Мінливість ознаки змісту канабіноїдів залежно від селекційних прийомів

Автор(и)

  • I. M. Laiko Institute of Bast Crops NAAS, Ukraine
  • S. V. Mishchenko Institute of Bast Crops NAAS, Ukraine
  • A. I. Kyrychenko Institute of Bast Crops NAAS, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.30835/2413-7510.2021.236989

Ключові слова:

селекція, сорт, мутагенез, інцухт, канабіноїди, продуктивність

Анотація

Мета і завдання досліджень. Виявити нові можливості прояву генотипів конопель для отримання вихідного матеріалу з підвищеним вмістом непсихотропних канабіноїдів, відсутністю ТГК і стабілізованими біологічними ознаками.

Матеріал і методи. У своїх дослідженнях ми виходили з того, що за основу брали українські сорти конопель, популяції яких відрізнялися високою стабільністю за ознакою вмісту канабіноїдів, в порівнянні з зарубіжними сортозразками. Дослідження проводили з використанням селекційних, біохімічних та статистичних методів: фізичного мутагенезу, інцухтування, індивідуального добору, тонкошарової та газорідинної хроматографії для оцінки рослин за наявністю канабіноїдів (хроматограф HP 6890 Series Hewlett Packard з використанням внутрішнього стандарту).

Обговорення результатів. Встановлено, що обробка гамма-променями в дозі 200 Гр призводить до порушень генотипических взаємозв'язків між канабіноїдами з проявом їх мінімальних і максимальних кількостей. Зниження дози опромінення до 150 Гр не дестабілізує популяцію за вмістом канабіноїдів.

Метод інцухтування також може бути застосований в селекції при створенні інцухт-ліній, гомозиготних як за ознакою відсутності канабіноїдів, так і для виявлення ліній з підвищеним вмістом каннабідіолу, каннабігеролу, каннабіхромену.

У багатьох сортозразків ранньої і сучасної селекції конопель (французькі, польські, угорські, німецькі) відзначається висока популяційна мінливість ознаки наявності канабіноїдів, що доводить відсутність системної селекційної роботи на стабілізацію цих ознак в популяції. Високою однорідністю популяцій з формування і накопичення канабіноїдів відрізняються тільки сорти однодомних конопель селекції Інституту луб'яних культур НААН.

Гомозиготність популяції в першу чергу залежить від чинників контролювання спрямованого перезапилення між рослинами з повною відсутністю канабіноїдів за допомогою проведення експрес-методу рослин на наявність цих сполук до початку цвітіння і подальшим аналізом відібраних елітних рослин методом тонкошарової хроматографії.

У зв'язку з актуальністю створення сортів конопель з терапевтичними властивостями були розроблені методи селекції на зміну балансу відсутності всіх канабіноїдів в бік генетично зумовленого збільшення одного з непсихотропних канабіноїдів: каннабідіолу, каннабігеролу, каннабіхромену з відсутністю психотропної активності (наявність тетрагідроканнабінолу не перевищує 0,08%).

Дослідженнями процесів накопичення канабіноїдів були виявлені відмінності в біології формування їх протягом вегетації. Виходячи з того, що максимальне накопичення канабіноїдів доводиться на фазу початку дозрівання насіння і, зокрема, їх найбільше синтезується в оцвітинах і дрібних листках, можна визначити перспективність створення сортів конопель з розгалуженим суцвіттям ромбоподібної форми, що буде забезпечувати поряд з високим вмістом того чи іншого каннабіноїду ще й підвищений урожай рослинної біомаси.

Висновки. Фізичний мутагенез, інцухтування і добір є перспективними селекційними прийомами зниження психотропного тетрагідроканабінолу, стабілізації популяцій сортів конопель за відсутності канабіноїдів, підвищення вмісту каннабідіолу, каннабігеролу і каннабіхромену з використанням цінних колекційних зразків

Посилання

Salentijn EMJ, Zhang Q, Amaducci S, Yang M, Trindade LM. New developments in fiber hemp (Cannabis sativa L.) breeding. Ind. Crop. Prod. 2015; 68: 32–41. DOI: 10.1016/j.indcrop.2014.08.011

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

Mishchenko SV. Correlations between major cannabinoid compounds in plants of modern non-narcotic hemp varieties. Visnyk Poltavskoyi derzhavnoyi agrarnoyi akademiyi. 2012; 2: 65–69. DOI: 10.31210/visnyk2012.02.14

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

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.

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

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

Laiko IM. The uniqueness of biological characteristics of technical hemp and prospects for its practical use. Sel. Nasinn. 2020; 117: 80–90. DOI: 10.30835/2413-7510.2020.206985

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

Rong C, Lee Y, Carmona NE. Cha DS, Ragguett R-M, Rosenblat JD, Mansur RB, Ho RC, McIntyre RS. Cannabidiol in medical marijuana: Research vistas and potential opportunities. Pharmacol. Res. 2017; 121: 213–218. DOI: 10.1016/j.phrs.2017.05.005

Deiana S. Potential medical uses of cannabigerol: a brief overview. In VR Preedy, editor. Handbook of Cannabis and Related Pathologies: Biology, Pharmacology, Diagnosis, and Treatment/ Cambridge, MA: Academic Press, 2017. P. 958–967. DOI: 10.1016/B978-0-128007563.00115-0

Kyrychenko HI, Laiko IM, Mishchenko SV. Analysis of Cannabis sativa L. collection accessions for cannabinoid contens and chemotype. Genetychni resursy roslyn. 2019; 25: 115– 128. DOI: 10.36814/pgr.2019.25.09

Laiko IM, Mishchenko SV, Orlov MM, Marynchenko IO, Shkurdoda SV, Pasichnyk VV. Prospects of re-orientation of hemp breeding for creation of pharmaceutical varieties. Naukovi pratsi Instytutu bioenerhetychnykh kul'tur i tsukrovykh buryakiv NAAN. 2015; 23: 107–111.

Mishchenko SV, Laiko IM. Determination of the level of stability of the sign of absence of cannabinoids in hemp by self-pollination. Novitni tekhnolohiyi vyroshchuvannya sil's'kohospodars'kykh kul'tur: naukovi pratsi Instytutu bioenerhetychnykh kul'tur i tsukrovykh buryakiv NAAN. 2012; 14: 487–490.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-07-12

Номер

Розділ

МЕТОДИ І РЕЗУЛЬТАТИ СЕЛЕКЦІЇ