Triploide und tetraploide Cannabispflanzen verstehen

Die meisten Cannabissorten bestehen aus Zellen, die zwei Chromosomensätze enthalten – zwei von jedem Elternteil. Pionierzüchter haben jedoch Sorten kreiert, die drei oder sogar vier Sätze enthalten. Warum ist das wichtig? Weil diese Pflanzen größere Buds, mehr Cannabinoide und Terpenesowie einen höheren Gesamtertrag produzieren. Erfahre alles, was Du über polyploides Weed wissen musst und inwiefern es die Zukunft der Branche sein könnte.

Diploide: Das Standard-Cannabisgenom

Ähnlich wie wir Menschen sind die meisten Cannabispflanzen diploide Organismen – sie enthalten zwei Chromosomensätze in jeder Zelle ("di" bedeutet "zwei"). Falls Du Dich nicht mehr an den Biologieunterricht erinnern kannst: Chromosomen sind kleine Strukturen aus Nukleinsäuren, die sich im Zellkern befinden. Sie speichern genetische Informationen und ermöglichen das Kopieren der DNA während der Zellteilung, die auch Mitose genannt wird.

Jede Elternpflanze gibt 10 Chromosomen an ihre Nachkommen weiter. Das bedeutet, dass diploide Cannabispflanzenzellen insgesamt 20 Chromosomen haben. Wissenschaftler glauben, dass die Diploidie den Organismen einen gewissen Vorteil zum Überleben^[1] bietet. Zwei Chromosomensätze zu haben bedeutet nicht nur, dass die Zellen über ein Software-Backup verfügen, falls ein Chromosom beschädigt wird, sondern es ermöglicht auch, dass gesunde Gene diejenigen mit schädlichen Mutationen überlagern.

Die Diploidie bietet noch weitere Nutzen: Das Vorhandensein von zwei Chromosomensätzen ermöglicht es den Pflanzen, sich mit der Zeit besser an ihre Umgebung anzupassen. Die von beiden Elternteilen vererbten Gensätze statten die Pflanzen mit eine genetischer Variabilität aus, die die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass sie Schädlings- und Krankheitsresistenz sowie andere wünschenswerte Eigenschaften erben.

Die große Mehrheit der Cannabissorten ist von Natur aus diploid. Nur ein sehr niedriger Prozentsatz der natürlich vorkommenden Cannabispflanzen weist mehr als zwei Chromosomensätze auf. Cannabiszüchter haben jedoch Methoden entwickelt, um Pflanzen mit drei oder sogar vier Chromosomensätzen zu kreieren. Diese als Polyploidie bezeichnete Eigenschaft bringt einige großartige Vorteile, aber auch einige Nachteile mit sich.

Überblick über die Polyploidie bei Cannabispflanzen

Polyploidie kommt bei fast allen Blütenpflanzen^[2] in unterschiedlichem Ausmaß vor. Viele der landwirtschaftlichen Nutzpflanzen, die zu Grundnahrungsmitteln für den Menschen wurden, sind polyploid. Hierzu zählen unter anderem Erdbeeren, Kaffee, Kartoffeln und Hafer. Cannabiszüchter haben Wege gefunden, die Anzahl der Chromosomensätze in den Cannabiszellen zu erhöhen, sowohl durch chemische Eingriffe als auch durch Kreuzung diploider und polyploider Sorten.

Polyploide Cannabissorten unterscheiden sich in mehreren Punkten von ihren diploiden Gegenstücken, unter anderem durch:

• Zusammensetzung der Zellwand^[3]: Die Forschung zeigt, dass die Polyploidie **die Zusammensetzung der Zellwand – der Struktur, die die Plasmamembran umgibt – verändert. Diese Veränderungen beeinflussen den Gehalt an Proteinen und komplexen Kohlenhydraten innerhalb der Zellwand, was einen starken Einfluss auf die Trockenheitstoleranz und die Abwehr von Krankheitserregern haben kann.
• Produktion von Biomasse: Polyploider Hanf produziert mehr Biomasse und schwerere Blüten^[4]. Dies hat wichtige Auswirkungen auf die kommerzielle Landwirtschaft sowohl bezüglich Industriehanf als auch Cannabis, das als Arznei- oder Genussmittel verwendet wird.
• Weniger fruchtbar: Polyploide sind oftmals unfruchtbar^[5]. Das mag wie ein Nachteil klingen, ist jedoch für den Anbau samenloser Weed-Blüten von Vorteil.

