Der MYTHOS vom einst unbekannten FLORIGEN | Hanfclub

Der MYTHOS vom einst unbekannten FLORIGEN

Jul 17

Willkommen zu dem vierten Teil der Phytohormon Reihe, in der ich Euch alle Botenstoffe einer Hanfpflanze vorstellen und deren Wirkungsweise genauer erläutern will. In der letzten Ausgabe habe ich Euch die Gruppe der Gibberelline vorgestellt, am Ende des Artikels bin ich kurz auf ein anderes Blütenhormon namens "Florigen" eingegangen. Heute will ich an dieserStelle anknüpfen und mit ein paar Mythen und Legenden aufräumen, welche sich um den sagenumwobenen Stoff "Florigen" ranken.

Jeder Grower weiss wahrscheinlich das Hanf zu der Gruppe der einjährigen „Kurz­tagespflanzen" oder abgekürzt „KTP" gezählt wird. Dieser Begriff umschreibt Pflanzen die abhängig von der Tageslänge verschiedene Entwicklungsstufen durchlaufen, hierbei geht man aber vor allem von der Blüteninduktion und der Blü­tenbildung aus. Der gesamte Prozess wird unter dem Begriff „Photoperiodismus" zusammengefasst.Es ist aber nicht die Lichtphase, welche einen Einfluss auf die Bildung von Blüten bei einer Hanfpflanze hat, es ist allen voran die Dunkelphase die den Pflanzen das Signal zur Blüteninduktion gibt. Dr. K.C. Hammer von der „Universität of California" fand gar eine Abhängigkeit bei Kurztagespflanzen, die aus einem bestimmten Verhältnis von Tages- und Nachtlänge resultierten. Die kritische Nachtlänge beträgt bei Hanf circa 10-14 Stunden, ist die Dunkelphase kürzer bleibt die Pflanze in der Wachstumsphase. Schon eine kurzzeitige Störung der Dunkelphase kann bei einigen Pflanzenarten die Blüteninduktion hemmen oder gar völlig stoppen.

Der MYTHOS vom einst unbekannten FLORIGEN 01 Doch was passiert eigentlich in der Pflanze selber, welche Vorgänge lösen die Blüte aus und warum muss es einen solchen Mechanismus in der Natur überhaupt geben? Die Frage konnte man lange Zeit nicht beantworten. Man wusste zwar, dass es einen Signalstoff geben muss und man konnte diesen auch nachweisen aber die Struktur, die Zusammensetzung und auch die Wirkungsweise waren bis vor ein paar Jahren völlig unbekannt. Erst die Versuche eines deutsch-britischen Forscherteams, unter der Leitung des renommierten Molekularbiologen Detlef Weigel im Jahr 2005 brachte die Erklärung nach der man über 80 Jahre gesucht hatte.

Um verstehen zu können wie „Florigen" wirkt, muss man erst einmal einen Blick auf den gesamten Prozess und die Grundlagen der Photoperioden werfen.

Viele Blühpflanzen die man heute auf der ganzen Welt findet haben sich der Natur angepasst und richten ihre Blütenbildung nach verschiedenen Umweltfaktoren wie der Temperatur oder der Tages.- und Nachtlänge aus. Man kann den komplexen Mechanismus der Blüteninduktion in zwei grundlegende Prozesse einteilen. Beim ersten Prozess muss die Pflanze auf das Licht reagieren. Diese Aufgabe erfüllen sogenannte „Photorezeptor-Proteine", sie steuern und regulieren z.B das Keimen der Samen, die Öffnung der Keimblätter oder auch die Bildung von Xylemelemen­ten. „Photorezeptor-Proteine" oder genauer gesagt die „Phytochrome" messen das Verhältnis von hellrotem und dunkelrotem Licht und regeln auf diese Weise die oben beschriebenen Aufgaben. Phytochrome können in zwei verschiedenen Arten vorlie­gen und fungieren sozusagen als Schalter für die Bildung des Blütenhormons Florigen oder das was man unter dem Begriff Florigen zusammengefasst hat. In der Dunkelphase wird das Protein „Pr" im Cytoplasma einer Zelle so lange pro­duziert bis ein bestimmtes Level erreicht ist. In der Lichtphase wird das „Pr-Protein" in eine aktive Form umgewandelt, diese aktive Form bezeichnet man als „Pfr". Es entsteht ein neues Gleichgewicht von „Pr" und „Pfr". Geht die Pflanze wieder in die Nachtphase über so wird das instabile „Pfr" wieder eliminiert, das Protein Pr wird gebildet.

