Marihuana y genética: herramientas para seleccionar variedades

El arte de la cría se está viendo afectado por la ciencia. Durante miles de años, los criadores solo disponían de dos herramientas para determinar los mejores candidatos para cruzar con el fin de crear la siguiente generación: la observación fenotípica y las pruebas químicas subjetivas (consumo). Las pruebas genéticas nos permiten ver no solo los resultados de la genética, sino la genética en sí misma. Basándose en estas pruebas, los criadores tienen una comprensión mucho más sólida de los rasgos que presenta la planta, sin tener que esperar a que madure para conocer el resultado del cruce. 

En este glosario e introducción a las herramientas genéticas utilizadas en la cría, uno de los mayores expertos del mundo en crianza, el doctor Dale Hunt, investigador botánico, master en botánica y doctor en biología celular,  describe algunas de las posibilidades que esta tecnología ofrecerá a los criadores serios en el futuro. Gracias a estas tecnologías, podremos desarrollar mejores variedades, tanto para la comunidad médica como para los usuarios recreativos. En pocos años, expandirá el mundo del Cannabis de formas que hoy ni siquiera podemos imaginar.

¿Cómo transforman las pruebas genéticas la crianza de marihuana?

En los últimos años se han producido grandes avances en las pruebas genéticas. Se han vuelto cada vez más potentes y económicas, y ofrecen una serie de herramientas que pueden ayudar a los criadores y cultivadores a alcanzar una amplia variedad de objetivos. Es útil clasificar las herramientas de pruebas genéticas, según el tipo de preguntas que pueden responder.

Tipos de análisis genéticos y sus aplicaciones en la marihuana

Al igual que con los servicios de secuenciación del genoma humano como 23andMe o Ancestry.com, existen pruebas de laboratorio que permiten desglosar lo que se sabe sobre el ADN del Cannabis y ayudar a dilucidar lo que se puede aprender en el futuro. A continuación, se presentan algunas de las formas más comunes en que los criadores y cultivadores utilizan las pruebas genéticas del Cannabis.

La identidad y la relación establecen el equivalente a una huella dactilar o un código de barras, para un cultivar de planta, que es único para ese cultivar y muestra el grado de relación entre dos plantas, además de mapear la relación entre grupos de plantas.

La ciencia forense es un subconjunto de la identidad y la relación; determina la infracción de la propiedad intelectual (PI) al mostrar si una planta es genéticamente igual o diferente a una segunda planta.

Los rasgos correlacionan la información del ADN con rasgos específicos. Utilizan la información en el cultivo de plantas, para lograr la mejora o modificación de los rasgos.

Las funciones permiten comprender las características y los procesos moleculares y bioquímicos, en relación a los genes que los controlan.

Las condiciones e interacciones detectan y evalúan el ADN no cannábico, para identificar la presencia y las cantidades de diferentes patógenos u organismos simbióticos.

El análisis del genoma completo implica secuenciar el ADN de un organismo para obtener toda la información que contiene. Dado que el genoma total contiene tanta información, puede ser difícil utilizarlo para fines específicos, sin potentes herramientas analíticas. En muchos casos, incluso si la secuenciación completa del genoma es factible y asequible, puede suponer una sobrecarga de información.

El análisis de marcadores consiste en tomar muestras de varias secuencias mucho más cortas de partes específicas del genoma. Si el genoma completo es un complejo entramado de información, como un mapa muy grande, los marcadores definen puntos específicos en el mapa, como edificios e intersecciones. Algunas ubicaciones del genoma tienen una variabilidad de secuencias mucho mayor que otros segmentos. Al determinar las secuencias de una planta individual solo en estas ubicaciones, es posible crear un conjunto de marcadores que puedan identificar de forma única una planta en comparación con otra. Dado que los marcadores más útiles se seleccionan porque son muy variables, es más probable que dos plantas no relacionadas tengan secuencias diferentes, en una ubicación de marcador determinada que tengan la misma secuencia en esa ubicación.

¿Qué diferencia existe entre genotipo, fenotipo y quimiotipo de una variedad de marihuana?

Genotipo: la composición genética de un organismo.

Fenotipo: la expresión física del genotipo del organismo.

Quimiotipo: la expresión química del genotipo del organismo.

