Hvordan molekylære data til slutt løste Cannabis taksonomiske mareritt
Det forbløffende mangfoldet i Cannabis er en av dens mest fascinerende egenskaper og en forbannelse for klassifiseringen. Jeg er sikker på at du har sett begrepene Indica, Sativa og Ruderalis ofte misbrukt. Mens mesteparten av tiden, cannabisentusiaster og fagfolk får skylden for forvirringen, er realiteten at i bunnen av denne feilinformasjonen ligger manglende evne til det vitenskapelige samfunnet til å bli enige om et standard klassifiseringssystem.
Av de forskjellige klassifiseringene som ble foreslått i årene, fra Linné og Lamarck på slutten av 1700-tallet, er følgende de mest anerkjente og siterte i vitenskapelige artikler.
Small og Cronquists klassifisering
Denne klassifiseringen er enkel og lett tolkbar. Av denne grunn, sammen med omdømmet til forfatterne og det solide vitenskapelige grunnlaget har vært noe referansen selv om ikke åpent anerkjent av alle. Cannabis sativa regnes som en enkelt art som består av 2 underarter, hver delt inn i to varianter.
Clarke og Merlins klassifisering
Denne klassifiseringen har i stedet en mer robust etnobotanisk bakgrunn med fokus på bruken som planten dyrkes for. Hovedforskjellen er gjenkjennelsen av to arter og ingen eksplisitt hensyn til vilde/ville populasjoner.
Schultes sin klassifisering
Denne klassifiseringen er den som Cannabis-entusiaster og fagfolk plukket opp mest. Årsaken er at den baserer seg sterkere på morfologiske egenskaper. I dette tilfellet er Cannabis delt inn i tre forskjellige arter.
Dessuten, selv om disse tre klassifiseringene ofte blir sitert, introduserte forskere på grunn av forvirringen termer i forhold til biotypen, som hamp-type, medikament-type, smalblad og bredblad, Sativa-type og Indica-type , for å beskrive tiltredelsene som undersøkes uten nødvendigvis å samsvare med klassifikasjonene nevnt ovenfor.
Så hvilken å velge?
Svaret ligger dypt i genomet til cannabis. Deretter kompilerte jeg et sammendrag av de mest relevante molekylære studiene på cannabispopulasjoner rundt om i verden, for å prøve å avklare situasjonen.
Først av alt kom svaret på et av hovedspørsmålene fra McPartland og Guy i 2014, som brukte strekkodehull i fem sekvenser (rbcL, matK, trnH-psbA, trnL-trnF og ITS1) for å forstå om Cannabis er en enkelt art eller ikke. Til sammenligning er gjennomsnittlig strekkodegap i fem par beslektede arter som ikke kan hybridisere 3,0 % ± 0,3 %. For nært beslektede arter som kan hybridisere er 1,0 % ± 0,1 %, og for underarter eller variasjon er 0,43 % ± 0,1 %. Ved sammenligning av planter av Sativa-type og Indica-type, var det gjennomsnittlige strekkodegapet forskeren fant 0,406 % ± 0,257 %.
De molekylære dataene indikerer derfor at Cannabis er en enkelt art og ulike genpooler bør separeres på nivået av underart eller variasjon i samsvar med Small og Cronquist-klassifiseringen.
Dessuten har flere studier det siste tiåret fokusert på å forstå den genetiske strukturen til cannabispopulasjoner ved å bruke forskjellige genomiske markører og robuste genetiske verktøy for populasjonen. Fra disse studiene er det klart at hver av dem fanget en del av puslespillet. Likevel er resultatene, som forventet, forutinntatte av prøvetakingen (på grunn av vanskeligheten med å få et godt utvalg i både geografisk og populasjonsfordeling) og settene med molekylære markører som brukes. Derfor er det nødvendig å se på det store bildet og ikke kun fokusere på en enkelt studie.Gao et al. (2014), ved å bruke gSSR genotypede 115 hamp-type varianter hentet fra Europa og Kina. Resultatene viste et tydelig geografisk skille. Fire genetiske grupper ble identifisert: Europeisk, Nord-, Sentral- og Sør-Kina.
