DOI: https://doi.org/10.30835/2413-7510.2020.206985

Унікальність біологічних особливостей технічних конопель та перспективи їх прак-тичного використання

M. I. Laiko

Анотація


Мета і задачі дослідження. Метою досліджень є створення нових сортів конопель різного напряму використання, виявлення біологічних особливостей за ознаками однодомності, наявності різних сполук канабіноїдів, перспектив створення сортів за призначенням на насіння, волокно, олію, лікувальні препарати.

Матеріал та методика. Матеріалом для досліджень були сорти конопель, які вирощували в дослідах сортовипробування і селекційних розсадниках. Вміст олії визначали методом С.В. Рушковського, жирнокислотний склад олії методом газової хроматографії на хроматографі «Селмихром-1», вміст канабіноїдних сполук і терпенів – на газорідинному хроматографі HP 6890 Series Hewlett Packard методом внутрішнього стандарту. Взаємозв’язок між ознаками визначали за допомогою коефіцієнта кореляції.

Обговорення результатів. Селекційна робота ускладнювалась у зв'язку з цілим рядом біологічних особливостей конопель: специфічний конопляний запах, перехреснозапильність, гетерозиготність, прояв статевого поліморфізму, домінантність ознаки наявності канабіноїдів, пряма кореляційна залежність між ознаками вмісту канабідіолу і тетрагідроканабінолу, формування на листках і оцвітини залозистих волосків – трихом і ефірних олій.

Встановлено, що в сортах з підвищеним вмістом ТГК простежується пряма кореляційна залежність між кількістю залозистих волосків і вмістом канабіноїдів, а при відсутності або дуже низькому ТГК цей зв'язок порушений. Виявлено, що практично всі сорти технічних конопель з мінімальним вмістом ТГК або його повною відсутністю містять ефірні олії (0,06–0,24 %).

Селекційна робота з коноплями також ускладнюється наявністю статевого поліморфізму, онтогенетичні і філогенетичні ознаки якого визначаються факторами будови габітусу і співвідношенням чоловічих і жіночих квіток. Найкращим сортом за статевим складом і стабільністю ознаки однодомності з мінімальним вищепленням чоловічих рослин плосконі за репродукціями є універсальний сорт-стандарт Гляна.

Розрізняють сорти універсальні (сорт-стандарт Гляна) з рівнем урожайності (вміст волокна і олії – 30 %, врожайність стебел 7,5–8,0 і насіння 1,0–1,2 т/га) і сорти спеціального призначення – підвищеної волокнистості (38–40 %, сорт Глухівські 51), насіннєвої продуктивності (1,5–1,8 т / га, сорт Глесія) і олійності (38–40 %, сорт Миколайчик).

Виявлено перспективність селекції в напрямі створення сортів медичного використання. Пряма залежність формування одного канабіноіду від іншого (r від 0,7 до 0,9) обмежує селекційну роботу на підвищення канабіноіду в межах 1,5–3,0 %. Вміст тетрагідроканабінолу при цьому не перевищує 0,08 %.

Розроблені методи селекції на підвищення вмісту канабідіолу дозволяють створювати новий вихідний матеріал, стабілізований за наявністю канабідіолу і тетрагідроканабінолу на рівні 1,5–2,5 і 0,04–0,07 % відповідно.

Вперше встановлено відсутність взаємозалежності між канабіноїдами КБГ і ТГК. Цілеспрямований відбір на збільшення КБГ призвів до отримання сорту конопель Вік 2020 з вмістом канабігеролу до 1,0 % і відсутністю ТГК.

Висновки. Отримані результати доводять унікальність технічних конопель як біологічного об'єкта досліджень, можливості розробки нових наукових теорій, методів селекції, генетичних механізмів формування канабіноїдів і практичного використання продукції з конопель у вигляді олії, обрушеного насіння, волокна і лікувальних препаратів в різних сферах виробництва, де з розвитком поглибленої переробки збільшується його ефективність.

Сорти технічних конопель універсальні, насіннєві і волокнисті відрізняються відсутністю ТГК і КБД і можуть використовуватися на волокно (вміст волокна в універсальних сортах 30, насіннєвих – 26–28, волокнистих – 36–38), насіння (врожайність насіння універсальних сортів 1,0–1,2, насіннєвих – 1,5–1,8, волокнистих – 0,7–0,8 т/га) і олію (олійність насіння універсальних сортів 30 %, насіннєвих – 38, волокнистих – 28 %).