Auf diese Weise entstehen in der Dunkel- und der Tagphase zwei verschiedene Verhältnisse beider Proteine zueinander. Dieses Verhältnis ist sozusagen der Schalter der die Bildung zweier Stoffe, welche für die Ausbildung von Blüten ver­antwortlich sind aktiviert. Man könnte den ersten Mechanismus der Blütenbildung also folgendermassen zusammenfassen. Die Pflanze erkennt an dem Verhältnis der Proteine „Pr" und „Pfr" die Tag/Nachtphase und legt einen Schalter um, der nun wiederum den zweiten Mechanismus der Blütenproduktion aktiviert. Der zweite Prozess beginnt nun damit, dass ein bestimmtes Gen ein Protein in den Blättern der Hanfpflanze bildet. Dieses aktive Protein nennt man auch „FT" oder „Flowering Locus T". Es wird wahrscheinlich von den Blättern über das Xylem und Phloem an die Stellen der Pflanze geleitet, an denen sich später auch Blüten bilden sollen. Das entscheidende ist hierbei, dass ein weiteres Protein, welches man mit „FD" bezeichnet und das von der Pflanze direkt an den Sprossspitzen gebildet wird, an das erste „FT-Protein" bindet.

„FD" hat einen grossen Einfluss auf weitere Gene die dafür sorgen, dass sich undifferenzierte Zellen an der Sprossspitze zu Blüten entwickeln. Das wichtige hierbei ist nun, dass das Protein „FD" nur aktiviert wird, wenn es an den „Flowering Locus T" (FT) bindet.

Ich will für das bessere Verständnis den zweiten Prozess noch ein Mal kurz zusam­menfassen. Die Pflanze hat das Signal zur Bildung von Blüten bekommen und bildet schon einige Stunden danach ein Protein mit Namen „FT". Dieses wird von der Pflanze an die Stellen geleitet, an denen sich später auch Blüten bilden sollen, nämlich an die Sprossspitzen der Triebe und des Stammes. Dort befindet sich ein weiteres, noch inaktives Protein welches man als „FD" bezeichnet. Erst wenn sich beide Proteine verbinden wird „FD" aktiv und kann nun Gene so steuern, dass diese die Zellen in der Sprossspitze zur Bildung von Blüten animieren. Durch diese beiden Mechanismen erfolgt die Blüteneinleitung in der Hanfpflanze oder auch in anderen Blühpflanzen. Die beiden Proteine „FD" und „FT" findet man in einer identischen Zusammensetzung unter anderem auch in Kirschbäumen, Tulpen und allen Getreide­arten. Man könnte sich diesen Prozess der Blütenbildung zu Nutze machen und Pflanzenarten anbauen, welche in unseren Regionen nie ausreifen würden. Man könnte die Blütephase unabhängig von äusseren Einflüssen und der Tageslänge induzieren. Für Grower lie­gen die Vorteile auf der Hand, Outdoorsorten könnte man schon im Mai in die Blüte schicken ohne eine zusätzliche Verdunkelung in der Wachstumsphase. Man könnte sie im besten Falle mit einem Spray einnebeln und so die Blüte unabhängig von der Photoperiode einleiten. Die Anwendungsgebiete wären riesig aber noch ist das alles Wunschdenken, da die Forschung noch nicht soweit ist um diese Projekte wirklich zu realisieren.

