大麻のクローン伝播のためのエアロポニックシステムの採用
Summary
このプロトコルは、エアロポニックシステムを実装することにより 、大麻サティバ L.のクローン伝播のための教育情報を提供するように設計されています。ここで説明する方法は 、大麻属の望ましい形態学的および化学的特性を正常に再現するために必要なすべての供給およびプロトコルを含む。
Abstract
このプロトコルは、エアロポニックシステムを利用した麻の効率的なクローン伝播技術の標準化を記述する。一次撮影挿し木は、「チェリーワイン」と「レッドロビン」(17-20%w/w CBD)という名前の2つの麻の品種から切除され、「母植物」として機能しました。システムに配置する前に、切除切りの基礎部分の根の発達を刺激するために、オーキシン前駆体(インドール-3-酪酸)を適用した。3日ごとに栄養ミスト溶液で挿し木を軽くミストし、窒素、リン、カリウムなどの必須栄養素が含まれているため、栄養補助を提供しました。エアロポニックシステムの水貯蔵所は、5.0〜6.0の間のpH範囲と20〜22 °Cの間の水温を維持した。 水中ウォーターポンプを使用して、挿し木に水を送り込んだ。シュートチップの切削は、根の発達が起こるまで1日24時間の光を提供され、根ざした切削は研究目的で移植された。これらのエアロポニックシステムは大麻の伝播のための望ましい結果を生成することが証明 されている 。ここで説明する方法は 、大麻の無性伝播のためのより効率的な手段を可能にするために、伝統的な方法から生じる潜在的な時間の制約を軽減します。
Introduction
大麻L.は、カナバセ科に分類される毎年恒例の、栄養価の高い開花植物です。カンナビノイドは、主に女性の花序の組織の外側表皮層に位置する腺毛状突起内で産生され、主に徐々に認識された薬効のために、ますます人気のある研究トピックになりつつある。カンナビジオール(CBD)は、Δ9-テトラヒドロカンナビノール(THC)の後に大麻に見られる2番目に顕著なカンナビノイドであり、鎮痛特性2、抗けいれん特性3、抗うつ特性4、糖尿病のリスクを低減する、および様々な睡眠障害を治療する多くの薬効に起因する6。大麻植物の代謝産物に関連する健康上の利点の多くのために、その商業規模の生産7の需要が高まっています。この需要を満たすために、栽培方法は絶えず改善され、新興の大麻産業に継続的に一貫した、高品質の植物材料を供給するために再発明されています。
大麻の伝播は、性的または無性生殖の2つの方法で促進することができます。性的生殖の例は、発芽することができる種子をもたらす男性のstamenから花粉で女性の卵子を受粉することです。種子発芽は、干ばつ耐性、昆虫耐性、収量の増加、ポテンシーの増加などの形質を含む子孫大麻植物の品質を向上させるために、望ましい表現型形質が親のラインで選択される繁殖および栽培目的で使用されてきた信頼性の高い栽培方法です8.しかし、意図しないクロス受粉は、性的生殖を行う際に固有のリスクであり、望ましくない子孫を引き起こし、望ましい形質の潜在的な喪失または望ましくない形質の導入につながる。この意図しない受粉の例は、麻の種子を受け取る麻栽培者がTHC-生産花粉で受粉し、非準拠植物(>0.3%合計THC w/w)9による大きな経済的損失をもたらす。さらに、女性のみで構成される作物を生成するには、女性化種子を非女性化種子の代わりに播種する必要があり、これは雌雄同体症やその他の望ましくない形質を経済的損失に導く可能性があります。大麻の性的生殖の制限を克服するために、無性生殖は大麻産業10の商業生産モデルで広く実践されています。
大麻の無性生殖は、望ましい農学および医薬特性を運ぶ植物の商業生産を可能にする単一の遺伝子型の乗算を可能にする単一の植物を、必要とするのみ。無性大麻の繁殖の一般的な形態は、根形成を誘発するために湿度ドームで覆われている土壌のない基質11に雌植物の小さな部分を切断し、挿入することです。この方法は成功しているが、一般的な欠点は、新しい、敏感な挿し木に有害であり得る真菌病原体のための理想的な成長環境を提供し、ドーム内の湿度の高いレベル(通常80%以上)の蓄積です。無性の伝播のもう一つの形態は、無菌技術が限られたspace12で昆虫、微生物、およびウイルスフリー大麻植物物質の伝播を可能にする組織培養を用いた微小伝播である。しかし、このプロセスは高価で時間がかかり、大規模な大麻施設では一般的にアクセスできない訓練を受けた実験技師が必要です。
大麻のクローン伝播に関する公表された研究報告書はほとんどありません。研究目的と工業生産のための大麻の無性生殖の理解のための基礎を提供するために、この研究は、大麻のクローン伝播のためのエアロポニックシステムを採用することの容易さとアクセシビリティを実証することを目的とした。エアロポニックシステムは大麻の無性伝播に最適で、栄養豊富な水を切削に一貫して供給し、早期の根形成をタイムリーに誘導し、必要に応じて植物を無期限に維持することを可能にする。
Protocol
Representative Results
Discussion
一貫したカンナビノイド含有量を持つ 大麻 植物の需要が高まっていると、 大麻業界で 様々なクローン伝播方法が利用されています。無性伝播は、大規模で一貫した生産のための性的方法よりもいくつかの利点を示しています。エアロポニック伝播システムは、急速な根の開発を提供するために、気泡栄養豊富な水霧を利用する水耕栽培システムの修正版です。説明されたエア…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、コロラド州立大学プエブロ校の大麻研究所と科学・ICT省(2021-DD-UP-0379)、チュンチョン市(ヘンプ研究開発と工業化、2020-2021)によって支援されました。