Arten von Polyploidien in Cannabis

Falls Du es noch nicht bemerkt haben solltest, die Cannabisbranche ist in den letzten zehn Jahren explodiert. Mit der zunehmenden Legalisierung nehmen auch die Forschungs- und Entwicklungsbemühungen immer mehr zu. Die Unternehmen investieren viel Zeit, Mühe und Geld in die Entwicklung von Cannabispflanzen und -produkten, die den Gewinn steigern und die Kundenwünsche besser erfüllen. Bislang haben Züchter Sorten mit höherem THC-Gehalt, größeren Buds, einem höheren Ertrag und mehr Geschmack entwickelt.

Jetzt setzen die Wissenschaftler auf das Konzept der Polyploidie, um Cannabis als Nutzpflanze zu verbessern. Mittels chemischer Behandlungen und Kreuzungen sind die folgenden Arten von polyploiden Cannabissorten entstanden:

• Triploides Cannabis: Wie der Name schon sagt, enthält triploides Cannabis drei Chromosomensätze^[6] – also insgesamt 30 Chromosomen. Die Nachkommen erben einen Chromosomensatz von einem Elternteil und zwei vom anderen.
• Tetraploides Cannabis: Diese Sorten haben vier Chromosomensätze, zwei von jedem Elternteil. Obwohl tetraploide Pflanzen mehr DNA-Kopien besitzen, sind sie während des Zuchtprozesses eine Vorstufe zu triploiden Pflanzen (mehr dazu weiter unten).

Kann die Cannabis-Polyploidie das Pollenproblem lösen?

Polyploide Cannabispflanzen bieten eine ganze Bandbreite von Nutzen und sie könnten den Growern helfen, das Problem der Befruchtung zu lösen, wenn es um den Cannabisanbau in großem Maßstab geht. Als zweihäusige Pflanze geht Cannabis aus Samen entweder als männliches oder weibliches Exemplar hervor. Die weiblichen Pflanzen produzieren harzige Blüten, die einen hohen Gehalt an Cannabinoiden und Terpenen (wenn sie nicht befruchtet werden) aufweisen, während die männlichen Blüten Pollen produzieren.

Generell sind männliche Pflanzen relativ wertlos, wenn es um die Produktion der Ernte geht. Nicht nur das, sie vermindern auch die Qualität der weiblichen Blüten nach der Befruchtung und verwandeln sie von wünschenswertem Sinsemilla in samenreiche und weniger potente Buds.

Der aktuelle Industriestandard^[7] für den Umgang mit diesem Problem umfasst Gentests vor dem Umpflanzen. Wie Du Dir vorstellen kannst, wird dies schnell kostspielig und zeitaufwändig. Sowohl feminisierte Samen als auch das Klonen bieten jedoch eine alternative Lösung. Polyploides Cannabis könnte eine weitere Option für kommerzielle und kleine Growprojekte werden, die samenloses Weed produzieren sollen.

Triploide Cannabissorten sind praktisch unfruchtbar und produzieren selten Samen, egal, ob sie von pollenproduzierenden männlichen Pflanzen umgeben sind. Ihre ungeraden Chromosomensätze beeinträchtigen die zellulären Prozesse, die zur Samenentwicklung führen.

Triploide Cannabispflanzen

Triploide Pflanzen gibt es nicht nur in der Welt der Cannabiszucht. Gemüsegärtner haben triploide Sorten bei einer Vielzahl von Arten entwickelt, um sich deren Nutzen eigen zu machen. So ist beispielsweise kernloses Obst wie Wassermelonen und Bananen triploid. Da sie keine Samen produzieren können, sind sie bequemer zu konsumieren und daher für Konsumenten attraktiver.

Ähnlich wie andere triploide Pflanzen bieten auch Cannabissorten, die drei Chromosomensätze besitzen, wichtige Nutzen. Sie produzieren mehr Biomasse in Form von Blättern und Stängeln, was sie in einigen kommerziellen Bereichen kostbarer macht. Größere Blüten machen sie außerdem äußerst attraktiv für Grower sowie für Kunden, die in Cannabisapotheken und anderen Cannabisshops große Blüten suchen.

Wie kommt es zu triploiden Cannabispflanzen?

Triploide Pflanzen kommen in der Natur vor, aber sie sind extrem selten. Um sie zu züchten, müssen Züchter zunächst tetraploide Weed-Sorten kreieren (wir werden diesen Vorgang weiter unten besprechen). Sobald die tetraploide Genetik gesichert ist, müssen die Züchter geeignete diploide Exemplare mit den gewünschten Eigenschaften selektieren. Die Kreuzung eines sorgfältig ausgewählten tetraploiden Elternteils mit einem diploiden Elternteil wird zu triploiden Nachkommen führen.

