Генетика, а не условия выращивания, определяет "перегрев" конопли
По мере роста индустрии конопли производители сталкиваются с риском культивирования растения, которое может стать непригодным и незаконным, если в нём накопится слишком много психоактивного вещества ТГК. Исследователи из Корнеллского университета установили, что склонность растения конопли к "перегреву" — то есть к превышению уровня ТГК — определяется генетикой, а не является реакцией на стрессовые условия выращивания, как считалось ранее.
"[Люди думали], что всё дело в том, как фермер выращивал растение: в почве, в слишком жаркой погоде, засухе на поле, что-то пошло не так с условиями выращивания, — сказал Ларри Смарт, профессор садоводства и старший автор исследования. — Но наши данные из этой работы показывают, что поля "перегреваются" из-за генетики, а не из-за условий окружающей среды".
Команда провела полевые испытания на двух участках, изучив генетику и химический состав 217 растений конопли. Они обнаружили, что различия в условиях выращивания между участками не оказали существенного влияния на то, какие химические вещества производили растения. Однако при сравнении уровней КБД (каннабидиола) и ТГК каждого растения с их геномами была выявлена очень высокая корреляция между генетикой и производимыми химическими веществами.
Джейкоб Тот, первый автор статьи и докторант в лаборатории Смарта, разработал молекулярную диагностику, показавшую, что растения в исследовании попадают в одну из трёх генетических категорий:
- растения с двумя генами, производящими ТГК;
- растения с двумя генами, производящими КБД;
- растения с одним геном для КБД и одним для ТГК.
Чтобы минимизировать риск "перегрева", производителям нужны растения с двумя генами, производящими КБД.
В ходе исследования команда также обнаружила, что до двух третей семян одного сорта конопли, которые должны были быть низко-ТГК, производили ТГК выше законного предела.
Исследователи надеются, что их работа поможет решить эту проблему, предоставив селекционерам простые в использовании генетические маркеры. Их можно использовать на ранних стадиях — на сеянцах и растениях обоих полов. КБД и ТГК производят только женские особи, но селекционеры могут использовать мужское растение для перекрёстного опыления, не зная, есть ли у него гены производства ТГК, пока они не проявятся в женском потомстве.
Команда также разработала генетические маркеры для определения пола растений конопли до цветения, так как пол молодых растений неразличим. "На данный момент эта технология слишком дорога для использования фермерами на всём поле, но она будет очень полезна для селекционеров, которые хотят рано разделить мужские и женские особи для лучшего контроля перекрёстного опыления", — отметил Смарт.
Дальнейшие исследования в его лаборатории будут сосредоточены на выведении сортов конопли (для КБД, зерна и волокна) с высокой урожайностью, соответствующих закону и адаптированных к условиям выращивания в Нью-Йорке.
Исследование опубликовано в журнале Global Change Biology-Bioenergy.