Nawet 100% skuteczności transformacji genetycznej marihuany

Transformacja genetyczna polega na wprowadzeniu materiału genetycznego do komórek rośliny, aby umożliwić ekspresję określonych genów. Dzięki temu naukowcy mogą dokładniej badać ich funkcje i sprawdzać, w jaki sposób wpływają na właściwości rośliny. Opracowanie skutecznej metody tego rodzaju stanowiło jednak wyzwanie w przypadku odmian marihuany o wysokiej zawartości THC.

Badanie opublikowane 14 października w czasopiśmie Biotechnology Journal przeprowadzili naukowcy z kanadyjskiego Uniwersytetu York oraz Virginia Tech w Stanach Zjednoczonych. Zespół opracował dwie metody wprowadzania genów do roślin marihuany i czasowego wywoływania ich ekspresji. Skuteczność transformacji wyniosła nawet 100% w dojrzałej tkance liści oraz od 81% do 100% w całych siewkach.

Nowa metoda dla odmian o wysokiej zawartości THC

Odmiany marihuany o wysokiej zawartości THC od dawna sprawiają trudności w badaniach genetycznych. Dotychczas stosowane metody często przynosiły niejednoznaczne wyniki, a część z nich opracowano przede wszystkim z myślą o konopiach włóknistych, zawierających niewielkie ilości THC.

W swoich eksperymentach badacze wykorzystali bakterię Agrobacterium tumefaciens, za pomocą której wprowadzili do tkanek roślinnych system reporterowy RUBY. Umożliwia on rozpoznanie skutecznej ekspresji wprowadzonych genów dzięki wytwarzaniu czerwonych barwników. Zmiana zabarwienia pozwala naukowcom wizualnie zidentyfikować tkanki, w których proces zakończył się powodzeniem.

Testy przeprowadzono na dwóch odmianach marihuany o wysokiej zawartości THC: Megalodon × 50/50 Diesel oraz Purple Cloud.

Spośród sprawdzonych szczepów bakterii najlepsze wyniki konsekwentnie uzyskiwano przy użyciu EHA105. W jednym z porównań po sześciu dniach skuteczna transformacja objęła od 92% do 94% miejsc poddanych zabiegowi. Dwa pozostałe szczepy osiągnęły wyniki poniżej około 50%.

Dalsze udoskonalenie systemu dostarczania materiału genetycznego pozwoliło zwiększyć skuteczność do 100% w dojrzałej tkance liści. Po zastosowaniu metody do siewek skuteczną ekspresję genów zaobserwowano w badanych tkankach u od 81% do 100% roślin.

Analiza kannabinoidów i innych związków

Zespół opracował także metodę analityczną opartą na chromatografii cieczowej o bardzo wysokiej sprawności z detekcją za pomocą matrycy fotodiodowej. Technika ta umożliwia oznaczanie kannabinoidów oraz kannflawin, czyli grupy związków naturalnie występujących w roślinach marihuany.

Dzięki zastosowanej metodzie naukowcy wykryli kilka kannabinoidów: CBGA, CBDA, THCA i CBCA, a także kannflawinę A.

Analiza wykazała, że dojrzała tkanka liści zawierała znacznie wyższe stężenia THCA, CBCA i kannflawiny A niż siewki. Wyniki pokazują, że techniki transformacji genetycznej można łączyć z analizami chemicznymi, aby lepiej poznawać szlaki metaboliczne marihuany, czyli procesy zachodzące w roślinie i prowadzące do powstawania określonych związków.

Autorzy badania wskazują, że połączenie obu podejść tworzy praktyczną podstawę do badania funkcji genów, analizowania mechanizmów biosyntezy kannabinoidów oraz opracowywania ulepszeń roślin marihuany z wykorzystaniem biotechnologii.

Przeczytaj na Soft Secrets także o:

Nanocząstki srebra uruchamiają produkcję THC i CBD w komórkach konopi

THC, CBD i terpeny zmniejszyły zużycie morfiny o niemal połowę 

Rosin Drop. Jak przygotować płynny preparat z rosinu