Sawler et al. (2015) genotypet 81 medikamenttype (moderne kommersielle stammer og landraser) og 43 hamp-type prøver (europeiske og asiatiske tiltredelser), noe som resulterte i identifisering av to distinkte grupper: hamp-type og medikament-type. Dessuten brukte de undergruppen med bare prøver av medikamenttype for å utlede deres genetiske struktur. De identifiserte to grupper som korrelerte med Indica-type og Sativa-type, selv om avl har resultert i betydelig blanding mellom dem.
Lynch et al. (2016) vurderte populasjonsstrukturen til 195 prøver fra nordamerikansk cannabis og fant et klart skille mellom tre grupper: hamp-type, smalbladig narkotika-type og bredbladig narkotika-type.
Zhang et al. (2018) utviklet fem par PCR-primere rettet mot flere svært variable kloroplastregioner og analyserte 43 ville og kultiverte kinesiske populasjoner. I dette tilfellet differensierer de kinesiske tilslutningene basert på deres geografiske fordeling i samsvar med Gao et al. (2014). Dessuten var hovedfaktorene som drev denne breddegradsdifferensieringen daglengde, nedbør og temperatur.
Henry et al. (2020) brukte et sett med 23 SNP assosiert med agronomiske egenskaper for å utlede den genetiske strukturen til 420 (tilfeldig antall?) nordamerikanske cannabis-aksessioner. De oppdaget fem grupper: hamp-type, narkotika-type høy CBD, narkotika-type ekvatorial cymen dominant, narkotika-type myrcen/pinen dominant, narkotika-type myrcen/limonen/linalool dominant, noe som sannsynligvis var en refleksjon av typen markører valgt og deres diskriminerende makt.
Til slutt ble det i 2021 publisert en spennende studie i Science Advances av Ren et al. Forskeren brukte SNP-er av 104 genomer som spenner over Nord- og Sør-Amerika, Europa og Asia, og ga et mye klarere bilde. I dette tilfellet identifiserte forskerne fire genetiske grupper. Basal Cannabis: bestående av ville varianter samlet i Nord-Kina ved grensen til Mongolia og Kasakhstan. Hamp-type: hampsorter distribuert over hele verden. Narkotika-type vilt: Ville populasjoner i Sør-Kina, India og Pakistan. Medikamenttype: dyrkede varianter distribuert over hele verden.
Tross alt ser det ut til at Small og Cronquist hadde rett. Overraskende nok støtter de molekylære dataene deres klassifisering som ble foreslått for mer enn 40 år siden, og sementerer deres rykte som lyskilder for cannabisforskning. Samtidig er det tydelig at en kompleks understruktur knyttet til geografisk utbredelse og agronomiske kvaliteter også er til stede, noe som bidrar til forvirringen.
Hvis du er interessert i studiene, ta en titt på referansene for flere detaljer.Jeg håper du liker denne!
Studier & Kilder
Cannabisdomestisering : https://www.researchgate.net/publication/316028873_Cannabis_Domestication_Breeding_History_Present-day_Genetic_Diversity_and_Future_Prospects
Mangfoldsanalyse i Cannabis sativa : https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25329551/
Genomisk og kjemisk mangfold : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8293613/
Storskala hel-genom-resekvensering : https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34272249/
Den genetiske strukturen til marihuana og hamp : https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26308334/
CANNABIS: ET EKSEMPEL PÅ TAKSONOMISK FORSØMMELSE : https://www.jstor.org/stable/41762285
En praktisk og naturlig taksonomi for cannabis : https://www.jstor.org/stable/1220524
Nøkkelen til gigantiske Cannabis-hampfrø og cannabinoidavlinger : https://www.researchgate.net/publication/321779324_Dwarf_germplasm_the_key_to_giant_Cannabis_hempseed_and_cannabinoid_crops
Genetisk mangfold og populasjonsstruktur : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7518120/
Genetisk mangfold av kinesiske innfødte Cannabis sativa-kultivarer : https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25511032/
Kilde : https://www.linkedin.com/in/francesco-tonolo-777a55140/
