Abstrakt
Cannabis sativa L. to gatunek dwupienny, o którym wiadomo, że wytwarza ponad 1600 składników chemicznych, w tym ponad 180 kannabinoidów klasyfikowanych do 11 grup strukturalnych. Te związki bioaktywne są syntetyzowane głównie w gruczołowych włoskach żeńskich kwiatostanów. Jednak na determinację płci u C. sativa wpływają zarówno czynniki genetyczne, jak i środowiskowe, co często prowadzi do rozwoju męskich kwiatów na roślinach żeńskich. To niezamierzone zapłodnienie zmniejsza plon kannabinoidów i zwiększa heterogeniczność genetyczną oraz wyzwania w produkcji medycznej marihuany. Technologie haploidalne i podwójnie haploidalne (DH) oferują obiecujące rozwiązanie poprzez szybkie generowanie linii homozygotycznych z tkanek gametofitowych (np. niezapylone jajniki i zalążki) lub sporofitowych (np. pylniki i mikrospory) poprzez hodowlę in vitro lub redukcję chromosomów podczas hybrydyzacji. W roślinach lądowych cykl życia zmienia się między diploidalnym sporofitem a pokoleniem haploidalnego gametofitu, z których oba są zdolne do podziału mitotycznego w celu utworzenia ciał wielokomórkowych. Pojedynczy genom reguluje tę przemianę fazową i koduje mechanizmy molekularne, genetyczne i epigenetyczne, które precyzyjnie kontrolują procesy rozwojowe unikalne dla każdego pokolenia. Podczas gdy zastosowanie technologii haploidalnej w C. sativa pozostaje ograniczone, dzięki niedawnemu postępowi w indukcji haploidalnej (HI) i edycji genomu opartej na CRISPR, bezpośrednia modyfikacja haploidalnych gamet lub zarodków umożliwia tworzenie linii homozygotycznych null po podwojeniu chromosomów, poprawiając jednorodność genetyczną. Zrozumienie mechanizmów molekularnych spontanicznego podwojenia chromosomów może dodatkowo ułatwić rozwój elitarnych genotypów konopi. Ostatecznie zwiększenie wydajności produkcji DH i optymalizacja podejść do edycji genomu mogłyby znacznie zwiększyć szybkość udoskonalania genetycznego i rozwoju odmian w Cannabis sativa.
