Triploidigenetiikan potentiaali mullistamassa kannabisalaa

• 1. Mitä on triploidigenetiikka?
• 2. Triploidien käyttö perinteisessä ja modernissa maataloudessa
• 3. Triploidigenetiikka kannabisalalla
• 4. Miten triploidista kannabista tehdään?
• 5. Hyödyt kannabisalalle ja kuluttajille
• 6. Triploidisen kannabiksen jalostuksen haasteet ja huomioitavaa
• 7. Triploidigenetiikka ja autoflowering-kannabis
• 8. Yhteenveto
• 8. a. Lähteet

Kannabisala on tällä hetkellä uuden vallankumouksen kynnyksellä triploidigenetiikan käyttöönoton myötä. Vuosikymmenten ja jopa vuosisatojen ajan tätä teknologiaa on hyödynnetty perinteisillä viljelykasveilla tuottavuuden tehostamiseksi ja tarjotakseen meille siemenettömiä hedelmiä ja vihanneksia. Nyt se on muuttamassa myös kannabisalaa. Lue lisää triploidigenetiikan alkuperästä, kehityksestä ja sovelluksista sekä tulevaisuudesta kannabiksen kasvatuksessa.

Mitä on triploidigenetiikka?

Triploidigenetiikassa eliöissä on kolme kromosomistoa (3n) tavallisen kahden (2n) sijaan, joita löytyy diploidisista eliöistä. Tämä voi tapahtua luonnostaan tai se voidaan aikaansaada keinotekoisesti. Kasveilla triploidisuus on usein hyödyllistä, sillä se mahdollistaa suurempien ja siemenettömien hedelmien tuottamisen. Kannabiksen kohdalla odotetaan samanlaisia tuloksia – isompia kukintoja ilman siemeniä.

Triploidien käyttö perinteisessä ja modernissa maataloudessa

Ehkä et ole aiemmin kuullut sanaa 'triploidi', mutta hyödyt triploidikasveista päivittäin. Jo pelkällä vilkaisemalla keittiöön löydät useita esimerkkejä. Triploidisuuden käyttö maataloudessa ei oikeastaan ole niin uusi keksintö kuin voisi luulla.

Viljelijät ovat kasvattaneet triploidisia kasveja vuosisatojen ajan – paljon ennen kuin genetiikasta tiedettiin mitään, ja vielä kauan ennen kuin sanaa 'genetiikka' edes oli olemassa. Varhaiset maanviljelijät valitsivat vain ne kasvit, joista pitivät – elinvoimaisimmat, tasalaatuiset ja vastustuskykyiset, isommilla hedelmillä ja pienemmillä siemenillä – ja osa näistä kasveista oli triploideja.

Triploidikasvien tieteellinen ymmärrys ja tietoinen jalostus käynnistyivät kunnolla 1900-luvulla. Tutkijat havaitsivat, että triploidikasveja voidaan tuottaa kemikaaleilla, kuten kolkisiinilla, joka häiritsee normaalia solunjakautumista.

Kolkisiini, jota saadaan syksyisistä myrkkyliljoista, estää mikrotubulusten muodostumista solun jakautuessa, minkä seurauksena samaan soluun päätyy kaksinkertainen määrä kromosomeja. Tämän löydön myötä triploiditutkimuksesta tuli valtavirtaa ja teknologia levisi laajaan käyttöön.

Esimerkkejä triploideista maataloudessa

Nykymaataloudessa triploidigenetiikkaa esiintyy kaikkialla. Tässä muutama tunnettu esimerkki:

• Vesimeloni. Triploidiset vesimelonit ovat siemenettömiä, mikä tekee niistä kuluttajien kannalta kätevämpiä ja miellyttävämpiä. Ne ovat myös usein kookkaampia, todennäköisesti siksi, ettei energiaa kulu siementen tuotantoon.

