Geschlechtsumkehr – induzierte Blüten des anderen Geschlechts

Geschlechtsumkehr bezeichnet die Bildung von Blüten des jeweils anderen Geschlechts an einer Pflanze mit festgelegtem Chromosomensatz. Sie kann in jedem Stadium des Lebenszyklus auftreten, ausgelöst durch Umweltbedingungen oder gezielt durch chemische Behandlung, und sie ändert nichts an den Chromosomen: eine maskulinisierte Pflanze bleibt genetisch XX, eine feminisierte bleibt XY.

Die beiden Auslöser

Der Hebel ist in beiden Richtungen das Ethylen. Genetisch weibliche Pflanzen bilden nach Behandlung mit Silberthiosulfat männliche Blüten, weil dieses die Ethylenwirkung hemmt; genetisch männliche bilden nach Behandlung mit dem Ethylen-Bildner Ethephon weibliche Blüten. Entscheidend für die Zucht ist, dass beide induzierten Blütentypen fertil sind – der Pollen einer maskulinisierten Pflanze befruchtet, und die Samenanlagen einer feminisierten setzen an.

Die Umkehr von weiblich nach männlich ist dabei genotypabhängig und gelingt nicht in jeder Linie gleich gut. In späteren Inzuchtgenerationen produzierten induzierte männliche Blüten oft nur noch wenig Pollen, was ein erheblicher Teil der gescheiterten Inzuchtversuche war.

Wozu das Verfahren dient

Der bekannteste Zweck ist feminisiertes Saatgut: Pollen einer maskulinisierten XX-Pflanze auf eine XX-Mutter ergibt ausschließlich weibliche Nachkommen, weil kein Y-Chromosom im Spiel ist. Der zweite Zweck betrifft die Zucht selbst. Bei einer zweihäusigen Art ist Selbstbefruchtung ohne Geschlechtsumkehr nicht möglich, und ohne Selbstbefruchtung gibt es weder eine F2 aus einer einzelnen ausgewählten Pflanze noch Einzelkornnachbau.

Aus der Selbstbefruchtung männlicher Pflanzen lässt sich außerdem eine Frage beantworten, die lange offen war. Über drei Linien und mehr als 500 Nachkommen ergab sich ein Geschlechterverhältnis von eins zu eins. Lebensfähige YY-Pflanzen, die eine Abkürzung zu maskulinisiertem Saatgut wären, gibt es danach nicht; eine Erklärung ist, dass Y-tragende Samenanlagen nicht lebensfähig sind.

Was das Verfahren mit einer Linie macht

Wer über Selbstung inzüchtet, macht die Umkehrfähigkeit zu einem Merkmal der Auslese. Spaltet sie im Ausgangsmaterial auf, muss sie mitstabilisiert werden, und in der fertigen Linie steigt damit das Risiko unerwünschter spontaner männlicher Blüten. Das ist der sachliche Kern des Vorbehalts gegen Selbstungslinien, und er ist unabhängig davon, wie sauber gearbeitet wird.

Dazu kommt eine gemessene Nebenwirkung. Ab der vierten Selbstungsgeneration traten Blütenanomalien auf, und der Samenansatz ließ sich nur noch retten, indem verschiedene Abschnitte derselben Pflanze gleichzeitig mit dem Ethylen-Bildner und dem Ethylen-Hemmer behandelt wurden. Da Ethylen bei dieser Art die Geschlechtsausprägung steuert, deutet das darauf hin, dass die Inzucht in diese Signalkette eingreift.

Wie weit die Plastizität dieser Art reicht, zeigen die Extreme aus derselben Untersuchung: XX-Pflanzen ohne ein einziges weibliches Organ und XY-Pflanzen ohne männliche Organe, beide ohne chemischen Eingriff.

Quellen