La variación fenotípica provoca diferencias individuales en las plantas
La palabra fenotipo hace referencia a la apariencia de un individuo y, en general, se refiere tanto a las características anatómicas de la planta como a aspectos fisiológicos, como la duración de los periodos de floración, y a la composición química, que incluye, entre otras cosas, los terpenos y cannabinoides expresados por la planta que producen los efectos psicoactivos de la misma. La expresión del fenotipo está regulada no sólo por factores genéticos, sino también por el entorno de cultivo. Estos factores se combinan para hacer que cada planta de cannabis sea única.La mayoría de los criadores de cannabis buscan crear variedades de las que se pueda prometer que producirán, por ejemplo, un determinado olor o un alto rendimiento, y que no causen quebraderos de cabeza adicionales como una variación excesiva del fenotipo. Por lo tanto, es importante que el criador se familiarice con la composición genética de los individuos cruzados y con los grados de identidad o diferenciación.
Parentesco igual y diferente como claves de la estabilización
El cáñamo es una especie diploide que hereda la mitad de sus cromosomas de la planta hembra que produjo las semillas y la otra mitad de la planta que actuó como polinizador. Los cromosomas de cada progenitor se complementan y los genes encuentran contra-genes, o alelos. Puede haber múltiples alelos de un mismo gen, así como formas dominantes y recesivas de estos alelos. La totalidad de éstos determina el genotipo de la planta, la base genética de la expresión fenotípica.El fenotipo formado por alelos recesivos sólo se expresa si se hereda una forma recesiva del gen de ambos progenitores. Un buen ejemplo de este fenómeno es la herencia del rasgo autofloreciente: el cruce de una planta fotoperiódica (por ejemplo, la OG Kush) con una variedad autofloreciente (como la Lowryder) no produce progenie autofloreciente en la primera generación, sino que la línea debe seguir cruzándose.
Si los alelos del gen son diferentes, se habla de heterocigosidad, mientras que la homocigosidad se denomina homocigosidad. Cuando el genotipo es diferencial, sólo los alelos dominantes determinan el aspecto del individuo.
El cuadrado de Punnett expresa la herencia y la expresión de los rasgos genéticos. Un gen recesivo sólo se expresa si una planta tiene dos copias del mismo.
Los cuadrados de Punnett pueden utilizarse para ilustrar la heredabilidad de los alelos.
La mayor capacidad de crecimiento de los híbridos es el resultado de la diferenciación
Un cruce entre dos cepas genéticamente distintas e internamente idénticas se denomina híbrido. Los híbridos se denominan cruces F1; este número indica la generación de la línea de cruce.Normalmente, sólo los cruces entre cepas puras se denominan cruces F1, pero entre los criadores de cannabis este término también se utiliza a menudo para los polihíbridos (cruces entre varias cepas híbridas).
Los descendientes de la generación F1 resultante de la hibridación presentan un mayor potencial de crecimiento. Este fenómeno se denomina heterosis.
En un nuevo genoma en forma de mosaico, las dos cepas se complementan y no se ven afectadas por alelos recesivos que reducen el rendimiento de crecimiento.
El mestizaje ayuda a reforzar los rasgos deseados
Algunos rasgos deseables (como la tendencia autofloreciente) aún no son evidentes en la primera generación y, por ejemplo, puede haber una gran variación en los perfiles de terpenos, por lo que en muchos casos es esencial crear líneas endogámicas (IBL) a partir de cruces para el rasgo seleccionado.El índice de consanguinidad es un valor matemático que expresa la probabilidad de que un individuo herede determinados rasgos de sus progenitores. A partir de la octava generación (F8), se puede hablar de verdadera reproducción. La herencia pura se refiere a las estirpes que son idénticas en más de un 90%, con muy poca variación fenotípica. En general, se considera que una cepa es estable.
Además, los individuos de la generación F1 suelen tener un parecido muy homogéneo entre sí, ya que en ellos sólo se expresan los genes dominantes. Sin embargo, en la siguiente generación empiezan a aparecer expresiones recesivas y la variación fenotípica es más abundante. Ya en la generación F2 se observa una pérdida de vigor de entrecruzamiento. La disminución del vigor de entrecruzamiento es también la más acusada en la transición a la F3, por lo que los obtentores deben ser muy cuidadosos al seleccionar los individuos reproductores en esta fase. La similitud fenotípica de los individuos F3 también depende totalmente de la selección F2.
Cuando se intenta estabilizar una variedad mediante la endogamia, es esencial trabajar sistemáticamente y no perder de vista los rasgos deseados. La herramienta más importante del obtentor son sus criterios de selección. Las grandes poblaciones son un recurso esencial, ya que permiten cartografiar la gama de rasgos fenotípicos y ofrecen mayores posibilidades de selección.
La mayoría de los criadores también mantienen sus individuos seleccionados como esquejes durante periodos de tiempo muy largos, lo que permite la elaboración de líneas de élite complejas y la confirmación de rasgos mediante retrocruzamientos.
