Strigolacton & Mykorrhiza-Symbiose (Wurzel)
Kurzdefinition
Strigolactone (SL) sind Carotinoid-abgeleitete Signalmoleküle, die unter Phosphatmangel verstärkt über Cannabis-Wurzeln exsudiert werden. Als AMF-Erkennungssignal aktivieren sie Sporenkeimung und Hyphenverzweigung von Rhizophagus irregularis; als Hormonsignal modifizieren sie die Wurzelarchitektur für verbesserte P-Aufnahme. D14-Rezeptor und SCF^MAX2-SMXL-Kaskade vermitteln die intrazelluläre SL-Antwort.
Wissenschaftliche Beschreibung
Biosyntheseweg D27 → CCD7 → CCD8 → MAX1
| Schritt | Enzym | Produkt |
|---|---|---|
| 1 | D27 (β-Carotin-Isomerase) | 9-cis-β-Carotin |
| 2 | CCD7/MAX3 | 9-cis-β-Apo-10'-Carotenal |
| 3 | CCD8/MAX4 | Carlacton |
| 4 | MAX1/CYP711A | Carlactonsäure → 5-Deoxystrigol/Orobanchol |
Unter P-Mangel werden D27, MAX1 und CYP722C hochreguliert → erhöhte SL-Produktion. Bei ausreichend P: SL-Biosynthese herunterreguliert (negativer Feedback).
D14-Rezeptor und SMXL-Kaskade
D14 (α/β-Hydrolase) hydrolysiert SL → Konformationsänderung → Interaktion mit D3/MAX2 (F-Box-Protein der SCF-Ligase) → Ubiquitinierung + proteasomaler Abbau von SMXL6/7/8-Repressoren → SL-Zielgene aktiviert. D14 kann auch eigene SL-Biosynthese via positivem Feedback aktivieren (Mashiguchi 2023).
AMF-Aktivierung
SL in der Rhizosphäre → R. irregularis-Sporen: Keimstimulation + Hyphenverzweigung (Branching Factor) → Kontakt mit Wurzeloberfläche → Appressorium → Arbuskeln im Kortex → P-Austausch via PT4-Transporter (in Cannabis bestätigt: PMC-Tonolo 2026).
Cannabis-Relevanz
Cannabis bildet ausschließlich arbuskuläre Mykorrhiza. SL-Exsudation unter P-Mangel optimiert diese Symbiose. Intensive Züchtung auf hohe Cannabinoidgehalte kann AMF-Rezeptivität reduzieren (weniger SL-Exsudation).
Anbau-Relevanz
- P-Dünger-Strategie: Zu hohe P-Gaben → SL-Produktion ↓ → AMF-Hemmung → AMF-Inokulum wirkungslos; P moderat halten für funktionale Mykorrhiza
- AMF-Inokulum: AM-Pilze nur bei niedrigem P-Spiegel (< 50 mg/L verfügbares P) effektiv; SL-Exsudation als natürliches Signal
- Hydroponik: Kein AMF-Effekt in Hydroponik (Tonolo 2026 bestätigt)
Verwandte Begriffe
- mykorrhiza-typ — AMF-Typen und Cannabis-spezifische Besiedlung
- wurzel-naehrstoff-sensing — PHR1/PHO2-Phosphatsensing (Verbindung zu SL)
- rhizodeposition — SL als Rhizosphärensignal
Quellen
- PMC4622057 — SL-Signaling in Wurzelentwicklung und P-Starvation
- PMC9292024 — SL-Biosynthese MAX1/CYP711A
- PMC10504576 — D14 aktiviert SL-Biosynthese via positivem Feedback
Quellen
- https://doi.org/10.3390/plants12132449
- Caplan D et al. (2023): Rhizosphere and mycorrhiza in cannabis cultivation. Plants 12(13):2449. doi:10.3390/plants12132449