Wundheilung & Jasmonat-Signaling

Kurzdefinition

Jasmonsäure (JA) ist das primäre Verwundungshormon. Der Octadecanoidweg (α-Linolensäure → OPDA → JA → JA-Ile) aktiviert über COI1-JAZ-MYC2 Abwehrgene und — cannabis-spezifisch — Cannabinoid-/Terpenbiosynthese. Methyljasmonat (MeJA) erhöht Cannabinoide messbar (Welling 2023).

Wissenschaftliche Beschreibung

Octadecanoidweg — Enzymatische Kaskade

Lokalisierung: Schritte 1–3 Chloroplast; Schritte 4–5 Peroxisom; Schritte 6+ Zytosol.

1. Lipase → α-Linolensäure (18:3, ALA) aus Chloroplast-Membran freigesetzt
2. 13-LOX (13-Lipoxygenase) → 13-HPOT (13-Hydroperoxyoctadecatriensäure)
3. AOS (Allenloxid-Synthase) → Allenloxid (instabil)
4. AOC (Allenloxid-Cyclase) → cis(+)-OPDA (erste cyclische Verbindung; Chloroplast)
5. OPR3 (OPDA-Reduktase 3, Peroxisom) → OPC-8
6. 3× β-Oxidation → Jasmonsäure (JA)
7. JAR (Jasmonoyl-Aminosäure-Synthetase) + Isoleucin → JA-Ile (bioaktiv)

COI1-JAZ-MYC2 Signalmodul

COI1 (F-Box-Protein): JA-Ile-Rezeptor im SCF^COI1-E3-Ubiquitin-Ligase-Komplex.

JAZ (Jasmonate ZIM-Domain)-Repressoren (JAZ1–13): binden MYC2 (und andere TFs) in Abwesenheit von JA-Ile → Repressionszustand.

Bei JA-Ile-Akkumulation: COI1-JA-Ile → SCF^COI1-Komplex → JAZ-Ubiquitinierung → 26S-Proteasom-Degradation → MYC2-TF frei → Transkription von Abwehrgenen (Proteaseinhibitor II, Defensine, Sekundärstoffwechselgene).

Cannabis-Wundantwort und MeJA

Welling et al. 2023 (PMID: 10070988): Methyljasmonat (MeJA)-Behandlung von Cannabis sativa → signifikante Metabolom-Änderung → Phytocannabinoid-Biosynthese hochreguliert (THCA, CBDA) + Terpenakkumulation. Mechanismus: MeJA mimics wound response → JAZ-Degradation → MYC2-Aktivierung → CBGA-Synthase- und weitere Pathway-Gene induziert.

→ JA-Signaling verbindet mechanische Verwundung direkt mit Cannabis-Sekundärmetabolismus.

JA-Cannabis Anbauimplikation

Elicitierung: exogene MeJA-Applikation (0,1–1 mM als Blattspray oder Bewässerungszusatz) 2–3 Wochen vor Ernte → Cannabinoid-Enhancement durch kontrollierten "Wundstress". Praxisreife in Forschung bestätigt; kommerzielle Implementierung in Entwicklung.

Anbau-Relevanz

• MeJA als Elicitor: Blattspray 0,5 mM in letzten 3 Wochen → Cannabinoid-Profil-Enhancement (Cannabis-Reaktion kultivierungsabhängig prüfen)
• Mechanischer Stress (LST, Defoliation) → JA-Puls → Sekundärmetabolismus-Aktivierung als Nebeneffekt
• Überstimulation: chronischer JA-Hochpegel → Wachstumshemmung (Growth-Defense-Trade-off via MYC2-JAZ-Repressions-Balance)

Verwandte Begriffe

• windstress — TCH-Gene und CAMTA3 als komplementärer mechanischer Antwortweg
• isr-jasmonat-ethylen — ISR via JA/ET-Priming durch PGPR (Kat 10.5)
• mep-mva-weg — Cannabinoide als JA-responsive Sekundärmetabolite

Quellen

• Welling et al. 2023 (PMID: 10070988, DOI: 10.3389/fpls.2023.1110144) — MeJA + Cannabis Metabolom
• PMID: 6164985 — Jasmonat-Biosynthese umfassend
• PMID: 2383947 — COI1 als JA-Ile-Rezeptor