Seneszenz
Kurzdefinition
Seneszenz ist der genetisch programmierte Alterungsprozess von Cannabis-Blättern, bei dem Chlorophyll abgebaut, Nährstoffe in die Blüten remobilisiert und die Photosynthesekapazität schrittweise aufgegeben wird. Sie definiert zusammen mit dem Programmierten Zelltod das Ernte-Timing-Fenster.
Wissenschaftliche Beschreibung
SAG-Gene (Senescence-Associated Genes)
SAG12 (Cystein-Protease): Streng seneszenzspezifisch exprimiert; molekularer Seneszenzmarker; beteiligt an Proteinabbau-Dynamik in alternden Zellen. SAG12-Promotor wurde experimentell genutzt, um IPT (Cytokinin-Biosynthese) gesteuert zu exprimieren → verzögerte Seneszenz + erhöhter Ertrag (Guo 2021).
SAG113 (Proteinphosphatase PP2C): Zielgen des NAC-Transkriptionsfaktors AtNAP. AtNAP aktiviert neben SAG113 auch AAO3 (ABA-Biosynthese-Gen) → positive Rückkopplungsschleife: ABA → AtNAP → AAO3 → mehr ABA → Seneszenz selbstverstärkend. SAG113 vermittelt ABA-abhängige Stomataschließung und Nährstoffmobilisierung.
| Gen | Protein | Funktion | Regulator |
|---|---|---|---|
| SAG12 | Cystein-Protease | Proteinabbau, Seneszenzmarker | Seneszenzspezifisch |
| SAG113 | PP2C-Phosphatase | ABA-vermittelte Stomataschließung, N-Mobilisierung | AtNAP (NAC-TF) |
| AtNAP | NAC-TF | Masterregulator, aktiviert SAG113+AAO3 | ABA |
| NYC1/NOL | Chlorophyll-b-Reduktasen | Chlorophyll b → 7-OH-Methylchlorophyll a | Seneszenz-induziert |
| PPH | Pheophytinase | Pheophytin a → Pheophorbid a + Phytol | Seneszenz-co-induziert |
| NYE1/SGR1 | Stay-Green-Protein | Gesamtsteuerung Chlorophyllabbau | Seneszenz-Masterregulator |
| PAO | Pheophorbid-a-Oxygenase | Porphyrinring-Öffnung → Farbloser Katabolit | Nachfolgeenzym PPH |
Chlorophyllabbau (Vierstufig)
- Chlorophyll b → 7-OH-Methylchlorophyll a: NYC1 + NOL (Mutation → Stay-Green-Phänotyp)
- Chlorophyll a → Pheophytin a: Dephytylierung
- Pheophytin a → Pheophorbid a + Phytol: PPH (Pheophytinase) — seneszenzreguliert
- Pheophorbid a → RCC → FCC → NCC: PAO öffnet Porphyrinring → farblose Chlorophyll-Katabolite (NCCs)
Stay-Green-Phänotyp: Mutation in NYE1/SGR1-Genen → Chlorophyll bleibt trotz aktiver Seneszenz erhalten (kosmetische Stay-Green); Nährstoffremobilisierung läuft weiter.
Nährstoff-Remobilisierung (N/P/K)
| Nährstoff | Transporter | Effizienz | Zielorgan |
|---|---|---|---|
| Stickstoff (N) | NRT-Familie + AAP (Aminosäure-Permeasen) | 50-70% des Blatt-N | Samen/Blüten |
| Phosphat (P) | PHT1;4 + andere PHT1-Transporter | Variabel | Reproduktive Organe |
| Kalium (K) | SKOR-, KAT-Kanäle | Variabel | Via Xylem |
Autophagie (ATG-Gene): ATG2, ATG5, ATG7, ATG8, ATG9, ATG18a — Makromolekülabbau + Nährstoff-Recycling in Vakuole. Paradoxie: Autophagie verzögert normalerweise Seneszenz (Nährstoffpufferung), kann aber über ATG8-ABS3-Interaktion auch Seneszenz fördern (Guo 2021).
Biologische Auswirkungen
- Ressourcenreallokation: N/P/K systematisch aus Fächerblättern → Blüten
- Chlorophyllverlust: Primärfotosynthese ↓; Blatt wechselt von Source- zu Sink-Funktion
- Cannabinoid-Dynamik: CBN-Anteil steigt relativ zu THC (oxidativer THCA-Abbau → programmierter-zelltod-pcd)
Sichtbare Marker: Gelbfärbung von Blattspitzen/-rändern inward; Trichomköpfe verlieren Turgeszenz und werden milchig → bernsteinfarben → braun.
Anbau-Relevanz
Ernte-Timing: Seneszenz-Fenster
| Marker | Frühe Seneszenz | Optimum | Fortgeschritten |
|---|---|---|---|
| Trichomfarbe | >90% klar | 50-70% milchig, <30% bernstein | >50% bernstein/braun |
| Blattfarbe | Vollständig grün | Erste Chlorose Fächerblätter | Weitgehend gelb/nekrotisch |
| Pistillen | >90% weiß | 50-70% braun | >80% braun |
| CBN/THC | Minimal | Niedrig | Deutlich erhöht |
Late-Flush
Nährstoffentzug durch Reines Wasser 7-14 Tage vor Ernte. Mechanismus: Stickstoffmangel → ATG-Gene ↑ → Autophagie ↑ → beschleunigter N-Export aus Blättern. Ergebnis: weniger Residual-N im Blütengewebe → besserer Geschmack (weniger N-haltige Verbrennungsprodukte).
Force-Seneszenz
24-48h Dunkelphase oder Ethylen-Exposition vor Ernte. Mechanismus: Dunkel/Ethylen → AtNAP ↑ → SAG113 + ABA-Feedbackschleife → beschleunigter Chlorophyllabbau. Risiko: Zu aggressive Force-Seneszenz löst vorzeitigen Trichom-PCD aus → milchiges Erntefenster übersprungen → CBN-Anstieg.
Typische Fehler: (1) Ernte bei >50% bernsteinfarbenen Trichomen ohne Kontrolle des CBN:THC-Verhältnisses. (2) Flush zu lang → Seneszenz zu weit fortgeschritten. (3) Keine Unterscheidung zwischen Blatt-Seneszenz (gewünscht) und Trichom-PCD (timing-kritisch).
Verwandte Begriffe
- programmierter-zelltod-pcd — folgt aus Seneszenz; Trichom-PCD = CBN-Bildungs-Trigger
- aba-abscisinsaeure — Schlüsselhormon der Seneszenz-Initiierung (AtNAP-Signalweg)
- ethylen — synergistisch mit ABA bei Seneszenzförderung
- trichom-typen — Trichom-Kollaps ist seneszenz-/PCD-bedingtes Ereignis mit direkter Ernterelevanz
- bbch-skala — Seneszenz = BBCH 91-99
Quellen
- Guo Y. et al. (2021): PMC10509828. DOI:10.1186/s43897-021-00006-9
- Schelbert S. et al. (2009): PMC2671698. DOI:10.1105/tpc.108.064089
- Chen Q. et al. (2019): PMC6912637. DOI:10.3390/cells8111426