Marijuana pourpre: recherche approfondie sur l'ADN du cannabis

28 août 2015

Par Daniela Vergara ( @CannaGenomics ) et Reilly Capps ( @ReillyCapps)
http://cannabisgenomics.org/purple-marijuana-deep-research-into-cannabis-dna/

 

Parlons de la marijuana pourpre
 

Le violet est la couleur la plus riche et la plus profonde du spectre visible. la couleur des manteaux des rois et des empereurs romains. C'est aussi la couleur de diverses variétés de cannabis , telles que Purple Urkle et Purple Trainwreck.

Mais qu'est-ce qui les rend violet? Récemment, nous sommes tombés sur cette question publiée à High times sur la façon de rendre les plantes virer au violet. Leur réponse a été que certaines plantes virent au violet en raison de leur génétique, et certaines deviennent violettes en raison de l'environnement. En d'autres termes: parfois c'est la nature, parfois c'est la culture (ou comme nous appelons les biologistes évolutionnistes: les gènes et l'environnement).

High Times connaît le cannabis , mais sa réponse sur les raisons pour lesquelles les plantes sont violettes n'est que très utile. Il ne parvient pas à saisir pleinement certaines vérités sur les êtres vivants, vérités que nous cherchons à découvrir à l' Initiative de recherche en génomique du cannabis . Nous espérons un jour en savoir autant ou plus sur les secrets de l'herbe; pourpre ou autre.

Nature vs. Élevage
 

La vérité est que la plupart des traits physiques sont un produit des gènes  et de l'environnement, pas seulement l'un ou l'autre. Par exemple, chez les humains, nous savons que la taille est un trait lié aux gènes. Si vos parents sont grands, il est probable que vous soyez grand. Mais pas toujours. Si vous aviez une mauvaise alimentation, vous pourriez vous retrouver à court. Cela arrive à nos camarades en Corée du Nord, car ils n'ont pas le même accès à une bonne nutrition.  Ils sont, en moyenne, de trois pouces (~ 8cm) plus courts que les sud-coréens, en dépit de gènes similaires.

C'était dans leur  nature  d'être assez grands, mais ils ont été  nourris  pour être court.

 

 Trait héritage
 

Comment savons nous? Il était une fois au 19ème  siècle, dans ce qui est maintenant la République tchèque, il y avait un moine qui aimait jouer avec les pois. Ce moine, Gregor Mendel , se posait à peu près les mêmes questions que le rédacteur du Times High: pourquoi toutes les plantes de pois ne se ressemblaient-elles pas? Pourquoi certaines fleurs dans la plante de pois blanc et

quelques fleurs pourpres?
 

Mendel, alimenté avec curiosité, a traversé beaucoup, beaucoup de plantes de pois ensemble.

Afin de nous aider à comprendre ce que Mendel a découvert, nous allons vous rappeler certaines choses que Mendel ne connaissait pas.

Premièrement, la plupart des cellules contiennent de l'ADN. L'ADN est le plan, les plans de construction, les instructions d'assemblage pour tous les organismes, les plantes, les animaux, les champignons, vous l'appelez. Les êtres vivants qui se reproduisent sexuellement - comme les humains et les   plantes de cannabis - héritent la moitié de leur matériel génétique ou de l'ADN de leur mère et la moitié de leur père.

Deuxièmement, un allèle est une forme de gène. Par exemple, le gène du type sanguin chez l'homme a de nombreux allèles: A, B et O en sont quelques-uns. Si votre mère a un type de sang, son ADN a l'allèle A. Si votre père est de type O, son ADN a l'allèle O. Vous êtes la combinaison de vos parents. Donc, dans votre ADN, vous avez un allèle de groupe sanguin A de votre mère et un allèle de type sanguin O de votre père. Vous avez le  potentiel  d'être un groupe sanguin ou un groupe sanguin O. C'est ta nature.

Mais tous les allèles ne sont pas égaux. Une mère de type A et un père de groupe O n'auront pas d'enfants dont le groupe sanguin est la moitié A et la moitié O. L'allèle pour le groupe sanguin A est  dominant  et l'allèle pour le groupe sanguin O est  récessif . Donc, leurs enfants seront de type sanguin.

Cette vidéo explique bien les découvertes de Mendel. 

La plupart des traits des plantes fonctionnent de la même manière. Dans la figure 1, modifiée à partir de Wikipédia , nous pouvons voir qu'il existe un gène pour la couleur des fleurs de pois. Il a deux allèles, B et b. L'allèle B est dominant sur l'allèle b, donc à chaque fois que B est présent, l'individu va avoir des fleurs violettes. Les individus homozygotes BB sont donc pourpres (fleurs pourpres vraies); les individus hétérozygotes Bb sont également violets, et les seuls qui sont blancs sont les homozygotes pour l'allèle récessif bb (fleurs blanches reproductrices).



