Изменчивость признака содержания каннабиноидов в зависимости от селекционных приемов

Аннотация

Цель и задачи исследований. Выявить новые возможности проявления генотипов конопли для получения исходного материала с повышенным содержанием непсихотропных каннабиноидов, отсутствием тетрагидроканнабинола и стабилизированными биологическими признаками.

Материал и методы. В своих исследованиях мы исходили из того, что за основу брали украинские сорта конопли, популяции которых отличались высокой стабильностью по признаку содержания каннабиноидов, в сравнении с зарубежными сортообрацами. Исследования проводили с использованием селекционных, биохимических и статистических методов: физического мутагенеза, инцухтирования, индивидуального отбора, тонкослойной и газожидкостной хроматографии для оценки растений по наличию каннабиноидов (хроматограф HP 6890 Series Hewlett Packard с использованием внутреннего стандарта).

Обсуждение результатов. Установлено, что обработка гамма-лучами в дозе 200 Гр приводит к нарушениям генотипических взаимосвязей между каннабиноидами с проявлением их минимальных и максимальных количеств. Понижение дозы облучения до 150 Гр не дестабилизирует популяцию по содержанию каннабиноидов.

Метод инцухтирования также может быть применен в селекции при создании инцухт-линий, гомозиготных как по признаку отсутствия каннабиноидов, так и для выявления линий с повышенным содержанием каннабидиола, каннабигерола, каннабихромена.

У многих сортообразцов ранней и современной селекции конопли (французские, польские, венгерские, немецкие) отмечается высокая популяционная изменчивость признака наличия каннабиноидов, что доказывает отсутствие системной селекционной работы на стабилизацию этих признаков в популяции. Высокой однородностью популяций по формированию и накоплению каннабиноидов отличаются только сорта однодомной конопли селекции Института лубяных культур НААН.

Гомозиготность популяции в первую очередь зависит от факторов контролирования направленного переопыления между растениями с полным отсутствием каннабиноидов посредством проведения экспресс-метода растений на наличие этих соединений до начала цветения и последующим анализом отобранных элитных растений методом тонкослойной хроматографии.

В связи с актуальностью создания сортов конопли с терапевтическими свойствами были разработаны методы селекции на изменение баланса отсутствия всех каннабиноидов в сторону генетически обусловленного увеличения одного из непсихотропных каннабиноидов: каннабидиола, каннабигерола, каннабихромена с отсутствием психотропной активности (наличие тетрагидроканнабинола не превышает 0,08 %).

Исследованиями процессов накопления каннабиноидов были выявлены отличия в биологии формирования их в течение вегетации. Исходя из того, что максимальное накопление каннабиноидов приходится на фазу начала созревания семян и, в частности, их наибольше синтезируется в околоцветниках и мелких листьях, можно определить перспективность создания сортов конопли с разветвленным соцветием ромбовидной формы, что будет обеспечивать наряду с высоким содержанием того или иного каннабиноида еще и повышенный урожай растительной биомассы.

Выводы. Физический мутагенез, инцухтирование и отбор являются перспективными селекционными приемами снижения психотропного тетрагидроканнабинола, стабилизации популяций сортов конопли по отсутствию каннабиноидов, повышения содержания каннабидиола, каннабигерола и каннабихромена с использованием ценных коллекционных образцов