Fænotypisk variation forårsager individuelle forskelle hos planter
Ordet fænotype refererer til et individs udseende og henviser generelt til både plantens anatomiske egenskaber, fysiologiske aspekter som f.eks. længden af blomstringsperioder og kemisk sammensætning - herunder bl.a. de terpener og cannabinoider, som planten udtrykker, og som producerer plantens psykoaktive virkninger. Udtrykket af fænotypen reguleres ikke kun af genetiske faktorer, men også af vækstmiljøet. Disse faktorer gør tilsammen hver enkelt cannabisplante unik.De fleste cannabisforædlere søger at skabe sorter, som man kan love at producere f.eks. en bestemt lugt eller et højt udbytte, og som ikke giver yderligere hovedpine som f.eks. for stor fænotypevariation. Det er derfor vigtigt for forædleren at blive fortrolig med den genetiske sammensætning af krydsede individer og graden af identitet eller differentiering.
Samme og forskellig afstamning som nøglen til stabilisering
Hamp er en diploid art, som arver halvdelen af sine kromosomer fra den hunplante, der har produceret frøene, og halvdelen fra den plante, der har fungeret som bestøver. Kromosomerne fra hver forælder supplerer hinanden, og generne finder modgener, eller alleler. Der kan være flere alleler af det samme gen samt dominerende og recessive former af disse alleler. Det samlede antal af disse bestemmer plantens genotype, dvs. det genetiske grundlag for det fænotypiske udtryk.Den fænotype, der dannes af recessive alleler, kommer kun til udtryk, hvis en recessiv form af genet er nedarvet fra begge forældre. Et godt eksempel på dette fænomen er arven af autoflower-egenskaben: Krydsning af en fotoperiodisk plante (f.eks. OG Kush) med en autoflower-sort (f.eks. Lowryder) giver ikke autoflower-efterkommere i første generation, men linjen skal krydses yderligere.
Hvis genets alleler er forskellige, kaldes dette heterozygotiskhed, mens homozygotiskhed kaldes homozygotiskhed. Når genotypen er differentieret, er det kun de dominerende alleler, der bestemmer individets udseende.
Punnett-kvadratet udtrykker arv og udtryk for genetiske egenskaber. Et recessivt gen kommer kun til udtryk, hvis en plante har to kopier af det.
Punnett-kvadrater kan bruges til at illustrere arveligheden af alleler.
Den forbedrede vækstkapacitet hos hybrider skyldes differentiering
En krydsning mellem to genetisk forskellige og internt identiske stammer kaldes en hybrid. Hybrider kaldes F1-krydsninger - dette tal angiver generationen af krydsningslinjen.Normalt betegnes kun krydsninger mellem rene stammer som F1-krydsninger, men blandt cannabisforædlere anvendes dette udtryk også ofte for polyhybrider (krydsninger mellem flere hybridstammer).
Afkommet af F1-generationen, der er resultatet af hybridisering, viser sig at have et forbedret vækstpotentiale. Dette fænomen kaldes heterose.
I et mosaiklignende nyt genom supplerer de to stammer hinanden og påvirkes ikke af recessive alleler, der reducerer vækstpræstationen.
Krydsning bidrager til at styrke de ønskede egenskaber
Nogle ønskelige egenskaber (f.eks. tendens til selvblomstring) er endnu ikke tydelige i første generation, og der kan f.eks. være stor variation i terpenprofiler, så i mange tilfælde er det vigtigt at skabe indavlslinjer (IBL'er) fra krydsninger for den valgte egenskab.Indavlsprocenten er en matematisk værdi, der udtrykker sandsynligheden for, at et individ vil arve visse egenskaber fra sine forældre. Ved den ottende generation (F8) kan man tale om ægte avl. Ren arv refererer til stammer, der er mere end 90 % identiske med meget lille fænotypisk variation. Man mener generelt, at en stamme er stabil.
Desuden har individer i F1-generationen ofte en meget homogen lighed med hinanden, da kun de dominerende gener kommer til udtryk hos individerne. I den næste generation begynder der imidlertid at dukke recessive udtryk op, og den fænotypiske variation er mere rigelig. Allerede i F2-generationen kan der konstateres et tab af krydsningsstyrke. Nedgangen i krydsningsstyrke er også størst ved overgangen til F3, så planteforædlere skal være meget forsigtige med at udvælge avlsindivider på dette stadium. F3-individers fænotypiske lighed afhænger også helt af F2-selektionen.
Når man forsøger at stabilisere en sort ved hjælp af indavl, er det vigtigt at arbejde systematisk og holde øje med de ønskede egenskaber. Forædlerens vigtigste redskab er hans udvælgelseskriterier. Store populationer er en vigtig ressource, da de gør det muligt at kortlægge de forskellige fænotypiske egenskaber og giver større selektionsmuligheder.
De fleste avlere bevarer også deres udvalgte individer som stiklinger i meget lange perioder, hvilket gør det muligt at udarbejde komplekse elitelinjer og bekræfte egenskaber ved hjælp af tilbagekrydsning.
