Потенціал триплоїдної генетики у революції конопляної індустрії

• 1. Що таке триплоїдна генетика?
• 2. Застосування триплоїдів у традиційному та сучасному землеробстві
• 3. Триплоїдна генетика у конопляній індустрії
• 4. Як створити триплоїдні коноплі?
• 5. Переваги для конопляної індустрії та споживачів
• 6. Виклики та міркування для селекції триплоїдних конопель
• 7. Триплоїдна генетика та автоцвітучі коноплі
• 8. Висновок
• 8. a. Джерела

Зараз конопляна індустрія стоїть на порозі нової революції завдяки впровадженню триплоїдної генетики. Десятиліттями та навіть століттями ця технологія застосовується до багатьох традиційних сільськогосподарських культур, підвищуючи їхню продуктивність і даруючи нам можливість насолоджуватися безнасінними фруктами й овочами. Тепер вона ось-ось змінить і сектор конопель. Читайте далі, щоб дізнатися про походження, розвиток і застосування триплоїдної генетики, а також про її майбутнє у вирощуванні конопель.

Що таке триплоїдна генетика?

Триплоїдна генетика — це організми із трьома наборами хромосом (3n), а не звичайними двома (2n), як у диплоїдних організмів. Це явище може бути природним або штучно викликаним. У рослин триплоїдність часто є перевагою, адже дозволяє отримувати більші плоди без насіння. У коноплях очікуються такі ж результати — масивніші шишки без насіння.

Застосування триплоїдів у традиційному та сучасному землеробстві

Можливо, ви ніколи раніше не чули термін «триплоїд», але точно щодня користуєтесь перевагами триплоїдних рослин. Просто огляньте вашу кухню — ви легко знайдете чимало їхніх прикладів. Застосування триплоїдності в сільському господарстві не таке нове, як здається.

Фермери вирощували триплоїдні рослини століттями — задовго до розуміння генетики та навіть до того, як з’явився сам термін «генетика». Ранні землеробські суспільства просто відбирали рослини, які їм подобались — витриваліші, рівномірні, стійкі, з більшими плодами і меншими насінинами — і частина цих рослин саме через свою триплоїдність мала такі характеристики.

Наукове розуміння та цілеспрямоване створення триплоїдних рослин почалося всерйоз лише у ХХ столітті. Дослідники виявили, що можуть отримати триплоїди за допомогою хімічних речовин, таких як колхіцин, який порушує нормальний процес поділу клітин.

Колхіцин, отримуваний із безвременника осіннього, втручається в процес формування мікротрубочок під час ділення клітин, внаслідок чого два набори хромосом опиняються в одній клітині. З цього моменту почалися інтенсивні дослідження триплоїдної генетики, і технологія стала масовою.

Приклади триплоїдів у сільському господарстві

У сучасному сільському господарстві триплоїдні генетики — усюди. Ось кілька яскравих прикладів:

• Кавуни. Триплоїдні кавуни без насіння значно зручніші та приємніші для споживачів. Вони також зазвичай більші, адже ресурси рослини не витрачаються на насіння.

• Банани. Історично це одна з перших культур, яка скористалася триплоїдною генетикою. Спочатку триплоїдні банани виникли внаслідок випадкової мутації, яку фермери закріплювали селекцією протягом століть. Триплоїдні банани стерильні та формують плоди без насіння, що дуже цінний плюс для споживачів.
• Виноград. Ще один відомий приклад застосування триплоїдів для створення безнасінних плодів. Більшість любить виноград без насіння — як у свіжому вигляді, так і в родзинках. Додатковою перевагою є великі й рівномірні грона. Триплоїдний виноград отримують селекцією й обробкою колхіцином.

Переваги триплоїдної генетики у сільському господарстві

Переваги триплоїдної генетики у сільському господарстві не викликають сумнівів, інакше технологія не була б такою поширеною. Вони можуть різною мірою проявлятися у різних культурах, але головні такі:

Виклики та обмеження триплоїдної генетики

Попри численні переваги триплоїдної генетики, які явно переважають будь-які недоліки, існують і певні виклики й обмеження при її впровадженні у селекційних програмах:

Триплоїдна генетика у конопляній індустрії

Використання триплоїдної генетики у коноплях — це відносно новий і напрочуд перспективний напрямок. Виробники конопель постійно шукають способи підвищити врожайність, потенцію і загальну якість вирощування, і саме триплоїдна генетика може стати відповіддю. Триплоїдні рослини конопель можуть мати низку переваг:

• Збільшене виробництво смоли

Деякі дослідження показують, що триплоїдні рослини конопель можуть виробляти на 40% більше смоли, ніж диплоїдні аналоги, отже, давати більший урожай канабіноїдів, таких як THC і CBD, а також ароматичних терпенів. У триплоїдних сортів вміст THC сягає у середньому 30%, а кількість терпенів зростає відповідно, що робить їх особливо привабливими для виробництва концентратів і екстрактів.

