Anvendelse af aeroponiske systemer til klonisk formering af cannabis

Summary

Denne protokol er designet til at give instruktionsinformation til klonisk formering af Cannabis sativa L. ved at implementere aeroponiske systemer. Den metode, der er beskrevet her, omfatter alle nødvendige forsyninger og protokoller for med succes at reproducere ønskelige morfologiske og kemiske egenskaber i slægten Cannabis.

Abstract

Denne protokol beskriver standardisering af en effektiv klonisk formering teknik af hamp ved hjælp af aeroponiske systemer. Primære skyde stiklinger blev fjernet fra to hamp sorter, opkaldt “Cherry Wine” og “Red Robin” (17-20% w / w CBD), der tjente som ‘moderplante’. En auxin forløber (indol-3-butyrsyre) blev anvendt til at stimulere rodudviklingen i den basale del af de udskårne stiklinger forud for placering i systemet. Stiklinger blev let misted med næringsstof tåge løsning hver tredje dag til at yde ernæringsmæssig støtte som løsningen indeholder de væsentlige makronæringsstoffer, herunder kvælstof, fosfor, og kalium. Aeroponisk systemvandreservoire fastholdt et pH-interval mellem 5,0-6,0 og en vandtemperatur mellem 20-22 °C. En undervandsvandpumpe blev brugt til at levere vand til stiklinger. Skydespids stiklinger blev forsynet med 24 timers lys om dagen i 10 dage, indtil rodudviklingen fandt sted, hvorpå de rodfæstede stiklinger blev transplanteret til forskningsformål. Disse aeroponiske systemer har vist sig at generere ønskelige resultater for cannabis formering. Den metode, der er beskrevet her, lindrer potentielle tidsbegrænsninger, der opstår fra traditionelle metoder for at give mulighed for et mere effektivt middel til aseksuel formering af cannabis.

Introduction

Cannabis sativa L. er en årlig, dioecious, blomstrende plante klassificeret i familien Cannabaceae. Cannabinoider, der hovedsagelig produceres inden for kirteltrichomes placeret på det ydre epidermale lag af bractvæv på kvindelige ^{blomsterstande1}, bliver et stadig mere populært forskningsemne, primært på grund af deres gradvist anerkendte medicinske egenskaber. Cannabidiol (CBD) er den næstmest fremtrædende cannabinoid, der findes i Cannabis efter Δ9-tetrahydrocannabinol (THC) og tilskrives et væld af medicinske fordele, herunder smertestillende ^egenskaber2, anti-beslaglæggelsesegenskaber3, antidepressive ^egenskaber4, hvilket reducerer risikoen for ^diabetes5 og behandling af forskellige søvnforstyrrelser6. På grund af de mange sundhedsmæssige fordele forbundet med metabolitter af Cannabis planten, der er en stigende efterspørgsel efter sin kommercielle skala ^produktion7. For at imødekomme denne efterspørgsel forbedres dyrkningsmetoder konstant og genopfindes for løbende at levere konsekvent plantemateriale af høj kvalitet til den nye cannabisindustri.

Udbredelsen af cannabis kan lettes på to måder: seksuel eller aseksuel reproduktion. Et eksempel på seksuel reproduktion er bestøvning af en kvindelig ægløsning med pollen fra en mands støvdrager resulterer i et frø, der kan spires. Frøspirering er en pålidelig dyrkningsmetode, der er blevet brugt til avls- og dyrkningsformål, hvor ønskelige fænotypiske træk vælges i forældrenes linjer for at forbedre kvaliteten af afkommet Cannabisplanter, herunder træk som tørketolerance, insektresistens, øget udbytte og øget ^styrke8 . Imidlertid er utilsigtet krydsbestøvning en iboende risiko, når man udfører seksuel reproduktion, hvilket forårsager uønskede afkom, hvilket fører til det potentielle tab af ønskelige træk eller en indførelse af uønskede træk. Et eksempel på denne utilsigtede bestøvning fremhæves af hampavlere, der modtager hampefrø bestøvet med THC-producerende pollen, hvilket resulterer i betydelige økonomiske tab på grund af de ikke-kompatible planter (>0,3% i alt THC w / w) ⁹. Derudover skal et feminiseret frø sås i stedet for et ikke-feminiseret frø, for at generere en afgrøde, der kun består af kvinder, hvilket kan føre til hermafroditisme og andre uønskede træk, der fører til økonomisk tab. For at overvinde begrænsningen af seksuel reproduktion af cannabis er aseksuel reproduktion blevet udbredt i kommercielle produktionsmodeller af Cannabis-industrien10.