Skunk #1 es el ejemplo más conocido de una variedad moderna de cannabis con rasgos totalmente estabilizados y un genoma puro. David Watson, también conocido como "Skunkman Sam", crió más de diez generaciones y decenas de miles de plantas en una variedad híbrida que contenía genética mexicana, colombiana y afgana. Los esquejes seleccionados por Watson siguen siendo el material de reproducción de confianza de muchos bancos de semillas europeos. El genoma puro de Skunk aparece de forma muy predecible en los cruces que la incorporan y sus características de crecimiento pueden considerarse estelares.
Blueberry Muffin es un ejemplo algo más moderno. La Humboldt Seed Company lleva varios años perfeccionando esta variedad, conocida por su rápida floración y su excelente aroma a arándanos. Las semillas de nuestra gama son un cruce entre dos cepas F8 distintas. Como las cepas son genéticamente diferentes, pero tienen la misma composición genética y están establecidas para los mismos rasgos, estos cruces lineales son capaces de devolver el vigor del cruce a una cepa endogámica. Este método avanzado pretende invertir la depresión germinativa que normalmente reduce el potencial de crecimiento de las líneas endocriadas.
Feminización y retrocruzamiento como medio de estabilización
Ocasionalmente, los criadores de cannabis encuentran un individuo excepcional cuyas mejores características quieren capturar como semilla. En estos casos, las opciones son la feminización y el retrocruzamiento tradicional (línea masculina): la primera de ellas es ahora muy popular, pero el retrocruzamiento se utiliza especialmente cuando el objetivo es crear una recuperación totalmente reproducible de la variedad que también contenga individuos masculinos.En la producción de semillas feminizadas, la actividad hormonal normal de la planta durante la floración se inhibe químicamente, haciendo que la planta femenina desarrolle flores masculinas. Convertirse en hermafrodita también es una respuesta de estrés para la planta, pero si se hace correctamente, la feminización no debería causar ningún estrés a la planta. El polen producido por una planta de este tipo tendrá cromosomas sexuales XX en lugar del cromosoma XY producido por la planta masculina, por lo que cualquier flor fecundada por ella sólo producirá semillas femeninas.
El polen producido por la planta hembra puede utilizarse tanto para la polinización cruzada como para la autopolinización. Si la planta se autopoliniza, el coeficiente reproductivo aumenta más rápidamente que con la polinización cruzada convencional. Las semillas S1 que se han "autopolinizado" son autofecundadas en más de un 70%. La mayoría de las semillas feminizadas son semillas S1.
El retrocruzamiento es el proceso de utilizar una progenie híbrida como planta productora de polen y cruzarla con su propio progenitor. Las semillas resultantes contienen de nuevo un poco más del genoma de la planta madre. Con el cuarto retrocruce (BX4), el grado de identidad es superior al 90%, es decir, se puede considerar que la variedad se estabiliza dos veces más rápido que cuando se realizan cruces convencionales entre hermanos.
También se ha razonado que utilizar individuos masculinos para la reproducción tendría la ventaja de que en las plantas de cáñamo el cromosoma Y es mayor que el cromosoma X y transmite más información genética a la descendencia.
Por ejemplo, Cinderella 99, que saltó a la fama legendaria a principios de la década de 2000, es un retrocruce con una descendencia específica de Jack Herer (y un polinizador desconocido). Tenemos una versión feminizada de Cinderella 99 de su productor original (Cinderella XX), así como una serie de interesantes cruces de Cindy.
Las diferencias de quimiotipo crean variaciones en la concentración
El fenotipo de la planta también hace referencia al fenotipo de la planta y a los metabolitos secundarios que expresa, como los terpenos y los cannabinoides. Estos componentes forman parte del llamado quimiotipo. Dos plantas de aspecto similar pueden producir metabolitos diferentes - y efectos diferentes.Los niveles de cannabinoides varían entre individuos. Esto se debe a la codominancia de los genes de la THCA sintasa, que produce THC, y de la CBDA sintasa, que produce CBD, y a la variación en los alelos que se heredan.
El fenotipo y el quimiotipo también se ven influidos de manera crucial por el entorno y las condiciones de cultivo. Por ejemplo, existen varios esquejes diferentes de OG Kush, originaria de 1991, que son genéticamente idénticos pero fenotípicamente diferentes. Esto se debe a la larga edad de los esquejes y a los cambios en la estructura interna de la planta a medida que se adapta a un nuevo entorno de cultivo. También es posible que dos esquejes distintos de la misma planta transmitan factores epigenéticos diferentes a su descendencia.
La planta produce sus principales compuestos aromáticos a través de terpenos sintasas. Su expresión depende de factores genéticos, pero también se ha descubierto que el microbioma del entorno de crecimiento influye en menor medida en la presencia de terpenos. En una cepa estabilizada (es decir, ampliamente congénere), ciertos terpenos están presentes en la superficie de todos los individuos de la planta.
En nuestro próximo artículo, exploraremos con más detalle cómo se generan estos compuestos aromáticos y cómo su presencia también está vinculada a la formación de los cannabinoides que se encuentran en la planta - y cómo pueden ser responsables de algunos de los efectos del cannabis.