El entorno influye en la expresión del genotipo y puede afectar al fenotipo y al quimiotipo. Por ejemplo, los cultivares con predominancia índica tienden a ser más bajos que los cultivares con predominancia sativa. Esto se debe a la genética. Sin embargo, los cultivares con predominancia índica pueden estirarse y crecer más si no reciben suficiente luz. El genotipo y el entorno interactúan para expresar el fenotipo, o rasgo físico. Aunque el genotipo de una índica es para un patrón de crecimiento de poca altura, el fenotipo también tiene en cuenta el entorno. Una situación de poca luz puede hacer que incluso una planta de poca altura se estire para alcanzar la luz solar.

El papel de los marcadores genéticos en la selección de variedades de marihuana

Por ejemplo, el «Galaxy» de Phylos Bioscience, que es una representación visual de las relaciones entre las variedades de Cannabis, se basa en la evaluación de unos 2000 marcadores. Dado que estos marcadores son muy variables, es estadísticamente improbable que dos plantas sean iguales en los 2000 marcadores, a menos que las plantas sean sustancialmente iguales. Por lo tanto, las coincidencias y discrepancias entre los marcadores de las plantas comparadas pueden establecer claramente si las diferentes muestras son de la misma variedad o son diferentes, y también pueden proporcionar una indicación numérica de cuán similares o diferentes son.

Se han identificado decenas de miles de marcadores que se utilizan para genotipar plantas, estudiar las correlaciones entre un conjunto de marcadores y un rasgo de la planta (fenotipo) y utilizar este conocimiento para el mejoramiento asistido por marcadores. Algunos marcadores indican la presencia de un cromosoma Y, lo que indica un macho, esto permite realizar pruebas de sexo tempranas y rápidas de las plántulas, mucho antes de que la planta manifieste cualquier morfología masculina.

¿Qué aporta el análisis del transcriptoma a la crianza de marihuana?

El análisis del transcriptoma consiste en identificar subconjuntos de genes en función de cuáles se expresan activamente (se transcriben, de ahí el término «transcriptoma») en una parte determinada de una planta, como una flor, una hoja o una raíz, y/o en una etapa determinada, como la germinación, el desarrollo de tricomas, la formación de semillas, etc. Esto permite identificar y comprender los procesos genéticos y bioquímicos detallados que caracterizan esa estructura o etapa de desarrollo.

En términos más científicos, las moléculas de ARNm se transcriben a partir del ADN del núcleo de la célula vegetal. A continuación, el ARNm sale del núcleo para ser traducido en proteínas en el citoplasma de la célula. El transcriptoma es el conjunto de ARNm en un momento dado de la etapa de desarrollo de la célula.

Genómica de patógenos y el futuro del mejoramiento genético en la marihuana

La genómica de patógenos analiza el ADN no cannábico presente en una muestra para determinar qué otros organismos están presentes y en qué cantidades. Estas pruebas son formas rápidas y sensibles de detectar patógenos de forma temprana, antes de que puedan causar daños importantes a la planta, y también pueden ayudar a comprender las interacciones entre una planta y los organismos beneficiosos que interactúan con ella.

Los criadores de Cannabis tienen todas estas herramientas a su disposición, aunque deben tener en cuenta su coste, por supuesto. Estas herramientas son cada vez mas baratas y más potentes. Los cultivadores que deseen crear variedades que combinen rasgos de diferentes variedades autóctonas y rasgos de otras plantas con buen rendimiento agronómico, pueden utilizar marcadores genéticos para seleccionar las variedades que desean utilizar, ya que revelan información sobre la relación y la ascendencia de las plantas parentales del cruce original. Si se sabe que ciertos marcadores se correlacionan con determinados rasgos, los cultivadores pueden realizar un cultivo asistido por marcadores, lo que permite la selección temprana de los descendientes de un cruce que eventualmente expresarán los rasgos deseados.

El mayor reto de la cría asistida por marcadores es encontrar las correlaciones entre los miles de genotipos y fenotipos conocidos, cuya herencia y manifestación pueden ser muy complejas y requieren el análisis de grandes cantidades de información genética y fenotípica. El intercambio de datos, como el que se lleva a cabo a través de Ethical Data Alliance, proyecto de Green Aid, corporación sin ánimo de lucro registrada en California, ayudará significativamente a definir estas correlaciones que, a su vez, harán que la cría asistida por marcadores sea aún más potente. 

Capítulo escrito por el doctor Dale Hunt para el Manual del cultivador de Cannabis, de Ed Rosenthal. Publicado en el número 5 del 2025 de la revista Soft Secrets. Editado para internet por Hugo Madera

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