Понимание циркадных ритмов каннабиса может революционизировать генетику и методы выращивания этого растения.

Возможность манипулировать временем цветения каннабиса может значительно изменить методы его выращивания, сделав коммерческое выращивание на открытом воздухе возможным в гораздо большем числе мест.

Каждый год растения, как культивируемые, так и дикорастущие, включая каннабис, точно синхронизируют начало цветения, чтобы обеспечить успешный обмен пыльцой и производство большого количества жизнеспособных семян. Одомашнивание растений обычно связано с отбором особей с «предпочтительными» признаками, среди которых время цветения играет ключевую роль, позволяя культивировать растения в более широком диапазоне климатических условий, особенно в высоких широтах, где погода и продолжительность дня сильно изменяются в зависимости от сезона. Несмотря на то, что каннабис выращивается с древних времен, самые передовые сорта растения все еще имеют дикое время цветения, которое не адаптировано к современным условиям.

Исследования команды Aurora (глобального лицензированного производителя каннабиса) обнаружили изменения в одной букве генетической последовательности, которые, вероятно, объясняют, почему у некоторых растений каннабиса время цветения отличается. Способность манипулировать временем цветения каннабиса может революционизировать методы его выращивания и значительно снизить экологическое воздействие и затраты на производство в отрасли каннабиса.

Фотопериодические растения каннабиса и их ограничения

Большинство современных сортов каннабиса начинают цвести, когда количество получаемого света сокращается с примерно 18 часов (длинные дни) до 12 часов (короткие дни). Этот процесс называется «триггерингом», и сорта, которые реагируют на изменение продолжительности дня, называют фотопериодическими. Этот тип цветения хорошо подходит для выращивания в помещениях и теплицах, где можно контролировать продолжительность дня. Важно, что фотопериодические сорта остаются в вегетативной стадии, если они находятся под длинными днями, что позволяет выращивать маточные растения для получения черенков.

Однако выращивание в закрытых помещениях или теплицах требует больших затрат энергии, поскольку используются искусственные источники света и системы отопления/охлаждения для поддержания оптимальной температуры. Несмотря на то, что выращивание каннабиса с использованием черенков позволяет получать урожай круглый год, этот метод требует больших затрат энергии и рабочей силы. Фотопериодические сорта плохо адаптированы для выращивания на открытом воздухе в северных широтах, таких как Канада, где находится компания Aurora. Требуемая для начала цветения короткая продолжительность дня наступает только в августе, что откладывает уборку урожая на октябрь, когда риск заморозков и повреждения патогенами значительно возрастает.

Автоцветущие сорта каннабиса

Менее широко распространенный тип каннабиса — автоцветущие сорта — начинают цвести независимо от продолжительности дня. Эти сорта цветут через определенное количество недель после посева, что позволяет фермерам контролировать время цветения, выбирая дату посева семян. С помощью выбора правильной даты посева можно выращивать каннабис на открытом воздухе с минимальным экологическим воздействием и в более широком диапазоне географических широт, включая Канаду. Однако автосветящиеся сорта обычно имеют значительно более низкое качество цветков, урожайность и концентрацию каннабиноидов по сравнению с фотопериодическими сортами. Для выведения новых сортов каннабиса, которые бы сочетали автоцветущие признак с высоким качеством цветков, необходимо точно понимать генетические механизмы, объясняющие фенотип автоцветения.

Открытие мутации, ответственной за автоцветение

В марте команда Aurora предложила, что сбой в гене циркадного ритма каннабиса является причиной необычного, но более предсказуемого времени цветения у автоцветящихся сортов. Все живые организмы содержат внутренние часы, которые помогают синхронизировать биологические процессы с определенным временем суток, сезона или жизненного цикла. У растений циркадные часы помогают учитывать изменения продолжительности дня, что влияет на процессы развития, такие как цветение. У каннабиса циркадные часы сигнализируют о времени цветения, когда продолжительность дня начинает сокращаться в конце лета.

Используя методы ассоциативного анализа генома и передовые молекулярные биологические подходы, команда Aurora обнаружила естественную мутацию в гене PRR37, который играет центральную роль в циркадном механизме растения. Мутация PRR37 нарушает стандартную обработку молекул мРНК, что ограничивает продукцию функционального PRR37 белка. Подобно любому механизму времени, сбой в его работе нарушает синхронизацию, что заставляет растения каннабиса зацвести значительно раньше, чем обычно.

Знание точной мутации, которая вызывает автоцветение у каннабиса, позволяет компании Aurora ускоренно заниматься селекцией элитных автоцветящихся сортов с высоким качеством, которые могут быть выращены коммерчески на открытом воздухе, давая фермерам больше возможностей для выращивания каннабиса с меньшими затратами и ресурсами.

Заключение

Понимание генетических механизмов, стоящих за автоцветением каннабиса, открывает новые горизонты для коммерческого выращивания этого растения. С помощью новых генетических исследований можно создавать более устойчивые и высококачественные сорта, которые подойдут для выращивания на открытом воздухе в более широком диапазоне климатических условий. Это откроет новые возможности для устойчивого и экологически чистого выращивания каннабиса.

Интересный факт о марихуане…

Международная опиумная конвенция: статья о марихуане
В 1909 году в Шанхае была созвана конференция стран – членов Международной опиумной комиссии (в нее входила и императорская Россия). Они подписали Международную опиумную конвенцию, которая вступила в силу по окончании Первой мировой войны и была дополнена в 1925 году статьей о конопле: «Использование индийской конопли и производных препаратов разрешено только в медицинских и научных целях. Однако сырая смола (харас), получаемая из верхних частей женского растения каннабиса сатива L, и производные препараты (гашиш, кира, эсрар, диамба и др.), для которых оно является основой, на данный момент не используется в медицинских целях, но для употребления во вредоносных целях. И, подобно другим наркотическим средствам, оно не подлежит производству, торговле, продаже и т.д. при любых обстоятельствах».
К 1930 году во всех американских штатах действовали более или менее строгие запреты на употребление марихуаны. В том же году в США появилось новое правительственное учреждение – Федеральное бюро по наркотикам. Его возглавил Гарри Анслингер, занимавший прежде пост заместителя комиссара Министерства финансов по борьбе с нарушениями «сухого закона».