Die Geschlechtsumkehr bei Cannabis verändert Trichome und THCA-Gehalt

Warum reichern weibliche Cannabisblüten gewöhnlich mehr Cannabinoide an als männliche? Die Genetik liefert einen Teil der Antwort, doch auch die Strukturen, die eine Pflanze ausbildet, spielen eine Rolle. Eine Pflanze benötigt spezialisierte Gewebe, die ihre chemischen Verbindungen produzieren und speichern können. Ein besseres Verständnis dafür, wie sich diese Gewebe entwickeln, könnte Züchtern helfen, fundiertere Entscheidungen über die Saatgutproduktion und die Einheitlichkeit der Ernte zu treffen.

Eine neue Studie in Industrial Crops and Products untersucht diesen Zusammenhang, indem sie verändert, wie Cannabispflanzen auf Ethylen reagieren – ein Pflanzenhormon, das an der Entwicklung beteiligt ist.¹ Die Forschenden lösten bei weiblichen Pflanzen die Ausbildung männlich geprägter Blüten und bei männlichen Pflanzen die Ausbildung weiblich geprägter Blüten aus. Anschließend verfolgten sie Veränderungen der Blütenanatomie, der Harzdrüsen, der Genaktivität und der Cannabinoidkonzentrationen.

Die Ergebnisse legen nahe, dass die Anreicherung von Cannabinoiden eng mit der Identität und Zusammensetzung des Blütengewebes zusammenhängt. Sie machen außerdem einen wichtigen Unterschied deutlich: Das Aussehen einer Blüte zu verändern, ihre chemische Zusammensetzung zu verändern und die Produktivität einer ganzen Pflanze zu steigern, sind voneinander getrennte Erfolge.

Warum Cannabisblüten spezielle Harzdrüsen benötigen

Cannabis bildet einen großen Teil seiner Cannabinoide in den Blüten in Drüsentrichomen – den winzigen, harztragenden Strukturen, die für das frostige Aussehen einer Blüte verantwortlich sind. Diese Drüsen befinden sich an blütennahen Geweben, darunter Tragblätter und Zuckerblätter. Weibliche Blüten tragen im Allgemeinen mehr Drüsentrichome als männliche.

Ein aufschlussreicher Vergleich ist eine Produktionsstätte. Enzyme, die Cannabinoide herstellen, sind Teil der Ausrüstung, während Drüsengewebe den spezialisierten Raum für Produktion und Lagerung bereitstellen. Die Bauanleitung für die Ausrüstung zu besitzen, garantiert nicht, dass eine Pflanze in jedem Organ denselben Umfang an Produktionsraum ausbildet.

Das erklärt, warum Trichome nicht nur wegen ihres Aussehens Beachtung verdienen. Die sichtbaren Drüsen zu zählen, reicht jedoch allein nicht aus, um die Wirkstoffstärke zu bestimmen. Der kürzlich aktualisierte Leitfaden von MyCannabis zur Beurteilung von Trichomen und der Blütenreife erläutert, warum visuelle Beobachtungen am besten mit einer einheitlichen Probenahme und chemischen Tests kombiniert werden.

Die neue Studie untersucht, was geschieht, wenn Forschende das Entwicklungsprogramm verändern, das bestimmt, welche Blütenstrukturen entstehen.

Wie Forschende die Blütenentwicklung von Cannabis veränderten

Das Team untersuchte eine koreanische Cannabis-Landsorte, also Pflanzenmaterial, das mit einer regionalen Anbaugeschichte verbunden ist. Obwohl dieses Material traditionell mit der Faserproduktion in Verbindung gebracht wird, war es THC-dominant und nicht CBD-dominant. Aufgrund seiner relativ einfachen Verzweigungsstruktur ließen sich die sich entwickelnden Blüten leichter untersuchen.

Die Forschenden verwendeten Silberthiosulfat, allgemein mit STS abgekürzt, um bei weiblichen Pflanzen männlich geprägte Blüten auszulösen. STS beeinträchtigt die Reaktion auf Ethylen und wird bereits seit Langem bei der Produktion feminisierten Saatguts eingesetzt. Bei diesem Züchtungsverfahren bilden genetisch weibliche Pflanzen pollenbildende Blüten aus, die Pollen für Kreuzungen mit anderen weiblichen Pflanzen liefern können.

In einem ergänzenden Experiment behandelte das Team männliche Pflanzen mit Ethephon, einer Ethylen freisetzenden Verbindung. Dadurch wurde die Entwicklung weiblich geprägter Blüten gefördert.

