2n | 4n |
|---|---|---|
| Stomatagröße | Referenz | ~+30 % |
| Stomatafrequenz | Referenz | ~−50 % |
| Trichom-Dichte | Referenz | ~+40 % |
| Internodien | Normal | Kürzer (kompakter) |
| Blattbreite | Normal | Breiter |
CBG(A)-Dosiseffekt (Crawford 2021)
2n → 7.78 % CBG(A)
3n → 9.19 % CBG(A)
4n → 11.23 % CBG(A)
Linearer Dosiseffekt: höhere Kopienanzahl der Biosynthesegene (THCAS/CBDAS-Tandem-Array) → proportional mehr Enzymprotein → mehr Endprodukt. Praktische Bedeutung: Polyploidisierung ist eine nicht-transgene Methode zur Steigerung von CBGA-Sorten (Chemotyp IV).
Triploide: Kommerzieller Ansatz
Triploidisierung durch 4n × 2n-Kreuzung (Trilogene Seeds, 2020er): - 3n-Samen analog zu seedless Wassermelone - 3n-Pflanzen: praktisch steril (kein Samenset bei Bestäubung) - Vorteil für Sinsemilla-Produktion: kein Hermaphroditismus-Risiko durch versehentliche Bestäubung - Nachteil: Reproduktion ausschließlich vegetativ; Züchterrechte-Modell
Keine natürliche WGD in Cannabis
Im Gegensatz zu vielen anderen Nutzpflanzen (Weizen, Erdbeere, Tabak) zeigt Cannabis keine rezenten Ganzduplikationsereignisse in seiner Evolutionsgeschichte. Die beobachteten Tandem-Arrays der Synthase-Gene (THCAS/CBDAS) entstanden durch lokale Duplikation, nicht durch Polyploidisierung.
Naturvorkommen: Balant 2022 (483 Individuen, 14 Kultivare) — alle diploid, 1 natürlicher Triploid gefunden. Philbrook 2023 schätzt natürliche Triploidfrequenz auf ~0.5 %.
Historische Note
Warmke & Davidson (1944): erste publizierte Colchicin-Behandlung in Cannabis → induzierte 4n-Pflanzen. Grundlagenstudie, methodisch überholt, wissenschaftshistorisch relevant.
Anbau-Relevanz
Anbau-Relevanz noch nicht dokumentiert.