• Banaani. Historiallisesti tämä on yksi ensimmäisistä viljelykasveista, joka hyötyi triploidigenetiikasta. Alun perin triploidibanaanit olivat sattumanvarainen mutaatio, jonka viljelijät vakauttivat valikoivalla jalostuksella vuosisatojen aikana. Triploidibanaanit ovat steriilejä ja tuottavat siemenettömiä hedelmiä, mikä on suuri etu kuluttajalle.
• Viinirypäleet. Viinirypäleet ovat toinen tunnettu esimerkki triploidisuuden käytöstä siemenettömien hedelmien tuottamisessa. Siemenettömät viinirypäleet ovat suosittuja sekä tuoreena että rusinoina. Triploidisuus johtaa myös suurempiin ja yhdenmukaisempiin terttuihin. Viljelijät tuottavat triploidisia viinirypäleitä valikoivalla jalostuksella ja kolkisiinikäsittelyllä.

Triploidigenetiikan hyödyt maataloudessa

Triploidigenetiikan hyödyt maataloudessa ovat kiistattomat, muuten teknologia ei olisi näin laajasti käytössä. Hyödyt voivat vaihdella lajista toiseen, mutta tärkeimmät niistä ovat:

Triploidigenetiikan haasteet ja rajoitukset

Vaikka triploidigenetiikan hyödyt ovat moninaiset ja usein selvästikin suurempia kuin haitat, liittyy triploidikasvien jalostamiseen myös omat haasteensa:

Triploidigenetiikka kannabisalalla

Triploidigenetiikan soveltaminen kannabikseen on vielä melko uutta, mutta erittäin kiinnostavaa. Kasvattajat etsivät alati keinoja parantaa satoa, vaikuttavuutta ja viljelyn helppoutta – triploidigenetiikka voisi tarjota vastauksen. Triploidinen kannabis voi tarjota monia etuja:

• Lisääntynyt hartsintuotanto

Joidenkin tutkimusten mukaan triploidinen kannabis voi tuottaa jopa 40% enemmän hartsia kuin diploidiset lajikkeet, mikä kasvattaa arvokkaiden kannabinoidien, kuten THC ja CBD, sekä aromaattisten terpeenien satoa. Triploidisia kannabislajikkeita on testattu jopa 30%:n THC-keskiarvoilla ja runsailla terpeeneillä – erityisen houkuttelevaa tiivisteiden ja uutteiden tuotannossa.

• Steriliteetti

Triploidinen kannabis olisi käytännössä 98% steriiliä, mikä poistaa sattumanvaraisen pölytyksen ja siementuotannon riskin kokonaan naaraiden kasvihuoneissa. Tämä steriliteetti takaa, että kasvattajat saavat aina laadukasta sinsemillaa (siemenetöntä kukintoa), mitä kuluttajat haluavatkin.

• Kasvin koon kasvu

Nykyisten tutkimusten mukaan triploidisella kannabiksella on pidemmät varret ja suuremmat viuhkalehdet, joissa on enemmän ja tiheämpää ilmastointiaukkorakennetta. Tämä on erityisen arvokasta hampun tuotannossa, jossa biomassa ratkaisee, mutta myös korkean THC-pitoisuuden lajikkeilla tästä voi olla hyötyä, sillä se voi tehostaa aineenvaihduntaa ja kasvattaa satoa.

• Tasalaatuisuus

Triploidiset kannabiskasvit kasvavat yleensä tasaisemmin, jolloin latvus pysyy tasaisena ja etäisyys kasvivaloihin pysyy hallittuna isoissa kommersiaaleissa kasvihuoneissa. Lopullisen sadon yhdenmukaisuus on myös erittäin tärkeää.

• Pienempi hermafrodiittiriski

Hermafroditismi, eli sekä koiras- että naaraspuolisten sukupuolielinten esiintyminen samassa kasvissa, voi olla suuri ongelma kasvattajille. Triploidit ovat vähemmän alttiita tälle, mikä vähentää mahdollisuutta itsepölytykseen ja siementuotantoon.

Miten triploidista kannabista tehdään?

Triploidisen kannabiksen luominen koostuu useista vaiheista:

• Vaihe 1. Vakaiden tetraploidilinjojen luominen

Ensimmäinen vaihe tässä monimutkaisessa ja vaativassa jalostusprosessissa on tetraploidisen emokasvin luonti. Itämisen jälkeen, kun normaalit diploidiset siemenet tekevät sirkkalehdet ja kasvupiste näkyy, käsitellään taimet kolkisiiniliuoksella.