Aseksuel reproduktion af cannabis kræver kun en enkelt plante, hvilket giver mulighed for multiplikation af en enkelt genotype, der giver mulighed for kommerciel produktion af planter, der bærer ønskelige agronomiske og farmaceutiske træk. En almindelig form for aseksuel Cannabis reproduktion er at skære og indsætte små portioner af en kvindelig plante i et jordløst substrat11, som er dækket af en fugtighed kuppel for at fremkalde roddannelse. Selvom denne metode har vist sig at være vellykket, er en fælles ulempe akkumuleringen af et højt fugtighedsniveau (normalt 80% eller højere) inde i kuplen, hvilket giver et ideelt vækstmiljø for svampepatogener, som kan være skadelige for nye, følsomme stiklinger. En anden form for aseksuel formering er mikropropagation ved hjælp af vævskultur, hvor sterile teknikker giver mulighed for formering af insekt, mikrobe og virusfrit Cannabis plantemateriale i begrænset ^rum12. Denne proces er imidlertid dyr, tidskrævende og kræver uddannede laboranter, som generelt er utilgængelige for store Cannabis-faciliteter.

Meget få offentliggjorte forskningsrapporter findes om kloning af cannabis. For at skabe grundlag for forståelsen af aseksuel reproduktion af cannabis til forskningsformål og industriel produktion havde denne undersøgelse til formål at påvise, at det var let og tilgængeligheden af at anvende aeroponiske systemer til klonisk formering af cannabis. Aeroponiske systemer er ideelle til aseksuel formering af cannabis, der konsekvent leverer næringsrigt vand til stiklinger, fremkalder tidlig roddannelse rettidigt og giver mulighed for at opretholde en plante på ubestemt tid, hvis det er nødvendigt.

Protocol

1. Generering af en moderplante til kloning Vælg en sund, kvindelig moderplante, der udviser ønskelige morfologiske og kemiske egenskaber, der er specifikke for den tilsigtede anvendelse. Lad moderplanten nå den passende størrelse (ca. 25 modne skud) til kloning (dvs. stiklinger). Tillad moderplanterne at forblive i det vegetative vækststadium (lys: mørk = 18 h:6 h) for at fremme skydevækst til fremtidig formering. 2. Konstrukti…

Representative Results

For at validere effektiviteten af det beskrevne aeroponiske system blev der fjernet i alt 10 og 12 sunde 14 cm lange skud fra henholdsvis moderplanterne, »Cherry Wine« og »Red Robin« (figur 1A, B). Efter at være dyppet i rodede induktionsmedier blev klonerne placeret i systemet (Figur 2A). Konstruktion og drift af et aeroponisk system vises som et skemadiagram i figur 2A. Efter 2 dag…

Discussion

Med den stigende efterspørgsel efter cannabisplanter med konsekvent cannabinoidindhold er forskellige kloniske formeringsmetoder blevet udnyttet i Cannabisindustrien . Den aseksuel formering viser flere fordele i forhold til seksuelle metoder til storstilet, konsekvent produktion. En aeroponisk formering system er en modificeret version af en hydroponisk system, der udnytter en luftet næringsrige vand tåge til at give hurtig rod udvikling. Det beskrevne aeroponiske system består af tre kritiske trin…

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