Hanf - von Monstern und Mutationen

Jul 17

Mutationen sind im Grunde nichts anderes als Genetische Veränderungen, die auch Auswirkungen auf das äussere Erscheinungsbild haben können. Deformierte Blätter, Albinoblüten oder 3-fach Blattachsen sind wohl die gängigsten Mutationen die man bei Pflanzen oftmals beobachten kann. Doch es gibt auch Mutationen die sich positiv auswirken können. Das Potenzial der Bildung von THC oder Harz allgemein, ist vor vielen tausend Jahren durch ein Genfehler entstanden. Mutationen passieren ständig und sind sehr wichtig, denn ohne Sie würden sich Pflanzen kaum weiter entwickeln. Sie gehören genauso zur Evolution wie die genetische Anpassung an neue Umwelt­bedingungen. Aber wie entstehen sie überhaupt? Im sechsten Teil der Serie habe ich kurz die „Mitose" und „Meiose" angesprochen. Wir haben dabei festgestellt, daß sich Zellen teilen und die DNA sich verdoppeln muss. Das heisst, daß ein einzelner Strang, durch komplizierte Prozesse innerhalb einer Zelle zu 100% identisch kopiert wird. Man spricht von der „Transkription". Dabei fährt ein bestimmtes Enzym über die DNA Helix, öffnet die Basenverbindungen und kopiert einen DNA-Strang bis ins kleinste Detail. Ein Gen besteht aus vielen tausenden Basen die in der gleichen Reihenfolge wieder angeordnet werden müssen. Das es bei einem solchen komplizierten Prozess (Replikation) Fehler gibt kann man nicht ausschliessen. Jede Zelle hat zwar Reparatur­systeme die einen Schaden sofort ausgleichen können aber Fehler in der DNA einer Hanfzelle werden immer vorkommen. Nicht jeder Fehler der bei der Replikation auftritt muss auch eine Veränderung des Phänotyps nach sich ziehen, es geht hier vielmehr um viele Veränderungen innerhalb eines Genes (100-1000 Basen sind ein Gen). Man nennt diesen Effekt „Mutationsrate". Mutationen können aber auch durch äussere Einflüsse entstehen. Dazu gehören radioaktive oder kosmische Strahlung, Höhen­strahlung oder Mutagene wie Colchizin und andere organische Substanzen. Man hat festgestellt, daß jedes Gen für sich eine charakteristische Mutationsrate hat. Diese Aussage ist insofern wichtig, weil sie angibt, daß es theoretisch möglich ist bei jedem einzelnen Gen bei einem abgestimmten Verfahren Mutationen hervorzubrin­gen. Es ist so möglich Gene nach seinen Wünschen zu verändern. Genau dieses Thema wird in der ganzen Welt zur Zeit heiss diskutiert. Man spricht im weitesten Sinne von „Genmanipulation". Solche „spontanen Mutationen" wie ich sie oben bes­chrieben habe können also durch drei grosse Faktoren entstehen. Fehler bei der Replikation, also bei dem Kopieren der DNA während der Zellteilung, bei chemis­chen Veränderungen der DNA oder beim Einsatz von mutagenen Substanzen oder Strahlung. Viele werden sich fragen ob sich Mutationen immer weiter vererben? Auch hier ein ganz klares „Ja". Genetische Fehler sind vererbbar, man muss hier aber zwei Muta­tionsarten unterscheiden. Wir wissen bereits, daß es zwei verschiedene Arten von Zellen in einer Pflanze gibt. Pollen und Eizelle nennt man „Keimzellen", alle anderen bezeichnet man als somatis­che Zellen oder Körperzellen (Blätter, Stamm usw.). Fehler in Körperzellen werden nicht weiter vererbt, da sie keine Rolle bei der Befruchtung spielen und sich im besten Fall auch nicht weiter teilen. Anders ist es bei Mutationen in Keimzellen, diese Fehler können unter Umständen weiter vererbt werden, aber es müssen trotzdem einige Bedingungen dafür erfüllt sein. Die Mutation muss dominant sein oder sich als rezessiver Fehler auf dem X Chro­mosom befinden. Es ist auch möglich, daß eine Vorschädigung vorgelegen hat und durch das Einkreuzen einer neuen rezessiven Genmutation zur Ausprägung kommt. Auch dann könnte sich eine Mutation weiter vererben und auch in der nächsten oder übernächsten Folgegeneration zum Ausbruch kommen. Wir kennen die möglichen Folgen von genetischen Fehlern auch beim Menschen. Ein Krebstumor z.B. entsteht durch eine einfache Zellmutation die praktisch jeden Treffen kann. Eine andere Art der Mutation ist die „Chromosommutation", auch sie kann äusserliche Veränderungen von Pflanzen hervorbringen. Vereinfacht ausgedrückt könnte man sagen, das z.B bei unserem „X" Chromosom Stücke fehlen und nun nur die Form eines „Y" haben könnten. Der genaue Grund solcher „Brüche" ist nicht bekannt. Es gibt nur Vermutungen, deren Ausführung hier aber zu weit führen würden. Eine bekanntere Art von Chromosomenmutationen sind Veränderungen in der Chromosomenzahl. Hanf ist diploid, besitzt also zwei identische Gensätze mit insge­samt 20 Chromosomen. Man spricht von „Polyploiden" wenn die Chromosomensätze vervielfacht sind. Frühere Versuche mit „Colchizin" haben zwar Polyploide ausgelöst, allerdings war das Ergebnis ernüchternd. Solche Experimente sind jedoch sehr gef­ährlich, da Colchezin und ähnliche Stoffe hochgiftig sind und noch dazu oftmals
nicht zum gewünschten Ergebnis führen. Trotzdem will ich an dieser Stelle kurz erwähnen, wie Colchizin wirkt und was es in der Pflanze auslöst.

