The Cannabis Breeder's Bible: ГЛАВА 2: ОСНОВЫ СЕЛЕКЦИИ [I]
The Cannabis Breeder's Bible - Greg GreenГЛАВА 2: ОСНОВЫ СЕЛЕКЦИИ Ч.1
Если вы просто хотите продолжать выращивать понравившийся вам сорт, клонирование это ваш наилучший выход. Вы так же можете размножить сорт, скрестив два растения и получив семена. Однако вы не воспроизведете сорт в точности используя семена, до тех пор, пока ваши родительские растения не будут принадлежать чистой линии — т.е. генетически однородному сорту. Но даже если оба родителя не принадлежат генетически однородному сорту, они будут производить семена, которые несут большинство родительских признаков. