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Wie DNA-Sequenzierung die Cannabiszucht verändert
Die Kartierung der Pflanzengenetik hat bei landwirtschaftlichen Nutzpflanzen Ertrag, Krankheitsresistenz und Stresstoleranz verbessert. Jetzt wenden Forscher in Israel diese Technologie auf Cannabis an. Die Genom-Kartierung von Sorten hat das Potenzial, die Züchtung zu revolutionieren und eine neue Welle verbesserter Sorten hervorzubringen.
Inhaltsverzeichnis:
ortschritte bei der genetischen Sequenzierung von Cannabis ermöglichen eine genauere Sortenklassifizierung. Anstatt sich auf Pflanzenhöhe, Blattform und das Wort der Saatgutbanken zu verlassen, könnten die Anbauer der nahen Zukunft Zugriff auf den genetischen Fingerabdruck (GFA) einer Sorte haben.
Als bahnbrechend für die Cannabisbranche gefeiert, wird dieser biometrische Marker die wissenschaftliche Erforschung jeder einzelnen Sorte verbessern, die Züchterrechte sichern und sowohl medizinische Nutzer als auch Freizeitkonsumenten unterstützen. Lies weiter, um herauszufinden, wer diese bahnbrechende Technologie entwickelt hat und wie sie in Zukunft die Cannabislandschaft prägen wird.
Israel: Ein Zentrum der Cannabis-Innovation
Israel und Cannabis haben eine besondere Beziehung. Forscher der Universitäten des Landes entdeckten THC als erste und stellten anschließend Schlüsselkomponenten des Endocannabinoid-Systems vor. Heutzutage untersuchen israelische Forschungs- und Entwicklungsunternehmen, wie proprietäre Terpenmischungen Lungenentzündungen beeinflussen[1], sowie das Potenzial der Kombination von Cannabinoiden mit Heilpilzen für bestimmte Erkrankungen.
Inmitten dieser Flut von Innovationen hat eines der bahnbrechenden Cannabisunternehmen Israels einen Weg gefunden, Cannabissorten biometrisch zu kategorisieren. Forscher von Tikun Olam Cannbit haben mit Unterstützung des Plant Metabolism Laboratory am MIGAL Galilee Research Institute kürzlich die Entwicklung eines hauseigenen Systems abgeschlossen, das diese Technologie nutzt.
Der Genetiker des Unternehmens, Asaf Salmon, kommentierte die Bedeutung dieser Entwicklung: "Die Bestimmung der Pflanzenidentität anhand ihrer typischen DNA ermöglicht eine unabhängige, zuverlässige und statistisch valide Identifizierung, mehr als jeder andere biologische Parameter, den wir bisher hatten[2]."
Derzeit nimmt das Unternehmen Blattproben von interessierten Parteien in Israel an, die ihre Sorten sequenzieren möchten. Unternehmen aus anderen Ländern müssen DNA-Proben ihrer Sorten verarbeiten, bevor sie sie zur GFA-Analyse schicken.
Allerdings stehen wir bezüglich dieser Entwicklung noch ganz am Anfang. Tikun Olam Cannbit hofft, sein System erweitern und die Technologie Laboren und Institutionen auf der ganzen Welt anbieten zu können, um Erzeugern, Züchtern und Forschern näher an ihrem Heimatort die Möglichkeit zu geben, den GFA ihrer Bestände zu erhalten.
Das Problem mit Cannabissorten
Der Zugriff auf den GFA einer Sorte wird dazu beitragen, das trübe Wasser der derzeitigen Klassifizierungssysteme aufzuklaren. Berichte haben gezeigt, dass die Sortennamen nicht unbedingt die Bestandteile einer bestimmten Sorte widerspiegeln, was zu einem falschen Gefühl der Vielfalt auf dem Markt führt[3]. Ein Großteil dieser Verwirrung ergibt sich aus der Tatsache, dass Sortennamen und -wirkungen keine wissenschaftlich und taxonomisch kategorisierten Klassifizierungssysteme darstellen[4].
