Публикации
Гроупедия
Перейти к содержанию

Деградация клонов: из-за чего происходит и как её избежать

Если вы энтузиаст каннабиса или знакомы с основными принципами ботаники, то вы знаете, что растения выращиваются двумя способами: из семян или методом клонирования. И до сих пор производители каннабиса дискутируют на тему того, какой из этих двух способов более предпочтителен. В сегодняшней статье мы сосредоточимся на проблемах клонировании. Мы разберём, что такое клональная деградация, какие факторы на неё влияют и как свести её к минимуму, а также выясним, есть ли у клонов склонность к генетическому дрейфу.

 

 

2ab9acd75f5629a82d098.png

 

Семена образуются в результате полового размножения растений и содержат гены обоих родителей, что делает семя — и растение, в которое оно вырастает потом — генетически уникальным. А вот клонирование каннабиса представляет собой бесполое вегетативное размножение растений. Оно происходит методом проращивания черенков, отрезанных от материнского растения, которое могло быть как выращенным из семян, так и тоже быть клоном. Таким образом некоторые клоны каннабиса становятся «клонами клонов», в которых законсервирована генетика изначального материнского растения.

 

В 70 – 80-х годах прошлого века, ещё до появления первых сидбанков, именно метод клонирования каннабиса был основным способом, которым гроверы делились между собой имеющимися у них сортами марихуаны. Однако сейчас среди опытных гроверов есть опасения (дисклеймер: небезосновательные), что клоны со временем теряют эффективность или вовсе деградируют, становясь более слабыми растениями, дающими меньше урожая. 

 

Помните, были такие копировальные машины, которые при многократном снятии копии с копии делали итоговое изображение или текст всё более и более выцветшим? Если продолжать так делать, то текст или изображение на последних копиях исчезали целиком. Некоторые гроверы утверждают, что если продолжать делать клоны из клонов, то в конечном итоге их качество ухудшатся — по аналогии с копировальными машинами. 

 

Генетический дрейф

 

Прежде чем мы приступим к разбору, что такое клональная деградация, нам стоит для начала пролить свет на понятие генетического дрейфа. Хоть это и две абсолютно разные вещи, между ними иногда ставится знак равенства, что, разумеется, ошибочно.

 

Концепция генетического дрейфа зародилась в 1920-х годах. Это произошло через несколько десятилетий после того, как Чарльз Дарвин уже произвёл фурор в биологии своей теорией эволюции, но учёные ещё не знали, как передаются определённые черты из поколения в поколение. У них были лишь некоторые подсказки из исследований гороха, проведённых Грегором Менделем. Его работы вынудили биологов тех лет признать, что определённые гены и черты изменяются в популяциях флоры и фауны без каких-либо адаптационных факторов или давления со стороны окружающей среды.

 

Например, предположим, что на острове обитают два типа птиц одного и того же вида: одни с серебряными перьями, а другие — с золотыми. Цвет их перьев не даёт никаких особых преимуществ для выживания, да и окраска никак не вредит. Итак, эти цвета — «нейтральные мутации». Изучив этих птиц в течение нескольких лет, мы мгли бы заметить, что соотношение птиц с серебряными и золотыми перьями меняется. Допустим, раньше было соотношение 1 серебро к 1 золоту, но теперь оно стало 10 серебра к 1 золоту. На острове не происходило ничего такого, что могло бы повлиять на цвет птицы. Эта простая случайность и называется генетическим дрейфом.

 

Какое отношение к клонированию каннабиса имеет генетический дрейф? Да никакого. Генетический дрейф применяется только к популяциям организмов, которые размножаются половым путём, то есть он больше характерен для растений, которые выращиваются из семян. Когда мы говорим о клонировании, мы имеем дело только с одним организмом. Конечно, мы можем производить тысячи копий этого отдельного растения, но они всё равно будут относиться  одному и тому же растению.

 

Клональная деградация: что её вызывает?