Вперше в історії селекції конопель проведені дослідження зі створення сортів конопель медичного напряму використання.

Створено сорт технічної конопель (сорт Мрія), який крім біомаси листя з підвищеним вмістом КБД до 3 % дає урожайність насіння на рівні 0,8–1,0 т/га з олійністю до 28 %, урожайність стебел 7,0 т / га з волокнистістю 28–30 %.

Створено сорт Вік 2020 з підвищеним вмістом КБГ (1,0 %) і відсутністю ТГК.

 


Ключові слова


селекція конопель; сорт; однодомність; трихоми; канабиноїди; продуктивність

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Hemp. In: MD Mygal, VM Kabanets, editors. Sumy: Ellada, 2011. 384 p.

Maumevičius E, Burbulis N, Blinstrubienė A, Laiko I, Masienė R. Veiksniai, Iemiantys sėjamosios kanapės (Cannabis sativa L.) kaliusogenezę somatinių audinių kultūroje. Žemės ùkio mokslai. 2018; 25(4): 169–174. DOI: 10.6001/zemesukiomokslai.v25i4.3869.

Maumevičius E, Burbulis N, Jankauskienė Z, Blinstrubienė A, Laiko I. Sėjos ir tręšimo normų poveikis sėjamosios kanapės (Cannabis sativa L.) produktyvumui. Žemės ūkio mokslai. 2019; 26(2): 72–82. DOI: 10.6001/zemesukiomokslai.v26i2.4061.

Mishchenko S, Mokher J, Laiko I, Burbulis N, Kyrychenko H, Dudukova S. Proposals for system of phenological growth and development stages of hemp (Cannabis sativa L.) and individual codes by BBCH-scale. Žemės ūkio mokslai. 2017; 24(2): 31–36. DOI: 10.6001/zemesukiomokslai.v24i2.3496.

Layko IM, Vyrovets VH, Beherec O, Kirichenko HI, Mishchenko SV, Kmets IL. The Ukrainian and French breeders operations to elimination of drug property of sowing hemp (Cannabis sativa L). Agrobiodiversity for improving nutrition, heaith and life quality. Scientific proceeding. Nitra 2015. Part II. P. 414–417.

Laiko IM, Vyrovets VH, Kyrychenko HI, Mishchenko SV, Kmets IL. Contemporary fibre level in non-narcotic varieties of hemp (Cannabis sativa L.) Sel. Nasinn. 2015; 107: 68–75. DOI: 10.30835/2413-7510.2015.54033.

Vyrovets VH, Layko IM, Vereshchagin IV, Tymchuk SM, Pozdniakov VV. Prospects of breeding for optimization of fatty acid composition of oil from modern non-narcotic hemp varieties. Sel. Nasinn. 2011; 100: 247–254. DOI: 10.30835/2413-7510.2011.66619.

Mygal MD, Shulga IL. Characteristics of the morphological structure and secretory activity of plant hairs. Zbirnyk naukovykh prats Instytutu lubjanykh kultur UAAN. 2009; 5: 63–75.

Mygal MD, Kmets IL, Layko IM. Hemp trichomes and cannabinoids. Sumy: FShP Shcherbyna IV, 2017. 228 p.

Mygal MD. Genetics of hemp sex. Hlukhov, 1992. 212 p.

Mishchenko SV, Layko IM. Cannabidiol accumulation during the ontogenesis of technical (industrial) hemp plants. Phiziologiia Roslyn. Plant Varieties Studving and Protection. 2018; 14(4): 390–399. DOI: 10.21498/2518-1017.14.4.2018.151902.

Mishchenko SV. Correlations between major cannabinoid compounds in plants of modern non-narcotic hemp varieties. Visnyk Poltavskoyi derzhavnoyi agrarnoyi akademiyi. 2012; 2: 65–69.

Ignatowska-Jankowska B, Jankowski M, Glac W, Swiergiel AH. Cannabidiol-induced lymphopenia does not involve NKT and NK cells. Journal of Physiology and Pharmacology. 2009; 60(3): 99–103.

