Мутації коноплі

Мутації коноплі

Зміст

1. Вступ
2. Чому виникають мутації?
3. Як мутація може вплинути на канабіс?
4. Чи можуть мутації канабісу відбуватися в клонах?
5. Приклади поширених мутацій коноплі
6. Список використаної літератури

Вступ

Мутація — це випадкова зміна нуклеотидної послідовності або організації ДНК (генотипу) або РНК живої істоти, що призводить до зміни її характеристик. ДНК і РНК є полімерами, утвореними довгими ланцюгами нуклеотидів. Здебільшого ці зміни зачіпають лише один нуклеотид або дуже маленьку ділянку ДНК з мільярдів нуклеотидів, які складають геном, але вони відповідають за генетичну мінливість, яку можна спостерігати в усіх видів. Без мутацій ми всі були б однаковими і, головне, не було б можливостей для еволюції та адаптації.

Таким чином, використовуючи найпростіші терміни, під мутацією розуміють «помилки» в генетичному коді коноплі, через які рослини розвиваються не так, як очікувалося.

Чому виникають мутації?

Структура подвійної спіралі ДНК містить цукрофосфатний скелет і пари азотистих основ (аденін-тимін-гуанін-цитозин), які з'єднані між собою за допомогою гідрофобних взаємодій. Зміни в послідовності ДНК відбуваються під час поділу клітини, коли механізм ДНК робить помилку, яку неможливо виправити. Клітини мають механізми відновлення, які перевіряють усі пари основ (аденін у парі з тиміном і цитозин у парі з гуаніном), але ці механізми іноді можуть йти не так і давати неправильну комбінацію, що призводить до мутації.

Однак деякі мутації залишаються абсолютно непоміченими, оскільки невідповідна пара продовжуватиме виробляти ту саму амінокислоту (це відоме як «гіпотеза балансу»). Крім того, мутації можуть відбуватися різними способами: вставками основ, видаленнями або замінами. Мутації можуть виникнути випадково під час поділу клітини, але вони також можуть бути викликані, наприклад, впливом певних хімічних речовин. Загалом, існує два різних типи мутацій: мутації зародкової лінії та соматичні мутації. На відміну від соматичних мутацій, мутації зародкової лінії можуть передаватися наступним поколінням.

Як мутація може вплинути на канабіс?

Мутація може бути як корисною, так і шкідливою, а може навіть залишитися непоміченою. Усі живі істоти, включно з рослинами конопель, повинні відповідати певним критеріям, пов’язаним із їхньою генетикою та ДНК, щоб правильно рости та бути стабільними.

Зміни ДНК рослини можуть впливати на багато областей, включаючи її структуру, колір, форму листя, швидкість проростання, розташування шишок, загальну врожайність, здатність до фотосинтезу та багато іншого. Однак більшість мутацій, які не викликають деформацій, змушують рослину розвиватися незвичним чином, але без шкоди для її здоров'я.

Це означає, що через мутації рослини можуть мати листя різного кольору, непарну кількість верхівок або навіть більше гілок, ніж повинно бути. Правда полягає в тому, що хоча більшість виробників вважають за краще вирощувати рослини, які не деформуються, спостерігати за ростом мутованої рослини може бути і пізнавально, і цікаво.

Сорт, схильний до мутацій

Приклад того, як поширюються мутації, можна побачити на прикладі сорту Australian Bastard Cannabis (ABC), який є справді дивною мутацією коноплі, через яку рослина має маленькі, гладкі, беззубкі листочки. Вважається, що цей рідкісний штам вперше був виявлений десь у Сіднеї в 1970-х роках. Незважаючи на те, що спочатку він містив дуже низький рівень ТГК, з моменту його відкриття селекціонери значно підвищили вміст канабіноїдів. Незвичайні розміри, форма і текстура листя роблять ABC відмінним варіантом для тих, хто хоче вирощувати його таємно, оскільки навряд чи його впізнають перехожі.