 

Клонированные черенки является точной генетической копией материнского растения и имеет тот же клеточный возраст, что и материнское растение. Поэтому недельному клону, взятому от двухмесячной матери, на самом деле тоже будет два месяца.

 

Хоть мы и знаем, что генетическая изменчивость обусловлена половым размножением, нам также известно, что генетические мутации могут возникнуть и в процессе роста растений. Однако это не означает, что генофонд клонов каннабиса резко меняется от поколения к поколению. 

 

Одни и те же клоны в разных условиях часто выглядят и растут по-разному. Клон в среде с недостаточной влажностью логично будет расти с меньшей урожайностью, чем его сестра (или брат), растущие в боксе с достаточной влажностью. Окружающая среда играет решающую роль в росте и здоровье клона каннабиса.

 

Эпигенетика и стресс

 

Эпигенетика — это изучение наследственных изменений экспрессии генов (активных и неактивных генов), которые не связаны с изменениями базовой последовательности ДНК (изменение фенотипа без изменения генотипа), что, в свою очередь, влияет на то, как клетки читают гены. Эпигенетические изменения являются регулярным и естественным явлением, но также могут зависеть от нескольких факторов, включая возраст, окружающую среду, образ жизни и болезненное состояние.

 

Причина, по которой происходят изменения в клонах — это стресс. Стресс не меняет генетический состав клона, но он может изменить то, как его гены выражаются с помощью эпигенетики. Дело не в том, что в клоне произошло изменение генетического кода, скорее, факторы окружающей среды изменяют его генетический потенциал и экспрессию.

 

ДНК и экспрессия генов не «высечены на камне». Опыт родителей может изменить способ выражения их ДНК, и они могут передать эти изменения своему потомству.

 

Эпигенетика может объяснить, почему люди, пережившие тяжёлую травму (например, войну или изнасилование), могут рожать детей, более склонных к болезням и психическим расстройствам. Стресс изменил способ выражения генов родителей, и эти изменения передались их детям. Опять же, сама ДНК не изменилась, но небольшие механизмы контроля (такие как химические вещества, производимые организмом) изменились независимо от того, были ли эти гены включены, выключены или настроены на перегрузку.

 

В чем причина стресса растений каннабиса? Иногда материнское растение просто стареет. Иногда его цикл кормления меняется, в результате чего оно заболевает, получает травму и т.д. Когда дело доходит до клонирования — это тоже стрессовое действие на материнское растение и будущие клоны. 

 

«Эпигенетические воздействия на здоровье клонов имеют значительное влияние с течением времени. Без надлежащего минерального питания и [поддержания] биологического здоровья жизнеспособность клона со временем будет уменьшаться, поскольку он воспроизводится постоянно, что снижает его жизнеспособность», — считает Рассел Пейс, президент калифорнийской Ассоциации садоводов каннабиса.

 

Подытожим. Последующие поколения клонов каннабиса не уступают предшествующим поколениям в генетическом плане. Эпигенетика даёт нам более тонкое понимание парадокса природы. Гены заряжают ружье, но на спусковой крючок нажимает окружающая среда. 

 

Теперь, уяснив эти нюансы, мы готовы приступить к подробному разбору того, как факторы окружающей среды (или стрессоры) влияют на клоны.

 

Стрессоры, влияющие на клоны

 

Элементы окружающей среды, которые необходимы для оптимизации эффективности клонов, включают поддержание соответствующих уровней света, влажности, питательных веществ и воды.

 

Стрессовые факторы, которых следует избегать, включают чрезмерный или недостаточный полив, избыточное или недостаточное кормление, некорректный pH почвы/субстрата и несоответствие световых циклов стадиям роста — вегетации и цветения. Ещё одним фактором стресса, который влияет на будущее поколение, могут быть пестициды, вредители и заболевания.

