Abstrakt
Konopie indyjskie (Cannabis sativa L.) zazwyczaj rozmnaża się za pomocą sadzonek pędowych pobranych z roślin matecznych, aby uzyskać genetycznie jednorodne propagul. Jednak producenci donoszą, że linie klonalne z czasem ulegają degradacji i ostatecznie produkują klony o mniejszej sile wzrostu i niższym poziomie kannabinoidów niż pierwotna roślina mateczna. Chociaż przyczyna tego pogorszenia nie została zbadana, jednym z potencjalnych czynników jest akumulacja mutacji somatycznych w roślinie. Aby to zweryfikować, wykorzystaliśmy głębokie sekwencjonowanie całych genomów (>50x), aby porównać zmienność w obrębie pojedynczej odmiany konopi Honey Banana, pobranej z dolnej, środkowej i górnej części rośliny. Oparliśmy się na genomie referencyjnym i zidentyfikowaliśmy ponad sześć milionów wariantów sekwencji, które miały największy wpływ na szczyt rośliny. Porównanie wariantów w próbkach ujawniło, że prawie 600 000 (34%) było unikalnych dla górnej próbki, podczas gdy dolna zawierała tylko 148 000 (12%), a środkowa z 77 000 (9%) unikalnych wariantów. Narzędzia bioinformatyczne zostały wykorzystane do identyfikacji mutacji w krytycznych szlakach biosyntezy kannabinoidów i terpenów. Chociaż żadnego z nich nie zidentyfikowano jako mającego duży wpływ, cztery geny wykazywały ponad dwukrotnie wyższy średni poziom różnorodności nukleotydów (π) w genie lub w jego pobliżu. Dwa geny kodują niezbędne enzymy wymagane dla szlaku kannabinoidowego, podczas gdy pozostałe dwa dotyczą szlaków terpenowych, co dowodzi, że mutacje kumulowały się w tych szlakach i mogły wpływać na ich funkcję. Ogólnie rzecz biorąc, odkryto mierzalną liczbę wewnątrzroślinnej różnorodności genetycznej, która może wpływać na długoterminową wierność genetyczną linii klonalnych i potencjalnie przyczyniać się do obserwowanego spadku wigoru i zawartości kannabinoidów.