Кілька підпільних виробників, які експериментували з цим сортом, повідомили про схрещування, яке призвело до подібних характеристик до винограду, включаючи здатність виробляти спіралеподібні стебла.

На додаток до його рідкості та надзвичайно незвичайного зовнішнього вигляду, характеристики виноградної лози не здаються надто сприятливими для конопель і ніколи не виводилися в комерційні сорти. Більше того, на жаль, анатомія його листя, мабуть, обумовлена високорецесивними генами, і всі спроби стабілізувати цю особливість поки що були безуспішними.

Однак потрібна більша обережність, намагаючись виділити ці мутації, щоб ввести їх у сучасні штами. Існує ймовірність створення виру небажаних мутацій, які можуть поширюватися через генетику канабісу.

Тому, коли селекціонер виявляє мутацію, він схрещує її, поки випадкова мутація не буде постійно відтворюватися в повній лінії, і нащадки завжди зможуть розвинути ту саму мутацію. У будь-якому випадку це дійсно делікатна процедура, яку дуже складно провести.

Існує також різновид фризької качки з листям незвичайної форми, що ускладнює ідентифікацію її як традиційної коноплі, але робить її ідеальною для вирощування на відкритому повітрі та в теплицях у густонаселених районах. Назва «Качка» пов'язана з характерною формою листя, яка нагадує слід качки, особливо в перші дві третини її життя. Під час цвітіння деякі верхні листки можуть мати більш традиційну конопляну форму.

Чи можуть мутації канабісу відбуватися в клонах?

Насіння конопель утворюється шляхом статевого розмноження і містить гени обох батьків. Це робить насіння та рослину, що виростає з нього, генетично унікальними. Але живці не можуть змінити свій генетичний відбиток, тому що живець є точною копією материнської рослини. Клон навіть має однаковий вік клітини. Тижневий живець, взятий із двомісячної материнської рослини, насправді має вік двох місяців.

Отримання черешків материнської рослини конопель є безперечно простим способом отримання ідентичних зразків. У тих країнах, які просунулися далі в процесі легалізації, наразі це найпоширеніший спосіб вирощування. У комерційному виробництві, де клієнти вимагають однорідності, це справді найкращий варіант. Однак серед досвідчених садівників ходять чутки, що з віком материнські рослини втрачають свою ефективність. Дехто вважає, що це результат клонової деградації, тобто ідея про те, що клони канабісу відходять від генів материнської рослини в наступних поколіннях, що призводить до появи слабших рослин, сприйнятливих до шкідників і грибків і мають нижчу потенціал врожайності. Інші відзначають, що генетичні мутації можуть виникнути в популяціях клонів у міру старіння материнської рослини та передаються через ті самі живці. Незважаючи на те, що рецензованих досліджень, які вивчають тонкощі ботаніки коноплі, ще мало, деякі дослідження показують, що фенотипові зміни в живцях рослини коноплі (тобто зміни у фізичних характеристиках) спричинені спорадичними помилками (мутаціями) у секвенуванні ДНК.

Насправді теорія еволюційної генетики, відома як «Храповик Меллера», передбачає, що деякі рослини приречені безповоротно накопичувати постійно зростаючі шкідливі мутації (геноми нестатевих популяцій), які пригнічують здатність рослин бути сильними та стійкими до хвороб і шкідники. Це спосіб, у який природа демонструє свою перевагу статевому розмноженню в популяціях рослин.

Приклади поширених мутацій коноплі

Паростки-близнюки

Іноді насіння коноплі дає два паростки з одного насіння. Це одна з найпоширеніших мутацій, з якою ви можете зіткнутися. Деякі штами дещо більш схильні до утворення близнюків, ніж інші штами.

Досвідчений садівник може акуратно спробувати розділити два саджанця, приділяючи велику увагу тому, щоб не пошкодити коріння. Крім того, багато виробників просто залишають дві рослини канабісу рости поруч. Часто ви отримуєте добрі результати, хоча для вирощування може бути корисним деяке навчання для оптимізації поширення/проникнення світла та, можливо, більший контейнер для рослин, який може вмістити дві комбіновані кореневі кульки.