Die Forschenden untersuchten Blütenoberflächen mithilfe der Rasterelektronenmikroskopie, analysierten die innere Anatomie, maßen ausgewählte Gen-Transkripte und bestimmten die Cannabinoidkonzentrationen mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatografie. Für die molekularen und biochemischen Analysen wurden drei unabhängige biologische Replikate verwendet; bei einigen Proben stammten die zusammengeführten Gewebe von mehreren Pflanzen.

Dank dieser Kombination konnten die Forschenden vergleichen, wie die Blüten aussahen, welche Gene aktiv waren und welche Cannabinoide sich angereichert hatten.

Was sich bei Trichomen und Cannabinoidgehalt veränderte

Mit STS behandelte weibliche Pflanzen entwickelten männlich geprägte Blütenorgane, behielten dabei aber eine weitgehend weiblich geprägte Anordnung der Blütenstände bei. An den untersuchten Kelchoberflächen ihrer umgewandelten Blüten fanden sich deutlich weniger Drüsentrichome als an unbehandelten weiblichen Blüten.

Diese Veränderungen gingen mit einer geringeren Transkriptmenge von THCAS und CBDAS einher, Genen, die mit den Enzymen zur Herstellung von THCA und CBDA verbunden sind. THCA ist die saure Vorstufe, die sich durch Erhitzen in THC umwandeln kann.

Unbehandelte weibliche Blüten enthielten 18,6 Milligramm THCA pro Gramm getrocknetes Gewebe. Die Studie beschreibt nach der STS-Behandlung eine Verringerung des THCA-Gehalts um etwa 10 %. Der Unterschied beim Cannabinoidgehalt war somit vergleichsweise gering gegenüber den auffälligen Veränderungen der Blütenstrukturen.

Die umgekehrte Behandlung führte zu einem ergänzenden Muster. Mit Ethephon behandelte männliche Pflanzen entwickelten sowohl männliche als auch weiblich geprägte Blüten; Letztere machten etwa 60 % aller Blüten aus. Diese weiblich geprägten Blüten wiesen eine höhere Dichte an Drüsentrichomen und eine stärkere Cannabinoidanreicherung auf als unbehandelte männliche Blüten.

Die Blütenidentität liefert zusätzlichen Kontext zur Cannabisgenetik

Eine wichtige Erkenntnis ist, dass chromosomales Geschlecht und chemische Produktion nicht als austauschbare Beschreibungen behandelt werden sollten. Die Chromosomen einer Pflanze tragen zur Ausprägung ihrer Entwicklung bei, doch auch die tatsächlich gebildeten Organe beeinflussen, wo sich Cannabinoide anreichern.

Diese Interpretation passt zu den Ergebnissen für die Blätter. Unter den untersuchten Bedingungen wiesen männliche und weibliche Blätter ähnliche Gesamtkonzentrationen an Cannabinoiden auf, obwohl sich ihre Blüten deutlich unterschieden. Die größten Unterschiede zeigten sich in den spezialisierten Fortpflanzungsgeweben.

Verwandte Forschung aus dem Jahr 2026 zur durch Ethylen gesteuerten Blütenplastizität untersuchte drei Cannabisgenotypen und stellte unterschiedliche Reaktionen bei XX- und XY-Pflanzen fest. Diese Arbeit unterstreicht, wie wichtig Entwicklungszeitpunkt und genetischer Hintergrund für die Untersuchung der Blütenumwandlung sind.

Unterdessen stellte eine im September veröffentlichte Studie zur Aktivität gibberellinbezogener Gene während der Geschlechtsumkehr bei Cannabis Veränderungen fest, die mit dem Blütenphänotyp zusammenhingen. Sie belegte keine ursächliche Rolle dieses Hormonwegs. Zusammengenommen legen diese Studien nahe, dass Forschende ein zusammenwirkendes Entwicklungsnetzwerk untersuchen und nicht einen einzelnen, allgemeingültigen Schalter.

Warum die Genaktivität nicht die ganze Geschichte erzählt

Die neuen Erkenntnisse zeigen auch, worauf es bei der Interpretation von Pflanzenforschung ankommt. Eine geringere Häufigkeit von THCAS-Transkripten in einer Blütenprobe bedeutet nicht zwangsläufig, dass jede Cannabinoide produzierende Zelle ihre Aktivität verringert hat.

Möglicherweise enthält die Probe einfach weniger dieser spezialisierten Zellen. Bei der Analogie zur Produktion könnte eine geringere Ausbeute auf weniger Produktionsräume, langsamere Anlagen in jedem Raum oder auf beides zurückzuführen sein.

