Cannabis triploïde : génétique et application pratique
La triploïdie, sujet central et de plus en plus débattu dans la sélection du Cannabis sativa ces dernières années, ouvre de nouvelles perspectives en introduisant une nouvelle dynamique dans la génétique et la production du cannabis.
Par Sudestfam
Cannabis polyploïde
La polyploïdie est l’une des altérations génétiques les plus intéressantes pouvant survenir chez le Cannabis sativa. À l’état naturel, le cannabis est diploïde, possédant deux jeux de chromosomes (2n), un exemplaire hérité de chaque parent. Dans certains cas, des erreurs peuvent se produire lors de la division cellulaire, entraînant la formation de trois jeux de chromosomes (triploïdie) ou de quatre jeux (4n) (tétraploïdie). Cette modification de l’équilibre chromosomique peut influencer la taille des cellules, la morphologie de la plante et son comportement reproductif, conférant certains avantages en matière de breeding, tels qu’une biomasse et une vigueur végétative accrues, une densité plus élevée de trichomes glandulaires et, chez les triploïdes, une diminution drastique de la fertilité, un aspect controversé aux effets à la fois positifs et négatifs sur la culture.
Comment apparaît la tétraploidie ?
La tétraploïdie survient lorsque, lors de la division cellulaire, les chromosomes ne se séparent pas correctement. Plus précisément, lors de la méiose, processus essentiel à la reproduction sexuée au cours duquel une cellule diploïde produit quatre cellules haploïdes possédant un seul jeu de chromosomes, lesquelles donneront naissance au pollen chez les plantes mâles et aux ovules chez les plantes femelles. Si le bon fonctionnement du fuseau méiotique, structure responsable de la distribution de chaque chromosome dans les nouvelles cellules, est perturbé, les chromosomes restent à l’intérieur de la cellule mère, donnant naissance des cellules tétraploïdes. Cette altération peut être induite, aussi bien chez le cannabis que chez d’autres espèces végétales, par des traitements avec des substances capables de perturber le fonctionnement du fuseau méiotique. Les méthodes permettant d’induire la tétraploïdie seront expliquées ultérieurement.
Cannabis triploïde
Les plantes de cannabis triploïdes possèdent trois jeux de chromosomes (3n), une caractéristique qui peut influencer considérablement l’architecture de la plante. Certains breeders et banques de semences étudient depuis longtemps les avantages des plantes triploïdes et à produire les premières lignées de semences. Actuellement, peu de variétés sont disponibles, mais l’offre devrait augmenter. Les avantages observés jusqu’à présent chez les plantes de cannabis triploïdes, comparées aux plantes diploïdes similaires, sont les suivants:
• biomasse accrue
• activité photosynthétique accrue
• espacement internodal réduit et taille plus
compacte
• vigueur supérieure
• surface accrue recouverte de trichomes
glandulaires
• stomates plus grands, mais moins nombreux
• teneur en terpènes accrue
• fertilité extrêmement faible
Cependant, malgré ces avantages potentiels, il existe également des limitations et des points critiques à prendre en compte. Tout d’abord, il est important de préciser que ces caractéristiques ne se manifestent pas automatiquement lors de la culture d’une plante triploïde; cela dépend fortement du génotype et du patrimoine génétique de départ. Un autre aspect mis en évidence par certaines études est que les niveaux de cannabinoïdes restent pratiquement inchangés par rapport aux variétés diploïdes correspondantes. Un autre facteur critique est le faible pourcentage de clones issus de plantes triploïdes qui s’enracinent avec succès, ce qui rend très difcile la création de cultures homogènes composées uniquement de clones triploïdes ou la conservation de plantes mères pendant de longues périodes. Ce facteur, combiné à la fertilité réduite typique des triploides, ouvre des perspectives qui méritent une analyse plus approfondie. Mais voyons d’abord comment on obtient une plante triploïde.