Ren Y, Whittard J, Higuera-Matas A, Morris CV, Yasmin LH. Cannabidiol, a nonpsychotropic component of Cannabis, inhibits cue-induced heroin seeking and normalizes discrete mesolimbic neuronal disturbances. The Journal of Neuroscience. 2009; 29(47): 14764–14769. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.4291-09.2009.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


Коноплі/ за ред. Мигаля М.Д., Кабанця В.М. Суми: Еллада, 2011. 384 c.

Maumevičius E., Burbulis N., Blinstrubienė A., Laiko I., Masienė R. Veiksniai, Iemiantys sėjamosios kanapės (Cannabis sativa L.) kaliusogenezę somatinių audinių kultūroje. Žemės ùkio mokslai. 2018. T. 25. Nо 4. P. 169–174. DOI: 10.6001/zemesukiomokslai.v25i4.3869.

Maumevičius E., Burbulis N., Jankauskienė Z., Blinstrubienė A., Laiko I. Sėjos ir tręšimo normų poveikis sėjamosios kanapės (Cannabis sativa L.) produktyvumui. Žemės ūkio mokslai. 2019. T. 26. Nr. 2. P. 72–82. DOI: 10.6001/zemesukiomokslai.v26i2.4061.

Mishchenko S, Mokher J., Laiko I., Burbulis N., Kyrychenko H., Dudukova S. Proposals for system of phenological growth and development stages of hemp (Cannabis sativa L.) and individual codes by BBCH-scale. Žemės ūkio mokslai. 2017. T. 24. Nr. 2. P. 31–36. DOI: 10.6001/zemesukiomokslai.v24i2.3496.

Layko I.M., Vyrovets V.H., Beherec O., Kirichenko H.I., Mishchenko S.V., Kmets I.L. Тhe Ukrainian and French breeders operations to elimination of drug property of sowing hemp (Cannabis sativa L). Agrobiodiversity for improving nutrition, heaith and life quality. Scientific proceeding. Nitra 2015. Part II. P. 414–417.

Laiko I.M., Vyrovets V.H., Kyrychenko H.I., Mishchenko S.V., Kmets I.L. Contemporary fibre level in non-narcotic varieties of hemp (Cannabis sativa L.) Sel. nasinn. 2015. Issue 107. P. 68–75. DOI: 10.30835/2413-7510.2015.54033.

Вировець В.Г., Лайко І.М., Верещагін І.В., Тимчук С.М., Поздняков В.В. Перспективи селекції на оптимізацію жирнокислотного складу олії сучасних сортів ненаркотичних конопель. Селекція і насінництво. 2011. Вип. 100. С. 247–254. DOI: 10.30835/2413-7510.2011.66619.

Мигаль М.Д., Шульга І.Л. Особливості морфологічної будови і секреторної діяльності волосків рослин. Збірник наукових праць Інституту луб'яних культур УААН. 2009. Вип. 5. С. 63–75.

Мигаль М.Д., Кмець І.Л, Лайко І.М. Трихоми і канабіноїди конопель. Суми: ФЩП Щербина І.В. 2017. 228 с.

Мигаль Н.Д. Генетика пола конопли. Глухов, 1992. 212 c.

Міщенко С.В., Лайко І.М. Накопичення канабідіолу в онтогенезе рослин технічних (промислових) конопель. Фізіологія рослин. Plant Varieties Studving and Protection. 2018. Vol 14. № 4. С. 390–399. DOI: 10.21498/2518-1017.14.4.2018.151902.

Міщенко С.В. Кореляційні зв’язки між основними канабіноїдними сполуками рослин сучасних безнаркотичних сортів конопель. Вісник Полтавської державної аграрної академії. 2012. № 2. С. 65–69.

Ignatowska-Jankowska B., Jankowski M., Glac W., Swiergiel A.H. Cannabidiol-induced lymphopenia does not involve NKT and NK cells. Journal of Physiology and Pharmacology. 2009. № 60 (3). P. 99–103.

Ren Y., Whittard J., Higuera-Matas A., Morris C.V., Yasmin L.H. Cannabidiol, a nonpsychotropic component of Cannabis, inhibits cue-induced heroin seeking and normalizes discrete mesolimbic neuronal disturbances. The Journal of Neuroscience. 2009. № 29 (47). P. 14764–14769. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.4291-09.2009.







Copyright (c) 2020 M. I. Laiko

Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN 2413-7510 (Online), ISSN 1026-9959 (Print)