Homozygotie – reine Linien, ihr Weg und ihr Nachweis

Homozygotie heißt Reinerbigkeit: an einer bestimmten Stelle des Erbguts trägt die Pflanze zweimal dieselbe Anlage. Solche Stellen heißen Genorte. Eine Pflanze, die an den betrachteten Genorten reinerbig ist, gibt die zugehörigen Merkmale unverändert weiter, und eine Linie aus solchen Pflanzen heißt reine Linie oder Inzuchtlinie.

Der praktisch wichtigste Satz über sie lautet: an der Pflanze sehen kann man das nicht. Die Menge der gebildeten Cannabinoide, also der Wirkstoffe, nach denen üblicherweise ausgelesen wird, hängt stark von den Anbaubedingungen ab; nur das Verhältnis der beiden Hauptwirkstoffe zueinander folgt dem Erbgut. Das Aussehen und die Erbanlagen fallen also gerade an den Merkmalen auseinander, an denen sortiert wird. Ohne Labormessung oder eine geprüfte Nachkommenschaft ist jede Aussage über eine reinerbige Linie eine Vermutung.

Wozu man sie überhaupt braucht

Für die Kreuzungszüchtung ist Reinerbigkeit die Bedingung dafür, dass zwei bestimmte Eltern immer dieselbe Nachkommenschaft ergeben. Am Mais lässt sich das ablesen: die dortigen Inzuchtlinien sind untereinander verschieden, jede für sich aber reinerbig, und deshalb fällt die Kreuzung zweier bestimmter Linien jedes Mal gleich aus. Erst dadurch wird eine Sorte reproduzierbar statt einmalig.

Wie weit „stabil" von reinerbig entfernt liegt

Eine Sorte, die seit Jahren gleich aussieht, muss an ihren Genorten nichts Gleiches tragen. Die klassische Chemotyp-Untersuchung arbeitete mit Linien, die bereits zweimal ingezüchtet worden waren, und trotzdem spalteten je nach Kreuzung zwischen 5,6 und 37,5 % der geprüften Stellen schon in der ersten Tochtergeneration auf – bei fast jeder dritten Kreuzung also mehr als ein Drittel. Ein solcher Rest an gemischten Genorten reicht aus, um eine Nachkommenschaft uneinheitlich zu machen, und er war an den Pflanzen nicht zu sehen.

Die zwei Wege dorthin

Dorthin führen zwei Wege, und sie unterscheiden sich im Tempo. Der eine ist die Geschwisterkreuzung, die Paarung zweier Pflanzen aus derselben Nachkommenschaft; sie ist bei zweihäusigen Arten, also bei solchen mit getrennten männlichen und weiblichen Pflanzen, der Weg, mit dem die Zuchtliteratur rechnet, und sie setzt beide Geschlechter voraus. Der andere ist die Selbstung, die Befruchtung einer Pflanze mit dem eigenen Pollen. Bei Cannabis ist sie nur über eine chemisch ausgelöste Geschlechtsumkehr möglich, bei der eine weibliche Pflanze männliche Blüten anlegt.

Die Selbstung ist die schnellere von beiden, und genau dieses Tempo hat einen Preis, der in der Zeitrechnung nicht auftaucht. Bei gleichem Inzuchtgrad baut die Geschwisterkreuzung diejenigen Erbanlagen wirksamer ab, die in Doppelkopie tödlich wirken: im Modell blieben unter Geschwisterkreuzung 7,11 solcher Anlagen übrig gegenüber 9,3 unter Selbstung, weil die Reinerbigkeit schrittweise statt sprunghaft steigt. Die Rechnung stammt aus einem Modell natürlicher Bestände; übertragbar ist der Mechanismus, nicht die Zahl. Dazu kommt, dass jede Selbstungsrunde die Geschlechtsumkehr braucht und damit die Fähigkeit dazu mit auswählt – die fertige Linie trägt ein erhöhtes Risiko unerwünschter männlicher Blüten, unabhängig davon, wie sauber gearbeitet wird.

Für die Selbstung ist die Strecke bei dieser Art gemessen. Beim Einzelkornnachbau, bei dem je Generation eine einzelne Pflanze weitergeführt wird, braucht es typischerweise sechs Generationen, bis der Anteil gemischter Genorte unter 3 % fällt, ausgehend von 17 bis 35 % in offen abgeblühten Ausgangspflanzen; gemessen wurde an einem Panel aus 1500 Markern, und Marker sind Stellen im Erbgut, die sich im Labor eindeutig ablesen lassen. Verfahren über verdoppelte Keimzellen waren bei dieser Art bislang erfolglos. Reinerbigkeit ist damit in der Praxis eine Schwelle und kein absoluter Zustand.

Was die Strecke kostet

In der Linie, deren sieben Generationen nebeneinander angebaut wurden, stieg der Anteil abnormer Blüten von 0,4 % in der Ausgangsgeneration auf 13,7 % in der sechsten, also auf mehr als das Dreißigfache: Zwitterblüten, Blüten an Stellen, an denen keine hingehören, und Zwischenformen der männlichen und weiblichen Blütenteile.

Ab der vierten Selbstungsgeneration, also nach vier Runden hintereinander, setzten die Pflanzen nur noch dann Samen an, wenn verschiedene Teile derselben Pflanze zugleich mit einem Mittel behandelt wurden, das das Reifegas Ethylen freisetzt, und einem zweiten, das dessen Wirkung hemmt. Das ist etwas anderes als Inzuchtdepression, also als der bloße Verlust an Wuchskraft und Ertrag: die Inzucht greift hier in die Steuerung der Geschlechtsausprägung selbst ein. Ohne diesen doppelten Eingriff an einer einzelnen Pflanze läuft die Linie an dieser Stelle aus.

Dass enge Verpaarung Wüchsigkeit kostet, ist keine Besonderheit dieser Art. Beim Mais fällt die Vitalität während der Inzucht meist unter die Hälfte der frei abgeblühten Sorten und kehrt erst in der Kreuzung zweier nicht verwandter Inzuchtlinien zurück.

Wie sich Reinerbigkeit nachweisen lässt

Es bleiben zwei Wege, und beide brauchen mehr als einen Blick auf die Pflanze. Im Labor wird über ein Markerpanel gemessen, mit der genannten Schwelle von 3 %. Ohne Labor bleibt die Nachkommenschaftsprüfung: erblich konstant ist eine Linie erst, wenn ihre Nachkommen es sind. Beides kostet eine Generation oder ein Labor, und genau deshalb kursieren so viele Linien als „stabil", die es nie waren.