Гермафродитизм соцветий каннабиса

Каннабис сатива относится к двудомным растениям, что означает, что марихуана даёт мужские и женские соцветия на разных растениях. Гроверы обычно выращивают только женские растения, а мужские уничтожают, поскольку опыление и образование семян снижает качество цветков.

Спонтанное появление гермафродитных соцветий, у которых пестичные цветки сопровождаются образованием пыльников, приводит к нежелательному образованию семян; механизм этого процесса плохо изучен. 

Каннабис — это диплоидное (2n) растение, которое дает мужские и женские соцветия на разных растениях (двудомное). Раздельнополость является основным эволюционным механизмом для обеспечения перекрестного оплодотворения и, как следствие, приводит к поддержанию высокого генетического разнообразия и гетерозиготности. 

У двудомных растений определение пола определяется несколькими факторами:

• определяющие пол гены и половые хромосомы;
• эпигенетический контроль с помощью метилирования ДНК;
• физиологическая регуляция с помощью фитогормонов.

Половой диморфизм каннабиса проявляется на очень ранней стадии развития и регулируется дифференциальной экспрессией генов в мужских и женских тканях. 

Было замечено, что гермафродитные соцветия могут иногда развиваться спонтанно. Такие растения производят преимущественно женские соцветия, а мужские пыльники (от нескольких до сотен штук) могут развиваться в пазухах листьев или в пестичных бутонах. Происхождение таких гермафродитных соцветий может быть связано с экзогенным воздействием различных химикатов (например, коллоидного раствора серебра), а также стрессовым воздействием окружающей среды.

Растения-гермафродиты функционально однодомны из-за их способности к самоопылению, но влияние самоопыления на соотношение полов в потомстве и генетическую изменчивость в последующем потомстве ранее не изучалось. 

Развитие женского соцветия

Последовательное развитие женского соцветия у марихуаны показано на рисунке 1. На ранних стадиях развития наблюдались скопления пестиков с торчащими рыльцами, а на поздних соцветиях имели желтовато-белый цвет (рисунки 1C–1E).

У некоторых сортов, для которых пигментация была характерной чертой, пестики и окружающие ткани прицветника имели красную или пурпурную пигментацию (рисунки 1F–1H). При дальнейшем созревании соцветий рыльца сморщились и приобрели коричнево-красный цвет, а семяпочки и окружающие прицветники набухли и покрылись железистыми трихомами, придающих им серебристо-белый вид (рисунки 1I–1K).

Система выращивания марихуаны основана на вегетативно размножаемых растениях, которые сначала выращивают при 24-часовом фотопериоде в течение 4 недель, а затем переключают на режим 12 часов темноты — 12 часов света.

(A) Растения только что были переведены на режим пониженного освещения после вегетативного роста.

(В) Развитие крупных гроздей соцветий у сорта Hash Plant, которые простираются на высоту 1 м над кроной.

(C–K) Последовательная прогрессия развития пестичных соцветий на женских растениях марихуаны, выращенных в комнатных условиях.

(С) Молодое конечное соцветие с белыми волосковидными рыльцами.

(D) Более развитое соцветие с желтовато-белыми гроздьями рылец. Рыльца на концах раздвоены.

(E) Полностью развитое соцветие.

(C–E) Из сорта Hash Plant.

(F–H) Сорт Purple God, который производит антоциановую пигментацию.

(F) Молодое конечное соцветие с развивающимися волосковидными рыльцами.

(G) Более развитое соцветие с желтовато-белыми гроздьями рылец. Сужающиеся прицветники накопили пурпурный пигмент. Полностью развитое соцветие.

(I–K) Созревание характеризуется скручиванием и потемнением (покраснением) рылец и опуханием плодолистиков.

(I) Ранняя стадия.

(J) Средняя стадия.

(K) Поздняя стадия. Этот бутон близок к сбору урожая, плодолистики опухли.

