Selfing: die Kreuzung einer Pflanze mit sich selbst

Selfing, auf Deutsch Selbstung, bezeichnet die Befruchtung einer Pflanze mit dem eigenen Pollen. Beide Hälften der Erbinformation der Nachkommen stammen dann aus einem einzigen Genom, dem der Mutterpflanze. Bei Cannabis sitzen männliche und weibliche Blüten meist auf getrennten Pflanzen, geplant geht das deshalb nur über einen Eingriff.

Was dabei genetisch passiert

Bei einer normalen Kreuzung kommen die beiden Genkopien von zwei verschiedenen Eltern. Beim Selfing kommen sie aus derselben Pflanze. Das erhöht die Gleichförmigkeit des Erbguts: Mit jeder Selbstungs-Generation halbiert sich im Schnitt der Anteil gemischt vererbter Stellen. Das Erbgut wird also Schritt für Schritt einheitlicher, man spricht von zunehmender Homozygotie.

An einer gemischt vererbten Stelle spaltet die Nachkommenschaft dabei im selben Verhältnis auf wie in einer F2, nämlich 1:2:1. Wie die entstehende Generation heißt, hängt davon ab, was die selbstbefruchtete Pflanze war: war sie die F1 aus der Kreuzung zweier Eltern, ist ihre Nachkommenschaft die F2 jener Kreuzung; war sie eine beliebige Einzelpflanze, zählt man die Runden: nach der ersten S1, nach der zweiten S2, und so weiter.

Warum verborgene Merkmale hervortreten

Viele Eigenschaften sind rezessiv, sie zeigen sich nur, wenn beide Genkopien dieselbe Variante tragen. Solange eine Pflanze gemischt veranlagt ist, bleiben solche Merkmale verdeckt. Selfing bringt gleiche Kopien zusammen und macht damit rezessive Eigenschaften sichtbar, erwünschte wie unerwünschte. Für die Zucht ist das ein Werkzeug, um verborgene Anlagen aufzudecken.

Der andere Weg: die Geschwisterkreuzung

Wer eine reinerbige Linie will, hat zwei Wege, und die Selbstung ist der schnellere von beiden. Der andere ist die Geschwisterkreuzung, die Paarung zweier Pflanzen aus derselben Nachkommenschaft; sie braucht männliche Pflanzen und damit reguläres Saatgut, und sie ist bei zweihäusigen Arten der Weg, mit dem die Zuchtliteratur rechnet.

Das langsamere Tempo hat eine Kehrseite, die in der Zeitrechnung nicht auftaucht. Bei gleichem Inzuchtgrad baut die Geschwisterkreuzung diejenigen Anlagen wirksamer ab, die in doppelter Ausführung tödlich wirken, im Modell 7,11 verbliebene Anlagen gegenüber 9,3 unter Selbstung, weil die Reinerbigkeit schrittweise statt sprunghaft steigt. Das Modell beschreibt natürliche Bestände; übertragbar ist der Mechanismus und nicht die Zahl.

Was die Selbstung nebenbei mitfixiert

Damit eine weibliche Pflanze eigenen Pollen bildet, muss eine Geschlechtsumkehr ausgelöst werden, üblich ist eine Behandlung mit Silberthiosulfat. Wie gut das gelingt, hängt von der Linie ab, und damit wird ein Merkmal Teil der Auslese, das mit dem Zuchtziel nichts zu tun hat. Spaltet die Fähigkeit zur Umkehr im Ausgangsmaterial auf, wird sie mitstabilisiert, und die fertige Linie trägt ein erhöhtes Risiko unerwünschter spontaner männlicher Blüten.

Das blieb nicht theoretisch. 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.

Die Kehrseite: Inzuchtdepression

Dasselbe Aufdecken hat einen weiteren Preis. Unter den rezessiven Anlagen sind auch schädliche. Treten sie durch fortgesetztes Selfing gehäuft in Doppelkopie auf, lassen Wuchskraft und Ertrag nach. Diese Schwächung über mehrere Selbstungs-Generationen ist die Inzuchtdepression.

Bezug zu feminisierten Samen

Weil eine weibliche Pflanze zwei X-Chromosomen trägt, liefert die Selbstung einer solchen Pflanze fast nur weibliche Nachkommen. Auf diesem Prinzip beruhen feminisierte Samen. Damit hängt aber auch die Qualität dieses Saatguts an der Stabilität der Elternlinie: stammt es aus einer Linie, in der die Umkehrfähigkeit mitselektiert wurde, gibt es die Neigung zum Zwittern weiter.