Da die Forschenden Transkripte in einer Gesamtprobe aus Blütenstandsgewebe maßen, konnten sie Veränderungen innerhalb einzelner Zellen nicht von Veränderungen im Anteil verschiedener Gewebe unterscheiden. Ebenso konnten sie nicht ausschließen, dass behandlungsbedingter Stress oder Effekte, die nicht speziell mit Ethylenrezeptoren zusammenhängen, eine Rolle spielten.

Diese Einschränkungen werfen eine vielversprechende Frage für künftige Forschung auf: Verändert die Blütenumwandlung vor allem die Zahl der Cannabinoide produzierenden Zellen, ihre jeweilige Leistungsfähigkeit oder eine Kombination aus beidem?

Was Cannabiszüchter aus den Ergebnissen mitnehmen können

Für Züchter liegt der unmittelbare Nutzen in einem klareren Rahmen für die Bewertung von Pflanzen, die zur Saatgutproduktion verwendet werden. Eine Behandlung kann erfolgreich pollenbildende Blüten hervorrufen und zugleich die Trichomzahl und Cannabinoidkonzentration in den behandelten Geweben verändern.

Diese Beobachtungen belegen nicht, dass die daraus hervorgehenden Nachkommen einen geringeren Cannabinoidgehalt aufweisen. Die Saatgutleistung und vererbte Effekte wurden nicht untersucht. Ebenso belegt eine erhöhte Cannabinoidkonzentration in weibchenähnlichen Blüten männlicher Pflanzen keine höhere kommerzielle Produktivität.

Künftige Bewertungen sollten drei unterschiedliche Ergebnisse erfassen:

• Cannabinoidkonzentration in repräsentativen Blütenproben.
• Gesamter Cannabinoidertrag der geernteten Pflanze.
• Saatgutleistung und Beständigkeit der Merkmale in der nächsten Generation.

Die Konzentration gibt an, wie viel einer Verbindung in einer bestimmten Gewebemasse enthalten ist. Der Ertrag der gesamten Pflanze hängt auch davon ab, wie viel erntbares Gewebe entsteht. Eine stärker konzentrierte Probe steht nicht automatisch für eine produktivere Ernte.

Bessere Messungen könnten die Cannabiszüchtung berechenbarer machen

Das größte Potenzial der Studie liegt darin, Forschenden dabei zu helfen, den Pflanzenaufbau mit chemischen Messwerten in Beziehung zu setzen. Dieser Zusammenhang könnte künftig die Bewertung von Kandidatenpflanzen durch Züchter und den Vergleich von Entwicklungsreaktionen verbessern.

Die Berichterstattung von MyCannabis über die KI-gestützte Bewertung der Cannabisernte beleuchtet einen weiteren Ansatz, beobachtbare Pflanzenmerkmale mit der Cannabinoidanreicherung zu verknüpfen. Ein sinnvoller nächster Schritt wäre zu prüfen, ob solche Überwachungsverfahren auch dann genau bleiben, wenn Züchtungsbehandlungen die Blütenanatomie verändern.

Zunächst muss dieses Experiment jedoch umfassender wiederholt werden. Untersuchungen mit weiteren THC-dominanten, CBD-dominanten und ausgewogenen Sorten würden zeigen, wie breit die Zusammenhänge gelten. Größere Studien könnten vergleichbare Entwicklungsstadien, Messungen des Gesamtertrags der Pflanze und Analysen einzelner Drüsenzellen kombinieren.

Das ermutigende Ergebnis ist, dass die Blütenentwicklung einen messbaren Zusammenhang zwischen der Pflanzenbiologie und der Anreicherung von Cannabinoiden herstellt. Die Untersuchung dieses Zusammenhangs könnte dazu beitragen, die Cannabiszüchtung präziser zu machen. Fortschritte ließen sich anhand reproduzierbarer chemischer Eigenschaften, ertragreicher Pflanzen und zuverlässiger Nachkommen beurteilen.

Referenzen:

¹ Kim, J., Ha, T. H., Jeong, J. C., Lee, C. Y., Kim, H. J., Lee, D. S., Jeong, Y. J., & Kim, S. H. (2026). Die chemische Modulation von Ethylenreaktionen verändert die Identität der Blütenorgane, die Dichte glandulärer Trichome und die Cannabinoidakkumulation in den Blütenständen von Cannabis sativa L. Industrial Crops and Products, 253, 124613. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2026.124613