Figure 1. Héritage mendélien de la couleur des fleurs chez les pois. Dans A, nous voyons la croix de deux parents homozygotes, pour la couleur de la fleur blanche (bb, maman) et pourpre (BB, papa). Tous les descendants F1 sont hétérozygotes (Bb) et violets. Lorsque les descendants sont croisés entre eux dans B , le rapport phénotypique est de 3: 1 (purle: blanc) mais le rapport génotypique est de 1: 2: 1 (dominant homozygote: hétérozygote: homozygote récessif)
 

Mendel a constaté que chaque fois qu'il traversait une plante blanche reproductrice pure (homozygote pour l'allèle récessif bb) avec une plante pourpre pur reproduction (homozygote pour l'allèle dominant BB), les descendants (F1) étaient tous violets (figure 1A). Pourquoi? Eh bien, parce que toute la progéniture était hétérozygote Bb et donc pourpre. MAIS, quand il a croisé des individus F1 l'un à l'autre, il a obtenu un rapport phénotypique (caractéristique physique) de 3: 1 violet: blanc. Pourquoi? Parce que leurs génotypes sont dominants homozygotes 1: 2: 1: hétérozygotes: récessifs homozygotes comme le montre la figure 1B. C'est ce qu'on appelle l'héritage mendélien.

 

 Comment cela se rapporte-t-il à la couleur pourpre du  cannabis?
 

Nous savons que la plupart des  plantes de cannabis  ne sont pas violettes mais vertes. Mais nous ne savons pas exactement pourquoi certains deviennent pourpres. Plus de recherche doit être fait.

La couleur pourpre pourrait être héritée de la même manière que la couleur des fleurs de pois - l'héritage mendélien. Si la couleur pourpre dans les  plantes de cannabis  est héritée comme Mendel l'a décrit, alors nous devrions nous attendre à trouver des rapports similaires à ce qu'il a trouvé avec ses pois.

Comment pouvons-nous comprendre cela? Nous devons traverser une plante de cannabis pourpre  avec une plante verte, avoir beaucoup, beaucoup de progéniture (au moins 20) et compter le nombre de mauves et le nombre d'individus verts. Qu'attendrions-nous si la couleur pourpre était récessive à la couleur verte? Nous nous attendrions à ce que la progéniture soit entièrement verte en traversant une plante pourpre homozygote (véritable reproduction) avec une plante verte homozygote car toute la progéniture serait hétérozygote. Lorsque les descendants sont croisés ensemble, on s'attendrait à voir peu de plantes pourpres (celles récessives homozygotes), et la plupart des plantes à être vertes (les hétérozygotes et les homozygotes dominants).

Si le trait violet chez les  plantes de cannabis  n'est pas soumis à la loi de Mendel mais est le produit, par exemple, de plusieurs gènes qui sont ensemble responsables de la production du trait pourpre, alors nous ne nous attendrions pas à voir les ratios décrits ci-dessus.
 

Certaines plantes ont le potentiel d'être violettes, mais pour exprimer leur plein potentiel pourpre, elles doivent être cultivées dans certaines conditions environnementales. Ou peut-être si nous avons cultivé toutes les  plantes de cannabis  sous les températures décrites par les temps élevés,  nous pouvons avoir toutes les  plantes de cannabis pourpre! Mais nous en doutons. Nous soupçonnons que la réponse réside dans une combinaison de gènes et d'environnement.
 

 NE PANIQUEZ PAS: La   recherche sur le génome du cannabis résoudra cela!
 

Comme Mendel, nous sommes patients et curieux au sujet des plantes, y compris le  cannabis . Mais nous ne sommes pas des moines. Nous n'avons pas l'espace ou le temps pour traverser des centaines de plantes pour comprendre les gènes récessifs et dominants.

Contrairement à Mendel, nous avons de meilleurs outils: la possibilité de séquencer des génomes entiers et les serveurs informatiques pour les analyser. Nous pouvons comprendre de façon plus détaillée, grâce aux progrès de la technologie, où les gènes sont physiquement situés dans un génome; les différences de ces gènes dans une population; et nous pouvons faire des croisements particuliers en comprenant cette information.
 

En ce qui concerne la couleur pourpre, nous pourrions savoir exactement où sur l'ADN le ou les gènes qui donnent aux plantes le potentiel d'être pourpre sont ou sont situés. Imagine ça! Ensuite, de manière plus précise, nous pourrions croiser des plantes à fort potentiel violet avec d'autres plantes susceptibles de produire de la marijuana susceptible d'être profondément, gravement, royalement, richement pourpre, comme un manteau d'empereur ou le plus profond de l'arc-en-ciel le plus vibrant.

Si nous avions les ressources, nous pourrions faire beaucoup plus que de rendre les plantes violettes. Au CGRI , nous pourrions trouver les allèles pour d'autres traits particuliers, tels que la floraison précoce, et les combiner avec d'autres traits tels que la couleur pourpre et générer des plantes avec des caractéristiques souhaitées. À l'avenir, grâce à nos recherches, nous serons en mesure de mélanger les caractères ensemble et de générer, avec précision, des variétés uniques à des fins multiples avec des mélanges de différentes souches ou groupements tels que "indica", "sativa" et "ruderalis".
 

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