Росток з трьома парами листків

Деякі рослини коноплі дають три пари листків замість звичайних двох. Трилопатеві сходи конопель часто втрачають свою трійчасту тенденцію, коли рослина дозріває та дозріває.

Трилиста коноплі також відома як мутовчаста філотаксія. Такі рослини, як правило, густіше звичайного куща. Це мутація, яку колись бачили більшість досвідчених виробників, хоча ця ознака не дає жодних переваг і мало цікавить виробників насіння канабісу.

Конопля альбінос

Як і у тварин, альбінізм може виникати у рослин і є результатом відсутності пігментації. Пігмент, який зазвичай надає листям і квітам конопель зелений колір, відомий як хлорофіл. Хлорофіл є абсолютно життєво важливим компонентом у житті рослин, оскільки він відіграє важливу роль у процесі фотосинтезу.

Фотосинтез — це процес перетворення світла та вуглекислого газу на цукор, який необхідний рослинам для виживання та процвітання. Хлорофіл, присутній у листі канабісу, в основному використовується для поглинання світла. Таким чином, хоча білі види конопель-альбіносів можуть виглядати вражаюче та вражаюче, насправді це величезний генетичний дефект. Естетичність чистого білого кольору є ознакою величезної нестачі хлорофілу, а це означає, що рослини-альбіноси практично не здатні здійснювати процес фотосинтезу, а отже, не можуть виробляти енергію, необхідну для виживання та розмноження. Якщо альбінізм з'явився з самого моменту проростання, то зазвичай розсада гине через кілька днів.

Однією з найбільш вражаючих мутацій у коноплі є різнобарвність. Він може мати різну форму, наприклад, можна побачити рослину з білими смугами на листках. Іноді листя може бути наполовину зеленим, наполовину білим, деякі виробники повідомляють про поєднання зеленого і бронзового кольорів. Незважаючи на прекрасний візуальний ефект, відсутність зеленого пігменту хлорофілу означає порушення фотосинтезу, що призводить до зниження продуктивності.

Шишки на листках

Ще одна дивна мутація канабісу, яка завжди вражає виробників, — це утворення невеликих горбків на листі. Вони часто утворюються біля основи листа, де стикаються лист і його стебло. Ця захоплююча структурна зміна зазвичай відбувається після утворення бутонів на головних суцвіттях. Однак шишки на листках мало сприяють підвищенню продуктивності. Деякі виробники видаляють листові бруньки, щоб біохімія листя функціонувала в більш звичному напрямку. Але багато інших із задоволенням залишають їх на місці і показують колегам.

Поліплоїдія

Поліплоїдний канабіс є темою, яка викликає значний інтерес у виробників і селекціонерів конопель, оскільки він має певну привабливість з точки зору потенційного збільшення як врожайності, так і ефективності. Хромосоми канабісу зазвичай бувають парами: одна від чоловічої та одна від жіночої. Триплоїдний канабіс має 3 набори хромосом, тетраплоїдний канабіс має 4 набори хромосом.

Найпоширеніший у світі банан — це триплоїд, навмисно створений селекціонерами, який не вміє формувати насіння, урожай плодів вищий (кому потрібні банани з насінням?), а ріст більш стабільний. Цей сорт банана розмножується тільки живцями. Поліполізм широко поширений у рослинному світі, але рідше у тварин. Поліплоїдна коноплі, ймовірно, стане доступною в якийсь момент у майбутньому. Якщо (а краще сказати «коли») це станеться, на виробників чекають серйозні бонуси у вигляді більш потужних шишок і більшої врожайності.

Лисі хвости

Лисі хвостики, які іноді називають другим міжвузлями, — це стан, за якого бруньки коноплі утворюють тонкі хребти, часто шириною всього одну-дві чашки. Без сумніву, це одна з найкрасивіших мутацій канабісу, особливо коли шишки мають жирний шар блискучих трихом. Однак це не сприяє підвищенню продуктивності.

