Оптимизация выращивания каннабиса

Орли Лави, Коби Буксдорф, Леор Эшед Уильямс

Оптимизация выращивания каннабиса: эффективная система in vitro для индукции цветения

Optimizing cannabis cultivation: an efficient in vitro system for flowering induction

(This is a preprint; it has not been peer reviewed by a journal)

Research Square. 2024, №7

https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-4669256/v1

АННОТАЦИЯ

Справочная информация

Cannabis sativa - универсальное лекарственное растение, известное своими терапевтическими свойствами, получаемыми из разнообразного набора вторичных метаболитов, синтезируемых преимущественно в женских цветочных органах. Разведение каннабиса является сложной задачей из-за его двудомной природы, строгих нормативных требований и необходимости контроля фотопериода для запуска цветения в сочетании с высокодиспергируемой пыльцой, которая может легко загрязнить близлежащие женские цветки. Целью данного исследования была разработка протокола для цветения каннабиса in vitro, изучение факторов, влияющих на производство цветов in vitro, и получение жизнеспособных семян in vitro, что потенциально может предложить метод получения стерильных каннабиноидов или усовершенствование методов селекции.

Результаты

Мы показываем, что жизненный цикл каннабиса может быть полностью завершен в культуре тканей; из проростков легко получаются соцветия и жизнеспособные семена in vitro. Наши результаты подчеркивают превосходную производительность среды DKW с 2% сахарозы в отфильтрованном сосуде и подчеркивают необходимость низкой интенсивности освещения во время индукции цветения для оптимизации производства. Улучшенные характеристики отфильтрованных емкостей позволяют предположить, что растения осуществляют фотосинтез in vitro, подчеркивая необходимость будущих исследований влияния принудительной вентиляции для совершенствования этой системы. Все тестируемые линии после индукции быстро развивали соцветия со 100% частотой появления, включая мужское цветение. Мы выявили свойство пыльников in vitro нераскрываться, что является преимуществом, поскольку позволяет проводить многократные скрещивания in vitro без опасений перекрестного загрязнения.

Заключение

В ходе текущей работы был разработан и оптимизирован эффективный протокол для цветения и производства семян каннабиса in vitro, потенциально обеспечивающий платформу для производства стерильных каннабиноидов и эффективный инструмент для селекционных программ. Эта система позволяет осуществлять полный и последовательный контроль условий роста растений круглый год, потенциально обеспечивая надежное производство стерильных молекул, пригодных для фармакологического применения. В качестве селекционной стратегии этот метод решает сложные проблемы разведения каннабиса, такие как потребность в больших мощностях, позволяя производить сотни линий на небольшом предприятии. Предлагая точный контроль над такими факторами, как регуляторы роста растений, интенсивность света, фотопериод и температура, эта система также служит ценным инструментом для изучения аспектов цветения каннабиса.