Wissenschaftlich validere Methoden zur Kategorisierung von Cannabis, wie Chemovare und Chemotypen, gruppieren Sorten basierend auf ihren wichtigsten Cannabinoiden und Terpenen. Obwohl es Forschern und Verbrauchern hilft, gewünschte Effekte zu finden, lässt dieses Vorgehen viel zu wünschen übrig in Bezug auf die Genomik – ein Studiengebiet, das für das wissenschaftliche Verständnis von Cannabis sowie für kommerzielle Züchtungsbemühungen von entscheidender Bedeutung ist.
Die Sequenzierung der Genetik jeder "Sorte" stellt Bedeutung und Funktion dieses zentralen Kernstücks des Cannabis-Lexikons wieder her. Anstatt zu hoffen, dass Tausende von Samen mit der Bezeichnung "Hindu Kush" tatsächlich zur genannten Abstammungslinie gehören, dickfingrige Blätter produzieren und eine berauschende Wirkung haben, werden Anbauer und Züchter bald Samen mit einem GFA erwerben können, der diese Eigenschaften verspricht.
Die für alle sichtbar gemachte genetische Sequenz einer Sorte wird Mundpropaganda und Marketing-Hype einerseits ablösen und andererseits die Türen zu einem transparenteren und evidenzbasierten Markt öffnen.
Cannabis-Sequenzierung: Ein Segen für Züchter
Jahrzehntelang beherrschten qualitative Daten das Feld der Cannabiszüchtung. Obwohl das Verbot die Züchter zwang, im Geheimen zu arbeiten, gelang es ihnen dennoch, zeitlose Sorten zu kreieren, die viele Raucher heute noch nostalgisch verehren. Die erfahrenen Gärtner, die hinter diesen Sorten stehen, verließen sich auf ihre Augen, um Form und Ertrag zu beurteilen; nutzten ihre Geschmacksknospen, um die Terpenprofile zu untersuchen, und setzten ihren Verstand ein, um psychotrope Wirkungen abzuwägen. Sie wählten die Exemplare mit den begehrtesten Eigenschaften aus und kreuzten sie mit anderen, die dem gewünschten Gesamtbild entsprachen.
Diese uralte Form der Erschaffung von Hybriden funktioniert zwar, ist aber nicht die effizienteste Option. Die riesige und milliardenschwere moderne Cannabisbranche erfordert die Genauigkeit und Effizienz eines quantitativen Ansatzes. Während man in vielen Ausgabestellen immer noch auf die antiquierten Ideen von "Indica"- und "Sativa"-Sorten stößt, hat die Cannabiswissenschaft den Grundstein für eine quantitative Revolution gelegt.
Wir stehen kurz vor dem Eintritt in die Ära präziser phytochemischer Profile in kommerziellen Verkaufsstellen sowie der genetischen Sequenzierung in der Welt der Züchtung.
Die Agrargenomik ebnete den Weg für die Verbesserung der Nutzpflanzen im Lebensmittelanbau. Die Sequenzierung der Genetik bestimmter Pflanzen hat es den Züchtern ermöglicht, Elite-Sorten auszuwählen und zu entwickeln, die sich durch hohe Erträge, Resistenz gegen Schädlinge und Toleranz gegenüber Umweltstress auszeichnen[5]. Die Prohibition verursachte eine Latenzzeit zwischen der Entwicklung dieser Technologie und ihrer Anwendung auf Cannabis, aber das ändert sich gerade.
Fortschritte in der Cannabisgenomik haben bereits spezifische Gene bestimmt, die für Enzyme kodieren, die wiederum das phytochemische Profil einer Sorte beeinflussen. Beispielsweise führen Gene, die für das Enzym THCA-Synthase kodieren, zur Umwandlung von CBGA – dem "Mutter-Cannabinoid" – in THCA, der Vorstufe von THC. Sorten, die diese Gene enthalten, wirken psychotroper als solche, denen sie fehlen.