Materials
| 1-part Fox Farm | Fox Farm | Soil Mix | |
| 1-part Promix | Promix | Soil Mix | |
| 1-part Roots Organic Original | Auora Innovations | Soil Mix | |
| 1-part Wiggle Worm Earth Worm Castings | UNCO Industries | Soil Mix | |
| Algae and Bacterial Cleaning Solution (Clear Rez) | EZ Clone | SKU#: 225 | 8 fl. Oz. |
| Artificial Lighting | AgroBrite | SKU#: 1399 | T5 324W 4' 6-Tube Fixture with Lamps |
| Cannabis Mother plant 1 (Cherry Wine) | Summit CBD | N/A | Donated material |
| Cannabis Mother Plant 2 (Red Wine) | Trilogene | SKU: 0101RR | |
| Corresponding Plastic Lid | Office Depot | N/A | 38.1 cm x 25.4 cm |
| Drill Bit 1 | Dewalt | DW1586 | 38.1 mm spade drill bit |
| Drill Bit 2 | Dewalt | DW1308 | 3.175 mm drill bit |
| Flora/Bloom (Nutrient Solution)-5 mL | General Hydroponics | SKU#: 726 | 946 mL (1 Quart) 2.43 lbs. (1.1 kg) (Available Phosphate 5.0%, Soluble Potash 4.0%, Magnesium 1.5%, Sulfur 1.0%) |
| FloraGrow (Nutrient Solution)- 5 mL | General Hydroponics | SKU#: 724 | 946 mL (1 Quart) 2.43 lbs. (1.1 kg) ((Total Nitrogen 2.0% (0.25% Ammoniacal Nitrogen, 1.75% Nitrate Nitrogen), Available Phosphate 1.0%, Soluble Potash 6.0%, Magnesium 0.5%)) |
| FloraMicro (Nutrient Solution)- 5 mL | General Hydroponics | SKU#: 759 | 946 mL (1 Quart) 2.43 lbs. (1.1 kg) ((Total Nitrogen 5.0% (0.3% Ammoniacal Nitrogen, 4.7% Nitrate Nitrogen), Soluble Potash 1.0%, Calcium 5.0%, Boron 0.01%, Cobalt 0.0005%, Copper 0.01%, Iron 0.1%, Manganese 0.05%, Molybdenum 0.0008%, Zinc 0.015%)) |
| Horticultural Scissors | Shear Perfection | SKU#: 12620 | Platinum Stainless Steel Bonsai Scissors (2.4") |
| Isopropyl Alcohol | Equate | Walmart # 574133562 | 70% concentration |
| Nutrient Mist Solution (Clonex Mist) | Growth Technology | SKU#: 4889 | 10.14 fl. Oz (300 ml) (Total Nitrogen: 5.9 × 10-4 %, Available Phosphate: 4.0 × 10-4 %, Soluble Potash: 5.0 × 10-4 %) |
| pH Down | General Hydroponics | SKU#: 733 | 946 ml (1 Quart) 2.43 lbs. (1.1 kg) |
| pH Up | General Hydroponics | SKU#: 730 | 946 ml (1 Quart) 2.43 lbs. (1.1 kg) |
| Plastic Container | Office Depot | N/A | 38.1 cm x 25.4 cm x 30.48 cm |
| Power Drill | Dewalt | DCD709B | 20-Volt Max ½” Drill |
| Rockwool Cubes | Grodan | SKU#: 830 | 38.1 mm |
| Rooting Solution (Clonex Rooting Gel) | Growth Technology | SKU#: 939 | 3.4 fl. Oz. (100 ml) (Indolebutyric Acid – 0.31%) |
