La agricultura es una empresa riesgosa: los cultivos y los ingresos pueden verse afectados por factores que no pueden predecirse ni controlarse. Si bien el clima, los brotes de plagas y enfermedades y las fluctuaciones del mercado siempre están causando cierto nivel de caos, la consistencia de los lotes de semillas y la confiabilidad de los cultivares es algo que los productores esperan para reducir su riesgo.
Para los productores de cáñamo, existe el peligro adicional de que los cultivos acumulen demasiado THC (tetrahidrocannabinol) y excedan el límite regulatorio de 0.3% en peso seco. La industria del cáñamo es tan nueva en los Estados Unidos que los productores no siempre pueden confiar en estándares consistentes para la calidad de la semilla o en cultivares uniformes y estables.
La genética, no el medio ambiente, desencadena la falta de uniformidad en los cultivares de cáñamo
Uno de los primeros objetivos de nuestro programa de investigación de cáñamo en la Universidad de Cornell es ayudar a reducir los riesgos para los productores de cáñamo mejorando nuestra comprensión de la producción de cannabidiol (CBD) y THC, caracterizando las presiones de plagas y enfermedades, y generando nuevos cultivares que produzcan productos estables. y rendimientos consistentes, que brindan a los productores las herramientas para administrar mejor su producción y ganancias.
En nuestro primer año de pruebas de campo de cáñamo para el cannabidiol en 2018, supimos al final de la temporada de crecimiento que muchos de los lotes de semillas que recibimos para la evaluación no eran uniformes para los bajos niveles de producción de THC. Al analizar los perfiles de cannabinoides de plantas individuales en nuestros ensayos en las granjas de investigación de Cornell en Ginebra e Ithaca, Nueva York, se hizo evidente que la causa principal de esta falta de uniformidad era la genética, no el medio ambiente. Jacob Toth, estudiante de posgrado en fitomejoramiento de Cornell y primer autor de un artículo publicado recientemente en Global Change Biology – Bioenergy , se propuso desarrollar un ensayo genético molecular rápido que podría usarse para predecir los niveles de producción de THC por parte de la planta.
Varios estudios de investigación han establecido que, según la disposición de los genes para la producción de THC, las plantas de Cannabis sativa se dividen en tres grupos también conocidos como quimiotipos: el quimiotipo 1 tiene un alto THC y un bajo CBD; las plantas de quimiotipo 2 tienen proporciones aproximadamente iguales de THC a CBD; mientras que las plantas de quimiotipo 3 tienen un alto contenido de CBD y una baja acumulación de THC. Los productores de cáñamo esperan que sus plantas sean universalmente quimiotipo 3, ya que los niveles de THC en las plantas de quimiotipo 1 o 2 generalmente exceden el límite de 0.3% y se clasifican legalmente como marihuana. El rápido ensayo genético que desarrolló Toth distingue fácilmente las plantas de los tres quimiotipos usando ADN extraído de un pequeño pedazo de hoja.
El ensayo genético rápido podría ayudar a descartar el cáñamo caliente
En nuestras pruebas de 2018 con 217 plantas, solo 150 tenían la composición genética característica del cáñamo quimiotipo 3 verdadero. Los resultados de la prueba genética se correlacionaron bien con las proporciones de THC y CBD que determinamos al final de la temporada, y las proporciones del quimiotipo no se vieron significativamente afectadas por las condiciones del sitio. Las 67 plantas que fallaron en el ensayo genético para el cáñamo produjeron concentraciones totales de THC por encima del límite de 0.3%. Para un productor con un lote de semillas como este en su campo, los resultados serían desastrosos, ya que el muestreo y las pruebas realizadas por los reguladores estatales probablemente habrían vuelto «calientes» como no conformes con el THC.
El rápido ensayo genético que diseñaron Toth y sus colegas será de gran ayuda para los criadores de cáñamo y los productores de semillas y no podría llegar en un mejor momento ya que el interés por el cáñamo ha aumentado en los últimos años. Los criadores pueden detectar la presencia de genes para una alta producción de CBD / bajo THC en sus líneas y garantizar que la progenie sea uniformemente compatible. El ensayo se puede realizar utilizando tejido foliar recogido de plántulas mucho antes de que las plantas hayan florecido y en plantas masculinas o femeninas. Las flores masculinas producen muy pocos cannabinoides totales, por lo que este ensayo permite a los criadores seleccionar la composición genética correcta de los padres, incluso en los machos que no expresan el rasgo.
El equipo de investigación de cáñamo de la Universidad de Cornell continúa estudiando los genes que controlan rasgos importantes en el cáñamo con el objetivo de desarrollar ensayos moleculares para la selección temprana en programas de mejoramiento. Estamos particularmente interesados en los genes que determinan la floración de día neutral o sensible a la longitud del día, resistencia a enfermedades, control de rotura de semillas, alta acumulación de cannabinoides, abundancia de tricomas y menor acumulación de cannabinoides. A medida que ampliamos nuestra colección de germoplasma de cáñamo genéticamente diverso, las variantes genéticas para esos rasgos nos dan una cuerda que podemos extraer para desentrañar los fundamentos genéticos de la biología del cáñamo y expandir nuestra base de conocimientos para eliminar el riesgo del negocio del cultivo de cáñamo.