Das Verfahren geht allerdings weit über die THC-Werte hinaus. Züchter haben seit Jahren Zugang zu Labortests, mit denen sie die Cannabinoid- und Terpenprofile ihrer Pflanzen bestimmen können. Aber erst die genetische Sequenzierung wird ihnen ermöglichen, viele der phytochemischen Eigenschaften ihrer Pflanzen bereits im Keimlingsstadium zu bestimmen. Ebenso werden Genomkarten jeder Sorte den Züchtern ermöglichen, nach Genetik zu selektieren, die für die Herstellung neuartiger Cannabinoide wie CBC kodieren.
Können GFA-Daten die medizinische Cannabisforschung verbessern?
Viele Hindernisse erschweren den reibungslosen Ablauf der medizinischen Cannabisforschung. Mit Blick auf das kontinuierliche Fortschreiten der Legalisierung über Ländergrenzen hinweg fordern Wissenschaftler ein klareres Verständnis des Krauts und seiner positiven und negativen Auswirkungen auf uns. Um dies zu erreichen, müssten die Forscher eigentlich mit Proben arbeiten, die den Verbrauchern tatsächlich über Apotheken und andere Verkaufsstellen zur Verfügung stehen.
Um einige Hintergrundinformationen zu geben: Cannabiswissenschaftler in den Vereinigten Staaten sind in Bezug auf das Material eingeschränkt, mit dem sie arbeiten dürfen. Die US-Drogenvollzugsbehörde Drug Enforcement Agency (DEA) hat die Forscher seit langem auf einen einzigen legalen Lieferanten beschränkt: Die University of Mississippi versorgt Labore mit gemahlenem, gefrorenem und pulverförmigem Cannabis, das zum minderwertigsten Kraut überhaupt gehört.
Da die DEA weiterhin immer mehr Cannabis-bezogene Studien genehmigt, hoffen die Wissenschaftler, dass auch die Qualität und Vielfalt des Materials sich verbessern wird[6]. Der Einzug der GFA-Technologie in Labors im ganzen Land wird den Forschern ermöglichen, Proben zu untersuchen, die mit denen identisch sind, die der Öffentlichkeit zur Verfügung stehen. Wir sprechen nicht nur von ähnlichen Terpen- und Cannabinoid-Profilen, sondern von genetisch fast identischem Material. Dies wird es uns wiederum ermöglichen, relevante Daten über die Wirkungen unterschiedlicher Sorten auf verschiedene Populationen zu sammeln.
Große Veränderungen stehen bevor
Der GFA einer Sorte wird der genetisch gelenkten Züchtung neue Wege eröffnen und bei der Auswahl bzw. Entwicklung von Blütenform, Krankheitserregerresistenz und sogar Nährstoffaufnahme oder Erntefähigkeit helfen. Diese Technologie wird die Art und Weise verändern, wie wir Cannabis züchten. Einige Stimmen in der Branche deuten darauf hin, dass innerhalb weniger Jahre alle Sorten, die wir derzeit produzieren, in der Bedeutungslosigkeit verschwinden und durch beispiellose Sorten ersetzt werden, die aus diesem neuen genetischen Selektionsprozess hervorgehen[7].
External Resources:
- New Research Suggests Terpenes And CBD Work 2X’s Better For Covid-19 Inflammation Than Corticosteroid https://www.forbes.com
- Israeli company develops system to identify, track cannabis strains - The Jerusalem Post https://www.jpost.com
- Cannabis Chemovar Nomenclature Misrepresents Chemical and Genetic Diversity; Survey of Variations in Chemical Profiles and Genetic Markers in Nevada Medical Cannabis Samples - PubMed https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
- Cannabis: From Cultivar to Chemovar II—A Metabolomics Approach to Cannabis Classification https://www.liebertpub.com
- Genomics and our future food security - PubMed https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
- DEA Moves Toward Approving More Research Marijuana Growers | The Scientist Magazine® https://www.the-scientist.com
- Inner Workings: Genomics blazes a trail to improved cannabis cultivation - PubMed https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
Haftungsausschluss:
Dieser Inhalt ist nur für Bildungszwecke gedacht. Die bereitgestellten Informationen stammen aus Forschungsarbeiten, die aus externen Quellen zusammengetragen wurden.
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