Kun kolkisiini levitetään kasvupisteeseen, nuoren kasvin solut jakautuvat epänormaalisti ja jokaiselle solulle päätyy kaksinkertainen määrä kromosomeja (4n). Näin sirkkalehdistä ylöspäin kasvava verso on tetraploidi.

Ainakin teoriassa. Käytännössä eivät kaikki tällä keinolla käsitellyt kasvit muutu tetraploideiksi, ja onnistumisen varmistaminen vaatii kallista ja kehittynyttä laboratoriolaitteistoa kromosomirakenteen tunnistamiseen.

Kun olet saanut riittävän suuren kokoelman tetraploidisia kasveja, voit jalostaa niitä normaalisti, mieluiten usean sukupolven ajan, kunnes toivotut ominaisuudet – kuten kasvatettavuus ja kukinnon laatu – on vakautettu. Näin myös satunnaiset mutaatiot karsiutuvat pois ja saat vakaan sisäsiittoisen tetraploidisen lajikkeen.

Samalla voit olla varma, että kolkisiinia, joka on myrkyllinen kemikaali, ei siirry seuraavan sukupolven triploidisiin kasveihin tai lopulliseen tuotteeseen. Olipa kyseessä diploidi tai triploidi, savu on täysin turvallista.

• Vaihe 2. Tetraploidin ja diploidin risteyttäminen

Tämä vaihe ei juuri eroa normaalista jalostusprosessista. Jalostaja ottaa tetraploidisen emon ja diploidisen isän, ja risteyttää ne saadakseen kasvin, jolla on kolmoiskromosomisto. Prosessissa on luonnollista vaihtelua, ja vaikka suurin osa jälkeläisistä onkin triploideja, osa voi olla edelleen diploideja tai tetraploideja. Jälleen tarvitaan kromosomianalyysilaitteita tunnistamiseen.

Hyvä puoli on, että kolkisiinia ei enää esiinny siemenissä eikä kasveissa tässä vaiheessa. Lopputuote on siis täysin turvallista.

• Vaihe 3. Valinta

Parhaat kannabislajikkeet saadaan tiukan valinnan kautta, eikä triploidien kanssa ole poikkeusta. On yhdistettävä monta tetraploidi- ja diploidivanhempaa löytääkseen paras yhdistelmä. Kun sellainen löytyy, voidaan pitää sitä emokasvina ja tuottaa kaupallisia tetraploidisiemeniä huippulaadulla.

Hyödyt kannabisalalle ja kuluttajille

Suuremmat viljelijät voivat mahdollisesti lyhentää kasvatussykliä keskimäärin 7 päivällä, mikä pienentää sähkölaskuja ja hiilijalanjälkeä. Lyhyemmän syklin lopussa sadot voivat olla yhtä suuria tai jopa runsaampia (10–20% lisää, jos noudatetaan parhaita käytäntöjä), ja tiheämpien trikoomien ansiosta THC-sato voi kasvaa 3–5%. Isommat ja tiheämmät triploidikukinnot ovat myös kuluttajille houkuttelevampia.

Triploidisen kannabiksen jalostuksen haasteet ja huomioitavaa

Vaikka triploidisen kannabiksen hyödyt ovat selkeät, on myös haasteita ratkaistavana:

• Jalostusosaaminen

Triploidisen kannabiksen tuottaminen ja lisääminen on monimutkaista ja vaatii erityistä tietotaitoa sekä laitteistoa. Jalostajien tulee hallita kemikaalien, kuten kolkisiinin, käyttö ja soveltaa edistyneitä menetelmiä, kuten somaattista hybridisointia ja kudossoluviljelyä, jalostusprosessin virtaviivaistamiseen.

• Geneettisen vakauden saavuttaminen

Geneettisen vakauden säilyttäminen triploidisessa kannabiksessa on oleellista laadun ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Jalostajien tulee seurata ja hallita geneettistä hajontaa epäsuotuisien ominaisuuksien ehkäisemiseksi.