Dieses organische Alkaloid verhindert die Ausbildung der „Teilungsspindel", die Zellteilung funktioniert jetzt nicht mehr richtig, in der Folge verdoppeln sich die Chro­mosomensätze. Der Polyploide Zustand ist aber nicht vererbbar und damit für eine Hanfzucht ungeeignet. Eine Kreuzung zwischen einer polyploiden Pflanze und einer diploiden ergibt wieder nur diploide Hanfpflanzen, da die Zellteilung wieder ohne Fehler funktioniert.

Der Grund warum polyploide Pflanzen stärker sind, mehr Wasser brauchen und grössere Blüten entwickeln, liegt in der Grösse der Zellen, des Zytoplasmas und des Zellkerns. Es entsteht eine bessere und sogenannte „Kern-Plasma Reaktion", die eine gesteigerte Performance der Pflanzen zum Ergebnis hat. Behandlungen im Samenstadium mit Colchizin bringen aber gerade einmal einzelne Pflanzen zum Ausbilden vielfacher Chromosomensätze. Die Mehrzahl der Samen wird nicht aufge­hen, wieder andere zeigen schon früh einen extremen Krüppelwuchs oder extreme Mutationen. Polyploide Pflanzen sind heute nur noch in der Landwirtschaft interes­sant. Alle Experimente mit polyploiden Hanf führten in der Vergangenheit zu keiner positiven Entwicklung oder brachten irgend einen anderen Nutzen. Für Grower und Breeder also absolut uninteressant.

Dieser letzte Abschnitt bringt uns auch gleich zum nächsten grossen Thema. Ich werde versuchen zu erklären wie es möglich ist Vorhersagen der nächsten Pflanzen­generation zu treffen. Es geht auch darum zu erklären wie man Erbgänge in neu entstanden Kreuzungen analysieren und auswerten kann. Auf diese Weise ist es uns nämlich möglich viel genauer, schneller und erfolgreicher zu arbeiten.

Ich werde drei Beispiele geben wie man Erbgänge für jede mendelsche Regel analy­sieren und auswerten kann. Nehmen wir an, wir haben eine reinrassige weibliche Afghani Pflanze und einen einfachen, männlichen Sativa F1-Hybrid.

Die Afghani Dame zeigt einen starken Harzbesatz, das Hybrid Männchen dagegen einen typisch Sativa dominanten Wuchs. Da es sich bei der Afghani um eine reine Inbreedgenetik handelt, kann man annehmen, daß keine andere Sorte mit einge­kreuzt wurde, demnach handelt es sich um reine Afghani und nicht um einen Hybriden.

Man kreuzt beide Pflanzen und erhält eine neue F1 Generation die extrem homogen ist, einen sehr starken Harzbesatz zeigt und auch sonst sehr Afghani betont wächst. Was ist also passiert, wie kann man das erklären? Da die Afghani IBL so extrem in der neues F1 dominiert, muss sie demzufolge sehr dominante und reinerbige Merk­male haben. Diese werden sich gegen die mischerbigen Eigenschaften des Sativa Hybriden durchsetzen. Man könnte nun noch eine weitere Testkreuzung mit dieser Afghani Dame vornehmen und erneut die entstehende F1 analysieren. Wenn sich die Afghani auch dieses mal so stark durchsetzt, kann man davon ausgehen das sie auch bei anderen Kreuzungen sehr dominant ist. Diesen Effekt kann man mit dem mendelschen „Uniformitätsgesetz" erklären.

Im zweiten Beispiel kreuzt man die beste weibliche und männliche Pflanze des oben genannten FZ-Hybriden miteinander. Als Ergebnis erhält man die erste Inbreedgene­ration, die man auch als F2 bezeichnet. In dieser Generation kommen vor allem die rezessiven Merkmale einer Pflanze hervor. Wir werden viele Geno- und Phänotypen sehen, die im Verhältnis 1:2:1 entstehen.

Die Gene spalten sich hier wieder auf, genau dieses Phänomen hatte Mendel in seinem zweiten „Spaltungsgesetz" beschrieben. Das dritte mendelsche Gesetz kann man auch auf unser zweites Beispiel beziehen.

Es sagt aus, das die Eigenschaften unabhängig voneinander weitergegeben werden. Das heisst, daß es Pflanzen mit viel THC, viel Harz und einer Sativa Dominanz geben wird, wobei einige Phänos auch wenig Harz ausbilden und trotzdem Sativa dominant wachsen. Es geht nur darum, daß jede Eigenschaft unabhängig von anderen weiter­vererbt wird.

Bei einer Analyse von Erbgängen ist es wichtig so viel wie möglich über die Eltern­pflanzen in Erfahrung zu bringen.

Auch Testkreuzungen sind von Vorteil, hier kann man Aussagen über die Vererbung von bestimmten Eigenschaften machen. Man kann sehr viel durch Testkreuzungen lernen. Die Analyse von Erbgängen ist ja nicht neu. Es werden auch heute noch Familien Stammbäume ausgewertet, es werden DNA oder Gen-Profile von längst zurückliegenden Generationen aufgestellt und es

werden Erbkrankheiten zurückver­folgt. All das ist möglich wenn man Informationen über bestimmte Eigenschaften und Merkmalen über viele Generationen sammelt. Und was beim Menschen funktioniert ist bei Pflanzen schon lange möglich.

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