Генетическое разнообразие и популяционная структура каннабиса

Каннабис — одно из древнейших культурных растений. Его использование в медицинских целях было задокументировано в Китае более 10 000 лет назад. Сейчас, после многих лет запрета, растение вновь вызывает интерес и обретает популярность благодаря своим потенциальным терапевтическим эффектам.

Существует множество стандартов для классификации каннабиса. С утилитарной точки зрения, каннабис подразделяется на четыре типа: дикорастущий, для производства клетчатки, масличный и психоактивный. По степени одомашнивания каннабис подразделяется на дикорастущий, одомашненный и промежуточный вариант.

Предыдущие исследования демонстрируют значительное генетическое и морфологическое различие между дикими и культивируемыми видами каннабиса, а инструменты для анализа геномных последовательностей и молекулярных маркеров возникли всего пару десятилетий назад, поэтому только сейчас наука начала активно двигаться в этом направлении.

Генетическое разнообразие обычно оценивается с использованием последовательностей ДНК (полиморфизмов между видами), а также цитологических и морфологических маркеров. Однако на морфологические характеристики часто влияет окружающая среда. Следовательно, молекулярные маркеры относительно более стабильны и популярны, чем морфологические маркеры.

Для оценки генетического разнообразия каннабиса используются различные типы молекулярных маркеров, такие как рибосомная ДНК, межпростые повторы последовательностей (ISSR), амплифицированные области с характеристиками последовательности, случайная амплифицированная полиморфная ДНК (RAPD) и полиморфизм длин амплифицированных фрагментов (AFLP).

Маркеры SSR основаны на микросателлитах и считаются наиболее эффективными и распространенными молекулярными маркерами с высоким коэффициентом покрытия генома. Они хорошо воспроизводимы и могут использоваться для изучения кодоминантного наследования. Более того, полиморфизмы SSR используются для идентификации и характеристики ресурсов зародышевой плазмы с точки зрения принадлежности, а разработка и характеристика геномных SSR у конопли важны для проведения генетических исследований и селекции с помощью маркеров. Поскольку маркеры SSR имеют большее количество полиморфизмов, чем другие молекулярные маркеры, они популярны и идеально подходят для анализа популяционной структуры и генетического разнообразия, а также для идентификации сортов волокнистых культур

Среди 80 пар геномных SSR 59 имеют подтвержденный полиморфизм. Эта информация ценна для разработки «отпечатков пальцев» каннабиса, чтобы помочь в идентификации сорта.

Знание генетического разнообразия и популяционной структуры ресурсов зародышевой плазмы сельскохозяйственных культур может ускорить генетические исследования и создание новых сортов растений. Таким образом, полученные здесь результаты могут также помочь в сохранении и использовании конкретных высококачественных ресурсов зародышевой плазмы.

Исследователи провели анализ 81 образца психоактивного и 43 образцов непсихоактивного каннабиса и разделили их на 3 группы в зависимости от генетического родства друг с другом.

• В первую группу вошли образцы из Европы, Америки, Азии и юго-западной, центральной, северо-восточной и северо-западной частей Китая.
• Во вторую группу вошли растения из северной части Китая.
• В третью группу попал каннабис из центрально-восточной части Китая.

При этом образцы демонстрируют стабильную генетическую структуру и умеренное генетическое разнообразие. Популяции из разных географических регионов не сильно отличаются друг от друга.

Подтверждено, что сходство между популяциями, проанализированными в отношении генетического разнообразия, является результатом эффекта генетического «бутылочного горлышка».

Исследователи выявили существенную генетическую разницу между психоактивной и непсихоактивной коноплей, но при этом генетическая разница между дикорастущей и культурной коноплей не была обнаружена.

• Каннабис и паранойя
• Как микродозить травку для продуктивной работы
• Употребление каннабиса во время беременности

Источник: NCBI