У звичайних умовах квіти конопель виглядають округлими і щільними. Деякі з них стають високими і вузькими залежно від генетики, але при цьому залишаються компактними і щільними на дотик. Щоб запобігти появі лисих хвостиків на шишках, потрібно точно знати, що викликає цей дивний процес. Основним фактором, відповідальним за це, є температурний стрес. Якщо ваше світло занадто інтенсивне, занадто близько до конусів або виробляє занадто багато тепла, це може призвести до появи лисих хвостів. Якщо температура піднімається занадто високо або падає занадто низько, ріст може сповільнитися, а врожайність постраждає. Рослини коноплі віддають перевагу дещо різному діапазону температур на різних етапах циклу вирощування. Коротка інформація про температурні режими представлена нижче:

Фаза сходів: 20-25°C.

Вегетативна фаза: 22-28°С.

Фаза цвітіння: 20-26°C.

Якщо температура у вашій кімнаті, оранжереї чи саду перевищує ці температури протягом тривалого періоду часу, ви можете просто побачити, як почнуть з’являтися лисячі хвости.

Відсутня точка росту 

Ще одна незвичайна мутація канабісу, яку ви можете побачити, — це відсутність кінчика росту у вашої розсади канабісу. Вони трапляються рідко, і ви мало що можете зробити, щоб повернути рослині нормальний ріст. У вас є два варіанти: один - просто позбутися рослини. По-друге, зберегти його і сподіватися, що бічні пагони (бічні гілки) компенсують (можливу) відсутність традиційного центрального цвітіння.

Висновок

У нашому дослідженні ми звернули увагу на мутації коноплі та їх вплив на рослину. На підставі результатів можна зробити висновок, що наявність мутацій у конопель насправді не залежить від виробника насіння. Це скоріше результат зовнішніх факторів і складних генетичних процесів. Мутації в коноплі можуть проявлятися в різних формах, і вони можуть мати як позитивний, так і негативний вплив на рослину. Однак важливо розуміти, що мутації більшою мірою є результатом випадкових змін генетичної інформації, і вплив людини, в даному випадку виробника насіння, обмежується ними.

Список використаної літератури

1. Кларк, Р. К. та Мерлін, доктор медичних наук (2013). Конопля: еволюція та етноботаніка. Преса Каліфорнійського університету. (Книга, яка містить інформацію про генетику та еволюцію конопель).

2. Руссо Е.Б. (2007). Історія канабісу та його приготування в сагах, науці та прозвіщах. Хімія та біорізноманіття, 4(8), 1614-1648. (Стаття про історію використання коноплі та її генетику).

3. Смолл Е. (2015). Еволюція та класифікація Cannabis sativa (марихуана, коноплі) щодо використання людиною. Ботанічний огляд, 81 (3), 189-294. (Огляд, що описує еволюцію та класифікацію коноплі та її використання).

4. Соулер, Дж., Стаут, Дж. М., Гарднер, К. М., Хадсон, Д., Відмар, Дж., Батлер, Л., ... та Пейдж, JE (2015). Генетична структура марихуани та коноплі. PloS один, 10(8), e0133292. (Дослідження генетичної структури конопель та відмінностей між різними сортами).

5. Де Меєр, Е.П. (1999). Сорти волокнистих конопель: огляд походження, родоводу, доступності та коротких агрономічних характеристик. Журнал Міжнародної асоціації коноплі, 6(2), 57-66. (Стаття про різні сорти конопель та їх походження).

6. Лінч Р. К., Вергара Д., Тіттес С., Вайт К., Шварц К. Дж., Гіббс М. Дж. ... та Койл Г. М. (2016). Геномна та хімічна різноманітність каннабісу. Критичні огляди рослинництва, 35 (5-6), 349-363. (Огляд досліджень, пов’язаних з геномною та хімічною різноманітністю конопель).