• Lainsäädännön noudattaminen ja kuluttajien hyväksyntä

Kemikaalien ja kasvien geneettisen muokkaamisen käyttö herättää lakiteknisiä ja käyttäjien hyväksyttävyyteen liittyviä kysymyksiä. Tuottajien ja jalostajien tulee varmistaa, että prosessit noudattavat paikallisia, valtiollisia ja kansallisia säädöksiä. Myös kuluttajien hyväksyntä on ansaittava – avoimuudella ja tiedottamisella on tässä merkitystä, jotta voidaan osoittaa triploidigenetiikan turvallisuus.

Triploidigenetiikka ja autoflowering-kannabis

Autoflowering-kannabis on toinen alue, jossa triploidigenetiikasta voi tulla läpimurto. Yhdistämällä triploidisuuden ja autoflowering-ominaisuudet voidaan kehittää kasveja, jotka:

• Kehittyvät nopeammin. Ensimmäisten tutkimusten mukaan triploidisuus voi lyhentää elinkaarta jopa seitsemällä päivällä keskimäärin. Jos tämä ominaisuus saadaan vakautettua, autoflowerit ehtivät tuottaa satoa alle kahdessa kuukaudessa siemenestä sadonkorjuuseen, mikä mahdollistaa useita satoja vuodessa.
• Ovat hartsikkaita ja voimakkaita. Autoflowerit ovat kehittyneet valtavasti alkuajoistaan: parhaat niistä ovat nykyään yhtä vahvoja ja aromaattisia kuin photoperiod-lajikkeet. Triploidisuus vie nämä ominaisuudet entistä korkeammalle tasolle.
• Pysyvät steriileinä. Vaikka autoflowerit ovat yleensä feminisoituja ja tuottavat siemenettömiä naaraskukintoja, vahinkopölytyksen riski on aina olemassa. Triploidigenetiikalla tämä riski voidaan käytännössä poistaa.
• Sietävät paremmin epäsuotuisia oloja. Autoflowerit polveutuvat ruderalis-lajista, siperialaisesta sitkeästä kannasta, joka tunnetaan selviytymiskyvystään. Triploidisuus voi vielä vahvistaa tätä sopeutumiskykyä.

Koska autoflowerit ovat kokoelmiemme kulmakivi, otamme Fast Budsilla innolla vastaan tämän innovatiivisen mutta ajan testatun teknologian, joka lupaa asiakkaillemme entistä parempia lopputuloksia. Laajentaessamme autoflower-lajikkeiden tarjontaa sekä nopeakukkaisiin ja fotoperiodisiin lajeihin, keskitymme triploideihin, koska uskomme niiden tuovan markkinoille parhaita kannabiksen siemeniä. Työ on jo alkanut.

Yhteenveto

Triploidisen genetiikan mahdollisuudet kannabisalalla ovat valtavat. Teknologiaa hyödyntämällä voidaan kasvattaa kasveja ylivoimaisilla ominaisuuksilla, mikä hyödyntää sekä alaa että kuluttajia. Tutkimuksen ja jalostuksen kehittyessä triploidikannabiksesta voi tulla modernin viljelyn peruspilari ja tuoda mukanaan uuden innovaation ja erinomaisuuden aikakauden. Triploidisen ja autoflower-lajikkeiden yhdistelmä laajentaa mahdollisuuksia entisestään: tarjoten nopeaa, laadukasta ja aina tasaista kannabista.

Lähteet

• Novel Approach for the Accelerated Production of Triploid (Seedless) Watermelon, Mahmoud I Nasr et al., huhtikuu 2004
• Origin and evolution of the triploid cultivated banana genome, Nature Genetics, joulukuu 2023
• The study of triploid progenies crossed between different ploidy grapes, African Journal of Biotechnology, heinäkuu 2011
• Polyploidization using colchicine in horticultural plants: A review, Scientia Horticulturae, helmikuu 2019
• Polyploidization for the Genetic Improvement of Cannabis sativa, Front. Plant Sci., 30.4.2019
• 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., elokuu 2023
• Cannabis sativa terpenes are cannabimimetic and selectively enhance cannabinoid activity, Scientific Reports, huhtikuu 2021