Развитие соцветий гермафродита

В течение 6–7-недельного периода цветения сортов, выращиваемых в коммерческих условиях, женские соцветия проверяли с недельными интервалами визуально с помощью ручной линзы на предмет развития мужских пыльников в соцветии (рис. 2).

Всего около 1000 растений были исследованы в течение двух повторяющихся циклов выращивания растений. Отдельные скопления пыльников выглядели ярко-желтыми, имели длину 2–3 мм (рисунки 2A–D), образовывались внутри тканей прицветника и были окружены рыльцами.

В некоторых случаях все женское соцветие превращалось в массу пыльников, выходящих из прицветников (рис. 3).

(A) Формирование пыльников в тканях чашечки женских соцветий штамма Moby Dyck, выращенного в коммерческих условиях.

(B, C) Крупный план скоплений пыльников, образованных в тканях чашечки, прилегающих к коричневым рыльцам.

(D) Производство пыльцы и ее высвобождение из пыльников вдоль линии расхождения, которая выглядит как продольная бороздка (устьица).

(A) Начальные скопления пыльников, формирующиеся в чашелистнике, который обычно окружает завязь.

(Продвинутая стадия развития пыльников в больших скоплениях на одном и том же растении, показанная на рис. A, C, D. Крупным планом — скопления пыльников, заменяющие женское соцветие.

(E, F) Зрелые засохшие пыльники. На рисунке F показана заметная морфология «банановой формы».

Переход от A к F происходит в течение 3 недель.

Развитие мужского соцветия

Для изучения хода развития тычиночных цветков у генетически мужских растений использовались семена сортов Moby Dyck, Blue Deity и Sweet Durga. Семена помещали во влажную почвенную среду из кокосового волокна и вермикулита (3:1) и инкубировали при 23–25°C в течение 20 дней при дополнительном освещении.

Пророщено не менее 20 семян, для каждого сорта было получено 15 проростков. Растения выращивали в течение дополнительных 4-х недель при фотопериоде 24 часа в день до образования тычиночных соцветий. Они выглядели как характерные скопления пыльников с последующим выделением пыльцы (рис. 4).

(A–C) Мужские цветки собраны в пучки в пазухах листьев. Каждый цветок на ножке, с отдельными черешками.

(D–F) Раскрытие мужских цветков, обнажающих 5 зелено-белых листочков околоцветника, обнажающих по 5 тычинок, каждая из которых прикреплена к нити, которая свисает с пыльника.

(G) Большое количество пыльцы (стрелка) выходит через продольную бороздку (устьица) пыльника.

(H) Увеличенный вид устьица, показывающий образование луковичных трихом (стрелка), образующихся в канавке пыльника.

(I) Крупным планом — трихома с короткой ножкой (стрелка). На переднем плане видны пыльцевые зерна.

Самопроизвольное развитие гермафродитных соцветий (пестичных цветков с пыльниками) на женских растениях во время коммерческого выращивания марихуаны создает проблему для производителей, поскольку образование семян снижает качество собранного цветка.

Выделение женским растением ресурсов на производство пыльцы с последующим производством семян может привести к непропорционально более низким уровням терпенов и эфирных масел (в среднем ниже на 56%) в опыленных цветках по сравнению с неоплодотворенными женскими цветками. Поэтому соцветия, содержащие семена, имеют более низкое качество и часто не подходят для продажи.

Что может вызвать образование гермафродитных цветков?

• Непоследовательные графики освещения и утечки света.
• Высокая температура.
• Слишком яркий свет.
• Основные проблемы растений, такие как дефицит питательных веществ, корневая гниль, проблемы с pH, световой ожог и ожог питательными веществами могут спровоцировать рост гермафродитных цветков.
• Генетика.

Что делать, если гермафродитные цветы все же возникли?