Skunk #1 er det bedst kendte eksempel på en moderne cannabis-sort med fuldt stabiliserede egenskaber og et rent genom. David Watson, også kendt som "Skunkman Sam", avlede mere end ti generationer og titusindvis af planter i en hybridsort, der indeholder mexicansk, colombiansk og afghansk genetik. De stiklinger, der blev udvalgt af Watson, er stadig det pålidelige avlsmateriale i mange europæiske frøbanker. Skunks rene genom viser sig meget forudsigeligt i de krydsninger, der inkorporerer den, og dens vækstegenskaber kan betragtes som stjerneegenskaber.
Blueberry Muffin er et lidt mere moderne eksempel. Humboldt Seed Company har finpudset denne sort i flere år, der er kendt for sin hurtige blomstring og fremragende blåbæraroma. Frøene i vores sortiment er en krydsning mellem to separate F8-stammer. Da stammerne er genetisk forskellige, men har den samme genetiske sammensætning og er etableret for de samme egenskaber, er sådanne linjekrydsninger i stand til at genoprette styrken fra krydsning til en indavlet stamme. Denne avancerede metode har til formål at vende den spiringsdepression, der normalt reducerer vækstpotentialet i indavlslinjer.
Feminisering og tilbagekrydsning som et middel til stabilisering
Af og til finder cannabisforædlere et exceptionelt individ, hvis bedste egenskaber de ønsker at fange som frø. I sådanne tilfælde er mulighederne feminisering og traditionel (mandlig linje) tilbagekrydsning: den første af disse er nu meget populær, men tilbagekrydsning anvendes især, når målet er at skabe en fuldt reproducerbar genvinding af stammen, som også indeholder mandlige individer.Ved produktion af feminiserede frø hæmmes plantens normale hormonelle aktivitet under blomstringen kemisk, hvilket får den kvindelige plante til at udvikle hanblomster. At blive hermafrodit er også en stressreaktion for planten, men hvis det gøres korrekt, bør feminisering ikke medføre stress for planten. Den pollen, der produceres af en sådan plante, vil have XX-kønskromosomer i stedet for XY-kromosomer fra den hanlige plante, så alle blomster, der befrugtes af den, vil kun producere hunfrø.
Pollen fra hunplanten kan bruges til enten krydsbestøvning eller selvbestøvning. Hvis planten selvbestøver, øges reproduktionskoefficienten hurtigere end ved konventionel krydsbestøvning. S1-frø, der er blevet "selvbestøvet", er mere end 70 % selvbestøvet. Størstedelen af feminiserede frø er S1-frø.
Tilbagekrydsning er en proces, hvor man bruger et hybridafkom som en pollenproducerende plante og krydser det med sin egen forælder. De resulterende frø indeholder igen lidt mere af moderplantens genom. Ved den fjerde bagkrydsning (BX4) er identitetsgraden over 90 % - dvs. at sorten kan anses for at stabilisere sig dobbelt så hurtigt som ved konventionelle krydsninger af søskende.
Man har også argumenteret for, at det at bruge mandlige individer til avl ville have den fordel, at Y-kromosomet i hampplanter er større end X-kromosomet og videregiver mere genetisk information til afkommet.
For eksempel er Cinderella 99, som blev legendarisk berømt i begyndelsen af 2000'erne, en tilbagekrydsning til en bestemt afkom af Jack Herer (og en ukendt bestøver). Vi har en feminiseret version af Cinderella 99 fra dens oprindelige producent (Cinderella XX) samt en række interessante Cindy-krydsninger.
Chemotypeforskelle skaber variationer i koncentrationen
Plantefænotype henviser også til plantens fænotype og de sekundære metabolitter, som den udtrykker, såsom terpener og cannabinoider. Disse komponenter er en del af den såkaldte kemotype. To planter, der ligner hinanden, kan producere forskellige metabolitter - og forskellige virkninger.Cannabinoidniveauet varierer fra person til person. Dette skyldes kodominansen af generne for THCA-syntase, som producerer THC, og CBDA-syntase, som producerer CBD, og variation i de alleler, der nedarves.
Fænotype og kemotype påvirkes også i høj grad af dyrkningsmiljøet og -forholdene. Der findes f.eks. flere forskellige stiklinger af OG Kush, som stammer fra 1991, som er genetisk identiske, men fænotypisk forskellige. Dette skyldes stiklingernes meget lange alder og ændringer i plantens indre struktur, når den tilpasser sig et nyt vækstmiljø. Det er også muligt, at to forskellige stiklinger fra den samme plante videregiver forskellige epigenetiske faktorer til deres afkom.
Planten producerer sine vigtigste aromatiske forbindelser ved hjælp af terpen-syntaser. Deres ekspression er afhængig af genetiske faktorer, men det er også blevet konstateret, at vækstmiljøets mikrobiom har en mindre indflydelse på tilstedeværelsen af terpener. I en stabiliseret (dvs. stort set kongenerisk) stamme er visse terpener til stede på overfladen af alle planteindivider.
I vores næste artikel vil vi undersøge mere detaljeret, hvordan disse aromatiske forbindelser dannes, og hvordan deres tilstedeværelse også er forbundet med dannelsen af cannabinoider, der findes i planten - og hvordan de kan være ansvarlige for nogle af cannabis' virkninger.