• Стерильність

Триплоїдні рослини конопель будуть на 98% стерильними, що майже повністю виключає ризик випадкового запилення й утворення насіння у жіночих садах. Така стерильність забезпечує стабільний врожай високоякісної синсемілли (безнасінних шишок), чого прагне кожен споживач.

• Збільшення розміру рослин

Сучасні дослідження показують, що триплоїдні коноплі мають довші стебла та більші віялоподібні листки з більшими і щільнішими продихами. Це особливо важливо для виробництва промислової коноплі, де критична загальна біомаса, але й у високих по THC сортах це цінна ознака, адже підвищує метаболізм і потенційно дає більші врожаї.

• Однорідність

Триплоїдні рослини конопель, як правило, більш однорідні в рості, створюючи рівномірний килим з однаковою відстанню до освітлення у великих промислових теплицях. Така єдність у розмірах готової продукції теж вкрай важлива.

• Зниження ризику гермафродитизму

Гермафродитизм, тобто наявність чоловічих і жіночих органів на одній рослині, може стати значною проблемою для виробників. Для триплоїдів ймовірність розвитку гермафродитних ознак значно нижча, тож ризик самозапилення й насіннєвого врожаю мінімізується.

Як створити триплоїдні коноплі?

Створення триплоїдних конопель складається з кількох етапів:

• Крок 1. Створення стабільної тетраплоїдної лінії

Першим етапом у складному, делікатному та кропіткому процесі селекції триплоїдного сорту конопель є отримання тетраплоїдного «батька». Починають із пророщення звичайних, диплоїдних насіння, і щойно з’являються сім’ядолі та проросткова точка, їх обробляють розчином колхіцину.

Під час обробки у зоні росту колхіцин спричиняє появу подвоєного набору хромосом (4n) у молодих клітинах. Тобто з сім’ядолі вгору новий пагін уже тетраплоїдний.

Теоретично все просто, але на практиці не всі оброблені рослини стають тетраплоїдами, й для підтвердження успіху потрібне дороге лабораторне обладнання для аналізу хромосомного набору.

Коли ви створите достатню кількість тетраплоїдних рослин, можна починати класичне схрещування, бажано протягом декількох поколінь — задля закріплення потрібних властивостей: агрономічних рис і якості шишок. Також зменшиться ризик спонтанних мутацій й аномалій, і врешті створиться стабільний внутрішньовидовий тетраплоїдний сорт.

З іншого боку, можна бути впевненими, що жодних залишків колхіцину — токсичної речовини — не залишиться у триплоїдних рослинах наступного покоління або у готовому продукті. Незалежно від геномної структури, ваш дим буде цілком безпечним.

• Крок 2. Схрещування тетраплоїда з диплоїдом

Цей етап нічим не відрізняється від звичайної селекції. Беруть тетраплоїдну матір та диплоїдного батька, схрещують їх для отримання рослини з потрійним набором хромосом. У цьому процесі певна варіативність, і хоча більшість нащадків будуть триплоїдами, можливі й поодинокі диплоїди чи тетраплоїди — їх визначають і відбраковують за допомогою лабораторних аналізів.

До речі, задовго до цього етапу в насінні чи рослинах уже не міститься колхіцину. Ваш дим буде абсолютно безпечний.

• Крок 3. Відбір

Щоб конопляний сорт справді виділявся, потрібен ретельний відбір. Триплоїдні рослини — не виняток. Можливо, доведеться поєднати багато різних тетраплоїдних і диплоїдних батьків, аби знайти ідеальну комбінацію. Але, досягнувши цього, материнську рослину можна залишити для виробництва якісного тетраплоїдного насіння для ринку.

Переваги для конопляної індустрії та споживачів

Виробники промислових культур можуть скоротити цикли вирощування у середньому на 7 днів, зменшуючи витрати на електроенергію та знижуючи вуглецевий слід. Наприкінці укороченого циклу врожай залишиться на тому ж рівні чи навіть виросте (на 10–20% при дотриманні кращих практик), а завдяки щільнішим трихомам THC може зрости на 3–5%. Великі та щільніші триплоїдні шишки також більше приваблюватимуть споживача.