Comment créer une plante triploïde
L’introduction de cultures triploïdes n’est ni nouvelle ni artificielle: il s’agit simplement d’une question de sélection et de croisements. Les variétés sans pépins de diverses espèces végétales, comme les bananes et les pastèques, sont cultivées depuis longtemps. Les plantes triploïdes proviennent du croisement d’une plante diploïde (2n) avec une plante tétraploïde (quatre jeux de chromosomes). On obtient ainsi des graines possédant trois jeux de chromosomes. Par conséquent, pour produire des graines de cannabis triploïdes, il est nécessaire d’obtenir une plante tétraploïde. Les plantes tétraploïdes servent généralement de parents collecteurs de pollen. Dans la nature, l’apparition d’une plante de cannabis tétraploïde est rare et les chances d’en identifier une par phénotypage sont minimes. C’est pourquoi des protocoles spécifiques sont nécessaires pour induire la polyploïdie chez les plantes souhaitées.
Protocole d’induction de la polyploidisme
La polyploïdie chez une plante de cannabis peut être induite à l’aide de colchicine, un alcaloïde extrait du colchique d’automne. Dans cet article, nous décrirons le procédé d’utilisation de cette substance, en commençant par la préparation de la solution de traitement des plantes.
Voici la liste du matériel nécessaire:
• Comprimés de colchicine à 1 mg
• Eau distillée
• Seringue
• Verre doseur gradué
• Agitateur
• Boîte de Pétri ou récipient similaire
• Gaze
• Équipement de protection
La première étape consiste à dissoudre la quantité requise de colchicine dans de l’eau distillée, dans un verre doseur gradué, en remuant constamment jusqu’à obtention d’une solution parfaitement homogène. La concentration idéale varie selon la plante traitée, chaque espèce réagissant différemment. Certains tests ont démontré l’efcacité d’une concentration comprise entre 0,05 % et 0,2 %. Pour préparer 10 ml de solution, vous aurez besoin de 5 à 20 mg de colchicine. Attention: Le port d’équipements de protection individuelle (gants, masque et lunettes de protection) est indispensable pendant toute la durée de la procédure, car la colchicine est toxique pour l’homme et peut être absorbée par inhalation ou contact cutané. Selon le type de traitement appliqué, on peut obtenir des plantes partiellement ou totalement tétraploïdes. L’application de la solution aux graines nouvellement germées favorise la production d’individus tétraploïdes, tandis que le traitement de la seule zone apicale peut induire une transformation partielle de la plante, pouvant aboutir à un mélange de parties diploïdes et tétraploïdes.
Pour traiter les graines germées, placez-les dans une boîte de Pétri dont le fond est recouvert de gaze. La solution doit être administrée par petites doses à l’aide d’une seringue sur une durée d’environ 12 heures. Rincez ensuite abondamment les graines à l’eau afn d’éliminer tout résidu de colchicine susceptible de nuire à leur développement. Toutes les graines traitées ne survivront pas et ne deviendront pas tétraploïdes. Pour traiter des plantes déjà développées, enveloppez le méristème sélectionné dans une gaze imbibée de colchicine et placez-le dans un sac afin de maintenir une humidité constante pendant environ 24 heures. Rincez abondamment à l’eau après le traitement. Au début de leur croissance, les plantes tétraploïdes se développent plus lentement que les diploïdes, mais après quelques semaines, les différences sont clairement visibles. Dans un programme de sélection, il n’est pas idéal de partir de graines nouvellement germées pour obtenir des tétraploïdes, car les caractéristiques de la future plante mère sont encore inconnues.
La tétraploïdie doit être confirmée par une analyse cytométrie afn de vérifer le doublement des chromosomes et d’exclure tout individu qui ne serait pas entièrement tétraploïde. La procédure décrite a été adoptée par l’équipe de La Huerta del Diablo, dont les travaux constituent une référence importante. Elle est disponible, enrichie de ressources multimédias, sur le site web supercannabis.ar.
Le facteur critique
Les plantes de cannabis triploïdes ont une fertilité extrêmement faible, due à leur composition chromosomique inégale, ce qui génère des gamètes non viables. Cela peut constituer un avantage, notamment pour la culture à grande échelle outdoor, où la dispersion du pollen est problématique, comme au Maroc. Cependant, l’incapacité à polliniser les plantes engendre des problèmes qui affectent négativement l’équilibre des écosystèmes et réduisent la variabilité génétique, créant ainsi un terrain propice à d’éventuels monopoles.
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Olivier F