Рекомендуется немедленно удалить растения с такими цветами из зоны выращивания, чтобы предотвратить случайное опыление бутонов. Если образующейся пыльце позволить войти в контакт с неопыленными цветами, то растение перестанет фокусироваться на создании большего количества шишек и потратит все свои силы на создание семян. Если растение самоопыляется, вы получите кучу некачественных семян, которые, вероятно, будут иметь ту же проблему.

Не рекомендуется пытаться спасти растение, которое начало производить много гермафродитных цветков, потому что избавиться от всех сложно, и в итоге вы всё равно получите семена. Хуже того: как только растение начинает расти, мужские пыльники на женском растении могут появиться огромными гроздьями за одну ночь, особенно когда растение находится в стрессовом состоянии. Уберите растение как можно скорее, прежде чем семена начнут формироваться.

Как избежать формирования гермафродитных цветов?

1. Избегайте непостоянных периодов цветения и утечек света

• Держите внутреннее освещение включенным по таймеру и по возможности избегайте изменения графика освещения во время стадии цветения.
• Не позволяйте уличным растениям подвергаться воздействию света уличных фонарей, прожекторов или других видов искусственного освещения в ночное время.
• Уважайте темный период: на этапе цветения важно убедиться, что все ваши растения (кроме автоцветов) получают не менее 12 часов непрерывной темноты каждую ночь. Избегайте коротких периодов темноты и утечек света!
• Поддерживайте постоянный график освещения

2. Поддерживайте надлежащую температуру на стадии цветения

• Поддерживайте комфортную температуру на стадии цветения: 18–30°C
• Избегайте резких перепадов температуры: ночью должно быть немного прохладнее, чем днем.
• Не позволяйте растениям (и их корням) соприкасаться с холодным полом.

3. Не давайте растениям слишком много света (световой ожог)

• Как правило, чем больше света, тем лучше для растений каннабиса, однако слишком высокая яркость может обжечь ваши растения, что вызовет у них стресс.
• При использовании мощных светильников для выращивания растений всегда соблюдайте спецификации производителя относительно минимального расстояния от верхушки растений.
• Не держите источник света слишком близко, потому что даже если тепло находится под контролем, слишком высокая яркость тоже может вызвать стресс.

4. Предотвратите основные проблемы растения

• Дефицит питательных веществ.
• Избыток питательных веществ.
• Заражение вредителями.
• Избыточная дефолиация.
• Любой другой серьезный стресс для растения.

5. Используйте проверенную генетику

Если вы обнаружите семя в шишке, это, скорее всего, было результатом либо неправильной практики выращивания (мужские растения не удаляли вовремя), либо какой-то проблемы (растения подверглись стрессу и самоопылились, и следующее поколение, скорее всего, тоже сделает это).

Когда вы покупаете семена у надежного селекционера, вы можете быть уверены, что они делают все возможное для предотвращения непреднамеренного опыления и специально отбирают растения, которые никогда не проявляют признаков смешанного пола.

Источники: ncbi.nlm.nih,  growweedeasy.com
Перевод: Nimand Dzagi

Полезные статьи:

• Могут ли вырасти гермики из феминизированных семян?
• Растения — гермафродиты
• Плесень и гниль на шишках: как избежать и бороться?
• Гайд: поднимаем мужские растения и собираем семена
• Как определить пол растения на предцвете?
• Проблемы растений: семь причин отставания в росте
• Как проявляются переизбытки питательных веществ

Будь с нами на одной волне

▪ Сообщество Dzagi: dzagi.club

▪ Всегда доступны: dzagi.xyz/enter

Наши телеграм каналы:

▪ Основной: @dzagiofficial

▪ Чат: @dzagi4at

▪ Гроупедия: @growpediadzagi

▪ «Автор, Жги!»: @burnwriter

▪ Гроурепорты: @dzagirep

▪ Мемы, приколы: @dzagi420

▪ Кубок Dzagi: @dzagicup

▪ DzagiSeeds: @dzagiseed

Мы в социальных сетях:

▪ Youtube  ▪ Instagram 

▪ VK ▪ Twitter