| Statistic Software (Prism) | GraphPad Inc. | ||
| Submersible Water Pump | ActiveAQUA | SKU: AAPW250 | Model: AAPW250, Voltage 120V, Power 16W |
References
- ElSohly, M. A., Radwan, M. M., Gul, W., Chandra, S., Galal, A. Phytochemistry of Cannabis sativa L. Progress in the Chemistry of Organic Natural Products. 103, 1-36 (2017).
- Cunetti, L., et al. Chronic pain treatment with cannabidiol in kidney transplant patients in Uruguay. Transplantation Proceedings. 50 (2), 461-464 (2018).
- Hausman-Kedem, M., Menascu, S., Kramer, U. Efficacy of CBD-enriched medical cannabis for treatment of refractory epilepsy in children and adolescents – An observational, longitudinal study. Brain & Development. 40 (7), 544-551 (2018).
- Linge, R., et al. Cannabidiol induces rapid-acting antidepressant-like effects and enhances cortical 5-HT/glutamate neurotransmission: role of 5-HT1A receptors. Neuropharmacology. 103, 16-26 (2016).
- Lehmann, C., et al. Experimental cannabidiol treatment reduces early pancreatic inflammation in type 1 diabetes. Clinical Hemorheology and Microcirculation. 64 (4), 655-662 (2016).
- Shannon, S., Lewis, N., Lee, H., Hughes, S. Cannabidiol in anxiety and sleep: A large case series. The Permanente Journal. 23, 18-41 (2019).
- Russo, E. B. History of cannabis and its preparations in saga, science, and sobriquet. Chemistry & Biodiversity. 4 (8), 1614-1648 (2007).
- Vera, C. L., Hanks, A. Hemp production in Western Canada. Journal of Industrial Hemp. 9 (2), 79-86 (2004).
- . Hot hemp: How high THC levels can ruin a legal hemp harvest Available from: https://www.westword.com/marijuana/hot-hemp-how-high-thc-levels-can-ruin-a-legal-hemp-harvest-9963683 (2018)
- Lata, H., Chandra, S., Techen, N., Khan, I. A., ElSohly, M. A. Assessment of the genetic stability of micropropagated plants of Cannabis sativa by ISSR markers. Planta Medica. 76 (1), 97-100 (2010).
- Caplan, D., Dixon, M., Zheng, Y. Optimal rate of organic fertilizer during the flowering stage for Cannabis grown in two coir-based substrates. HortScience. 52 (12), 1796 (2017).
- Monthony, A. S., Page, S. R., Hesami, M., Jones, A. M. P. The past, present and future of Cannabis sativa tissue culture. Plants (Basel). 10 (1), 185 (2021).
- Clarke, R. C., Merlin, M. D. Cannabis domestication, breeding history, present-day genetic diversity, and future prospects. Critical Reviews in Plant Sciences. 35 (5-6), 293-327 (2016).