 

Корни

 

Неизбежным фактором клональной деградации, не связанным с окружающей средой, является отсутствие стержневого корня. У каннабиса, выращенного из семян, стержневой корень есть — это центральный корень, уходящий глубоко в почву/субстрат, из которого растут вспомогательные корни. У клонов стержневой корень отсутствует, и поэтому они структурно (не генетически) отличаются от каннабиса, выращенного из семян. Отсутствие стержневого корня существенно влияет на жизнеспособность клонированного растения и снижает его модель роста по сравнению с семенным растением.

 

Чистота

 

Снятие черенка с материнского растения также создает множество потенциальных проблем. Помимо шока при пересадке клона, нарушенная целостность тканей создаёт благоприятные условия для попадания внутрь патогенов, таких как бактерии, вирусы и грибки.

Поэтому гроверы, которые скрупулезно стерилизуют оборудование перед клонированием, минимизируют риски заражения клонов, повышая шансы на здоровое и идентичное потомство.

 

Генетические мутации и теломеры

 

f0f4c15736192dacc0f61.png

 

Существует теория, что генетические мутации, происходящие в клонах по мере их роста, всё же могут передаваться новым поколениям через черенки. Хотя рецензируемых исследований, посвященных тонкостям ботаники каннабиса, пока немного, есть исследования, которые позволяют предположить, что фенотипические вариации — то есть вариации физических характеристик — черенков растений связаны со спорадическими мутациями в последовательностях ДНК.

 

Теория, известная как трещотка Мюллера, утверждает, что популяции клонов обречены накапливать все большее количество вредных мутаций, которые подавляют способность растения развиваться. Более того, теломеры — защитные колпачки на концах хромосом, которые обеспечивают точное копирование ДНК при делении — тоже могут играть роль в клональной деградации. 

 

Когда теломеры подвергаются стрессу или повреждению, самый конец нити ДНК не попадает в новую копию, что приводит к потере жизненно важной генетической информации. Это равносильно тому, как если бы копировальный аппарат отсекал последнюю строку текста на странице каждый раз, когда она копируется.

 

В результате растения теряют способность к нормальному делению клеток, а здоровый рост замедляется или задерживается. Хотя до сих пор мало изучено, как теломеры работают в клонированных растениях каннабиса, но зато точно изучено, что укорочение теломер связано со стрессовыми факторами окружающей среды и усугубляется физиологическими процессами, такими как старение (а как мы знаем, каждый новый клон старее предыдущего).

 

Поэтому важно клонировать только материнские растения в вегетативном состоянии, поскольку это исследование показывает, что возраст может играть важную роль в клональных генетических мутациях. Взрослые растения, которые уже пережили цикл цветения, не являются оптимальным источником черенков, поскольку стресс пережитых процессов ставит под сомнение их генетическую целостность. 

 

Как оптимизировать условия для ваших клонов

 

В конечном итоге существует множество факторов, которые могут способствовать клональной деградации. Хоть и контроль над некоторыми элементами находится вне наших рук (отсутствие стержневого корня, накапливание генетических мутаций), деградации клонов можно в некоторой степени избежать с помощью надлежащего и стабильного ухода, стерильного процесса клонирования и взятия клонов от молодой и здоровой матери на стадии вегетации.

 

По словам Рассела Пейса, даже повреждённые или слабые клоны можно вылечить с помощью правильных условий выращивания, таких как здоровая почва. Биология здоровой почвы со сбалансированным составом действует как эпигенетическая генная терапия для растений, направленная на укрепление их иммунной системы. Идея в том, что эпигенетические изменения происходит не только под негативным влиянием окружающей среды, но и под позитивным.

 

Источники: leafly.com, cannabisindustryinstitute.com

Автор: @PollyMolly

 

Еще почитать:

PollyMolly
  • Респект! 2

Реклама






Обратная связь

Рекомендуемые комментарии

 Интересные исследования и полезная статья. Респект!

  • Респект! 4

Поделиться этим комментарием


Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты


Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти
  • Создать...