Eigenschaften triploider Weed-Genetik

Jetzt weißt Du, wie sich triploide und diploide Pflanzen genetisch unterscheiden, aber wie genau kommen diese Unterschiede zum Ausdruck? Die Hauptunterschiede, die triploide Pflanzen aufweisen, sind:

• Größer und voluminöser: Die Forschung zeigt, dass triploide Cannabispflanzen dazu neigen, größer zu werden^[8] als ihre diploiden Gegenstücke. Ein allgemeiner Anstieg der Biomasse sorgt für größere Fächerblätter, längere Stängel und ein ausgedehnteres Wurzelnetzwerk in der Erde.
• Langsameres Wachstum: Die Größe und Produktivität triploider Pflanzen hat einen Nachteil: Sie brauchen länger, um zu wachsen. Während dies für Hobbygärtner kein Problem ist, stellt die Länge des Wachstumszyklus ein Problem für kommerzielle Unternehmen dar, die Wert auf einen schnellen Umsatz legen.
• Mehr Cannabinoide: Studien, in denen die chemischen Eigenschaften von diploiden und polyploiden Weed-Sorten analysiert wurden, haben einen höheren Gehalt an Cannabinoiden^[9] bei triploiden Sorten festgestellt.
• Größere Buds: Triploide Cannabissorten produzieren auch größere Blüten. Die Buds sind länger, breiter und dichter. Größere Blüten und mehr Cannabinoide sorgen für einen dramatisch höheren Ertrag pro Pflanze.

Welche Vorteile bieten triploide Cannabispflanzen den Züchtern?

Triploide Cannabispflanzen eröffnen den Züchtern ein gänzlich neues Spielfeld. Genau wie das Auftauchen von autoflowering und feminisierter Genetik könnte das Aufkommen triploider Pflanzen die Cannabisbranche in vielerlei Hinsicht verändern. Die aktuelle Forschung zeigt, dass diese Sorten gewiss vielversprechend sind. Jedoch steckt diese Innovation noch in den Kinderschuhen und triploide Weed-Pflanzen haben auch einige Schattenseiten, die ihre Akzeptanz unter Züchtern und Growern, sowohl im kommerziellen als auch im Hobbybereich, beeinträchtigen könnten.

Kann man triploide und diploide Cannabispflanzen kreuzen?

Technisch gesehen, ja. Ein Züchter könnte diploide und triploide Elternsorten kreuzen. Die Ergebnisse wären aber wahrscheinlich nicht den Aufwand wert, da die ungleiche Anzahl von Chromosomensätzen den normalen Fortpflanzungsprozess stören kann. Außerdem sind Triploide fast immer steril, was bedeutet, dass nur eine sehr geringe Chance besteht, dass sie Nachkommen produzieren.

Was sind die Nachteile triploider Genetik für Anbauer?

Triploide Cannabispflanzen haben sicherlich einige beeindruckende Nutzen zu bieten. Sie liefern eine samenlose Ernte, einen höheren Ertrag, große Blüten und mehr Cannabinoide. Allerdings bleiben diese Sorten vorerst weitgehend auf Forschungslabors beschränkt. Außerdem haben sie auch einige Nachteile. Ihre unglaublich geringe Fruchtbarkeit bedeutet, dass Grower auf unbestimmte Zeit eine Reihe von Klonen pflegen werden müssen, um wünschenswerte Eigenschaften zu konservieren. Dies erfordert unweigerlich Ressourcen wie Platz, Licht und Nährstoffe.

Außerdem ist es schwierig, triploide Sorten zu kreieren. Sie erfordern Kenntnisse der Pflanzengenetik und die Fähigkeit, tetraploide Sorten als Ausgangsmaterial zu erzeugen. Realistischerweise fehlen den meisten Growern, die in kleinem Stil anbauen, die Ressourcen und das Wissen, um ihre eigene triploide Genetik zu kreieren.

Tetraploide Cannabispflanzen

Tetraploide Cannabispflanzen ähneln triploiden Pflanzen insofern, als sie ebenfalls polyploid sind. Anstatt drei Chromosomensätze hat jede Zelle vier – zwei Sätze von jedem Elternteil. Diese Sorten sind etwas einfacher zu kreieren als triploide Sorten; man kann sie als botanische Vorstufe betrachten.

Wie werden tetraploide Weed-Pflanzen gebildet?

Pflanzenforscher bringen tetraploide Pflanzen durch chemische Eingriffe hervor. Es gibt mehrere Moleküle, die, wenn sie in eine Weed-Pflanze integriert werden, die Zellen dazu bringen, ihre Chromosomen zu vermehren. Zu diesen Verbindungen zählt Colchicin^[10], eine natürlich vorkommende Chemikalie, die in der Herbstzeitlosen vorkommt und die Zellteilung behindert. Forscher verwenden auch Oryzalin, eine weniger toxische Alternative, um das gleiche Ergebnis zu erzielen.