Wachstumsregulatoren

Wie wir Menschen besitzen auch Pflanzen Abwehrmechanismen ge­gen Pilze, Schädlinge und Krankheiten welche z.B. durch Bakterien ausgelöst werden. lm ersten Teil haben wir die „Jasmonate" anges­prochen die unter anderem Pilzinfektionen entgegen wirken. Aber es gibt noch andere endogene Stoffe welche ähnliche Aufgaben in der Pflanze erfüllen. Dazu gehören auch die „Oligosaccharine", eine Gruppe von natürlich vorkommenden Kohlenhydraten die viele vers­chiedene Funktionen erfüllen. Sie beeinflussen das Wachstum und die Differenzierung von Zellen und sind an wichtigen Abwehrmecha­nismen gegen Pilzen beteiligt. Oligosaccharide sind im Grunde kom­plexe Einheiten aus Einfachzucker oder Monosacchariden welche untereinander verknüpft sind und die durch „Auxine" und auch durch den Pilzbefall selber stimuliert bzw. gebildet werden. Die Wirkung kann man in zwei Arten einteilen. Freigesetze Oligosaccharide indu­zieren ein Antibiotikum und wirken der Ausbreitung des Pilzes entge­gen. Sie können aber auch angrenzende Zellen zum absterben bringen und auf diese Weise die Ausbreitung eindämmen. Diese Einheiten aus Einfachzucker sind nicht artspezifisch. Das heisst das Hanfpflanzen die gleichen Oligosaccharide enthalten wie andere Pflanzen, die Zusammensetzung und die Wirkungsweise ist immer die Gleiche.

Kalzium ist sowohl beim Menschen als auch in der Pflanzenwelt ein weit verbreiteter Stoff der zudem lebenswichtige Aufgaben erfüllt. In Hanfpflanzen übernimmt es viele Funktionen und reguliert unter anderem einige zelluläre Prozesse wie das Wachstum, die Teilung von Zellen, die Genexpression oder die Bildung von Harz, welches das Cannabinoid THC enthält. Kalzium findet man in vielen Teilen einer Zelle, allerdings können die Konzentrationen stark verschieden sein. Während das Ca-Level in Organellen wie Mitochondrien oder Vakuolen sehr hoch ist, befindet sich im Cytosol, also im flüssigen Bestandteil des Zytoplasmas nur sehr wenig.

Die Wirkungsweise von Kalzium beschreiben Experten häufig als „Second Messenger" Rolle. Das heisst nichts anderes, als dass Kalzium eine Art Zwischenglied bei vielen Prozessen einnimmt und auf diese Weise sehr viele Mechanismen blockieren oder stimulieren kann. Kann eine Zelle z.B kein Kalzium aufnehmen, so unterbleibt auch die Blütenbildung an dieser Stelle. Die Kalziumaufnahme an sich wird wiederum durch andere Boten und Signalstoffe bestimmt. Vor allem Auxine, Cytokinine und Gibberelline haben einen sehr grossen Einfluss darauf wie viel oder wie wenig Kalzium von einer Zelle aufgenommen werden kann. Man sieht auch hier wie komplex und ausserordentlich eng die gesamten Zellprozesse mit den Phyto­hormonen verbunden sind. Ohne das eine funktioniert auch das ande­re nicht, was wiederum durch langsames Wachstum, eine schlechte Blütenbildung oder durch kränkliche und schlappe Pflanzen sichtbar wird. Ich vergleiche Pflanzen sehr oft mit einem Uhrwerk, da auch hier ein Zahnrad ins andere greift und ein Fehler zum kompletten Stillstand führen kann.

An dieser Stelle sei noch mal darauf hingewiesen, dass diese Artikel ausschliesslich dem weiteren Verständnis der Pflanzenbiologie dienen sollen. Die Zucht von Cannabis ist in den meisten europäischen Ländern verboten oder unterliegt strengen Auflagen und ist genehmi­gunspflichtig.

Im nächsten und letzten Teil der Phytohormon Reihe werde ich die Wirkungs-.- und Funktionsweise von „Ethylen" etwas näher bringen. Gerade bei zukünftigen Feminisierung und Selfingprojekten sollte man verstehen welche Auswirkungen die Blockierung der Ethyle­nsynthese mit sich bringt und wie man Nebenwirkungen ausgleichen kann.

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