Виклики та міркування для селекції триплоїдних конопель

Хоч потенціал триплоїдних конопель значний, є і свої виклики для розвитку:

• Селекційна експертиза

Процес створення й тиражування триплоїдних конопель складний і вимагає спеціалізованих знань і обладнання. Селекціонери мають обережно використовувати колхіцин та застосовувати сучасні прийоми, наприклад соматичну гібридизацію і тканинну культуру, щоб спростити процес та досягти успіху.

• Досягнення генетичної стабільності

Генетична стабільність триплоїдних конопель — основа гарантованої якості та продуктивності. Селекціонери повинні контролювати і керувати генетичними варіаціями, щоб запобігти появі небажаних ознак.

• Вимоги законодавства і прийняття споживачем

Використання хімікатів та генетична модифікація рослин підпадає під дію регуляторних вимог. Виробники та селекціонери повинні впевнитися, що їх практики не порушують місцеве, державне та національне законодавство, щоб уникнути проблем із законом. Споживачі також потребують впевненості — за допомогою освіти й прозорості — що триплоїдні генетики абсолютно безпечні.

Триплоїдна генетика та автоцвітучі коноплі

Автоцвітучі коноплі — ще один напрям, де триплоїдність може стати проривною. Поєднавши переваги триплоїдності та автоцвітучих ознак, можна розробити рослини, які:

• Швидше дозрівають. Попередні дослідження показують, що триплоїдність може скоротити життєвий цикл у середньому на 7 днів. Якщо цю характеристику закріпити, автоцвітучі сорти стабільно дозріватимуть менш ніж за два місяці від насіння, дозволяючи оперативну зміну врожаю та кілька циклів на рік.
• Більш смолисті та потужні. Автоцвіти вже пройшли довгий шлях розвитку — найкращі з них нині такі ж міцні та ароматні, як фотоперіодні сорти. Впровадження триплоїдності дозволить підняти ці якості на нову висоту.
• Залишаються стерильними. Хоча автоцвіти здебільшого фемінізовані й призначені для вирощування жіночих шишок без насіння, загроза випадкового запилення існує завжди. Триплоїдна генетика зводить цей ризик майже до нуля.
• Краще адаптуються до несприятливих умов. Автоцвіти походять від рудералісу — дикорослого сибірського підвиду, відомого стійкістю. Вже зараз автоцвіти чудово пристосовані до тяжких середовищ, а триплоїдність може підсилити цю здатність.

Оскільки автоцвіти — основа нашої колекції, у Fast Buds ми з натхненням впроваджуємо цю інноваційну і разом із тим перевірену роками технологію, яка обіцяє кращі результати нашим клієнтам. Розширюючи лінійку автоцвітучих сортів і освоюючи напрями швидкоцвітучих і фотоперіодних штамів, ми у Fast Buds вважаємо триплоїди найперспективнішим шляхом до створення найкращого насіння конопель на ринку. Ця робота вже стартувала.

Висновок

Потенціал триплоїдної генетики у конопляній індустрії величезний. Завдяки цій технології виробники можуть отримати рослини з покращеними властивостями — на благо як галузі, так і споживачів. З подальшим розвитком наукових досліджень і селекційної практики триплоїдні коноплі можуть незабаром стати стандартом сучасного виробництва, відкриваючи нову еру інновацій та якості. Поєднання триплоїдності та автоцвітучої генетики значно розширює можливості, забезпечуючи швидкі, якісні й стабільні продукти із конопель.

Джерела

• Novel Approach for the Accelerated Production of Triploid (Seedless) Watermelon, Mahmoud I Nasr et al., квітень 2004
• Origin and evolution of the triploid cultivated banana genome, Nature Genetics, грудень 2023
• The study of triploid progenies crossed between different ploidy grapes, African Journal of Biotechnology, липень 2011
• Polyploidization using colchicine in horticultural plants: A review, Scientia Horticulturae, лютий 2019
• Polyploidization for the Genetic Improvement of Cannabis sativa., Front. Plant Sci., 30 квітня 2019
• Effect of induced polyploidy on some biochemical parameters in Cannabis sativa L., Appl. Biochem. Biotechnol., 2015
• The advantages and disadvantages of being polyploid., Nat. Rev. Genet., 2005
• Cannabis sativa: Autoflowering and Hybrid Strains, Ravindra B. Malabadi et al., серпень 2023
• Cannabis sativa terpenes are cannabimimetic and selectively enhance cannabinoid activity, Scientific Reports, квітень 2021