Eigenschaften tetraploider Genetik

Tetraploide Cannabissorten weisen auch einzigartige Merkmale auf, die sie für Züchter und Grower attraktiv machen. Zu diesen Eigenschaften gehören:

• Einzigartige Blattmorphologie: Tetraploide Sorten haben andere Blätter als ihre diploiden Cousins. Ihre Fächerblätter sind größer^[11] mit längeren und dickeren Blättchen. Die Schließzellen, die die Spaltöffnungen öffnen und schließen, sind ebenfalls dicker und länger.
• Größere Trichomendichte: Trichome sind die kleinen Drüsen, die sich auf den Blüten- und Blattoberflächen befinden. Diese kristallähnlichen Strukturen sind für die Bildung von Cannabinoiden und Terpenen verantwortlich – Chemikalien, die für die Wirkung jeder Sorte verantwortlich sind. Studien zeigen, dass tetraploide Zuckerblätter etwa 40% mehr Trichome^[12] produzieren als diploide Blätter.
• Höherer Ernteertrag: Tetraploide Pflanzen liefern insgesamt eine höheren Ertrag^[13]. Dies beinhaltet eine etwas höhere Menge an trockenen Buds und eine deutlich größere Menge an Blattresten, die zur Herstellung von Hasch und anderen Extrakten verwendet werden können.
• Mehr Terpene: Aromatische Terpene sind für die einzigartigen Düfte und den Geschmack jeder Sorte verantwortlich. Sie spielen auch eine wichtige Rolle für die subjektiven Wirkungen der verschiedenen Sorten. Erste Studien zeigen, dass tetraploide Sorten weit mehr Terpene^[14] in ihren Blättern und Blüten produzieren.

Die Bedeutung tetraploider Cannabispflanzen für die Züchtung

In Anbetracht der oben genannten beeindruckenden Eigenschaften verfügt tetraploides Cannabis eindeutig über großes Potenzial. Aber auch tetraploide Sorten sind schwer zugänglich. Sie könnten jedoch in naher Zukunft auf den Markt kommen. Züchter werden diese Technologie wahrscheinlich nutzen, um Sorten zu kreieren, die produktiver, harziger, aromatischer und potenter sind. Wahrscheinlich werden irgendwann auch tetraploide Versionen einiger der bekanntesten Cannabissorten auf dem Markt auftauchen.

Kann man eine tetraploide mit einer diploiden Cannabispflanze kreuzen?

Ja! Tatsächlich ist dies genau die Art und Weise, wie Züchter triploide Pflanzen kreieren. Die Kreuzung eine diploiden mit eine tetraploiden Pflanze führt zu einem Nachkommen mit drei Chromosomensätzen. Obwohl tetraploide Pflanzen im Vergleich zu diploiden Pflanzen geringere weibliche Fruchtbarkeit aufweisen, können sie sich dennoch fortpflanzen (sie bilden nur weniger Samen).

Nachteile tetraploider Genetik

Ähnlich wie triploide Genetik weisen tetraploide Pflanzen einige beeindruckende Eigenschaften auf und sie lassen sich relativ leicht durch chemische Manipulation kreieren. Allerdings haben sie auch einige Nachteile. Erstens ist es aufgrund ihrer geringen Fruchtbarkeit schwierig, erfolgreiche Kreuzungen zu erzielen. Sie scheinen im Vergleich zu diploiden Sorten langsamer zu wachsen, was sie für Grower, die Wert auf Schnelligkeit legen, weniger attraktiv macht. Sie bleiben also für den Moment auf einen Nischenbereich beim Züchten beschränkt und das mangelnde Verständnis für Tetraploide wird es den meisten Amateuren schwer machen, mit ihnen zu arbeiten.

Cannabis-Polyploide: Ein faszinierendes und nützliches Phänomen

Obwohl es sich nur um eine einzige Pflanzenart handelt, dreht sich eine gigantische Branche rund um Cannabis. Was als Wildpflanze begann, hat sich mit Hilfe menschlicher Innovationen zu einer vielfältigen domestizierten Pflanze entwickelt, die viele verschiedene Formen annimmt. Durchbrüche in puncto Zucht haben zu autoflowering und feminisierten Sorten sowie zu den ersten echten F1-Hybriden geführt.

Jetzt sieht es so aus, als ob als nächstes Polyploide die Branche aufrütteln werden. Die Cannabiszucht hat nämlich den Punkt erreicht, an dem sich die Anzahl der Chromosomen in den Pflanzenzellen vervielfacht! Sowohl triploides als auch tetraploides Cannabis bietet einige vielversprechende Nutzen, darunter größere Buds, mehr THC und mehr Terpene. Die Forschung steckt noch in den Kinderschuhen, aber Du kannst davon ausgehen, dass Du in den nächsten Jahren einiges mehr über polyploides Cannabis hören wirst!