Предпочтение женским цветкам в коноплеводстве

Профессор наук о растениях из UConn разработала метод максимизации производства женских цветков у конопли, которые синтезируют значительно больше каннабиноидов, чем мужские.

Растение Cannabis sativa (конопля) привлекает внимание по мере признания медицинским сообществом терапевтической ценности производимых им соединений — каннабиноидов. К ним относятся сотни различных молекул, наиболее известные из которых — каннабидиол (CBD) и тетрагидроканнабидиол (THC).

Рост терапевтического применения и коммерциализации требует увеличения масштабов культивирования конопли. Доцент Джессика Любелл работает над тем, чтобы помочь производителям удовлетворить растущий спрос.

«У конопли большой потенциал помочь многим людям. Наш усовершенствованный метод получения феминизированных семян может принести пользу производителям и облегчить исследования в области селекции и создания новых штаммов».

Конопля, как и люди, имеет половые хромосомы: потомство наследует по одной хромосоме от каждого родителя. Упрощенно: комбинация XX дает женское растение, XY — мужское.

«Растения конопли, производящие мужские цветки, отдельны от растений, производящих женские цветки. Но у конопли экспрессия пола может быть не такой прямой, как X и Y».

При выращивании конопли для медицинских целей ценятся именно женские цветки, так как они производят значительно больше каннабиноидов. В производстве наличие даже одного мужского растения или случайной пыльцы может привести к образованию семян в соцветиях женских растений, что резко снижает выход лекарственного сырья. Кроме того, полученные семена дадут смесь мужских и женских растений, и их использование потребует удаления мужских особей, дополнительных трудозатрат и потерь в производстве.

Однако у конопли определенные обработки могут индуцировать развитие мужских цветков на женских растениях и наоборот. Возможность получать только женские семена, независимо от пола растения, сэкономила бы ресурсы и время, которое тратится на отбор растений и сбор только ценных женских особей.

Это стало отправной точкой для текущего исследования Любелл. Существующие методы изменения пола цветков, описанные ранее или обсуждаемые на форумах любителей, не практичны для коммерческого производства.

Суть метода:

1. Берут женское растение и индуцируют у него образование мужских цветков (маскулинизация).
2. Эти цветки производят пыльцу, которая, по сути, является растительной спермой.
3. Поскольку исходное растение генетически женское (XX), его пыльца будет нести только X-хромосомы.
4. При опылении этой пыльцой женских цветков все полученные семена будут иметь генотип XX, то есть теоретически дадут 100% женских растений.

Любелл поставила задачу научно доказать эффективность процесса и масштабировать его для коммерческих производителей. Для экспериментов были выбраны три штамма CBD-конопли и один штамм промышленной конопли, все с содержанием THC менее 0.3%.

Результаты:

• Для маскулинизации женских цветков применялся химический препарат тиосульфат серебра (STS) в различных концентрациях на протяжении периода цветения.
• Наиболее успешной была конверсия в мужские цветки при самой высокой концентрации STS.
• Уровень конверсии варьировался от 95 до 100% для всех протестированных сортов конопли.
• Пыльца, полученная из маскулинизированных цветков, успешно произвела хорошие, полностью женские семена, хотя ее выход был снижен по сравнению с пыльцой от генетически мужских цветков.

Результаты исследования будут опубликованы в декабрьском номере научного журнала HortTechnology.

Любелл отмечает, что генетическое разнообразие фенотипов конопли может влиять на эффективность STS, но в целом процедура является эффективной, безопасной и легко масштабируемой.

Ее будущие исследования будут сосредоточены на совершенствовании контролируемого выращивания конопли, селекции лучших CBD-штаммов, а также на оптимизации микроклонального размножения в культуре тканей для поддержания материнских линий.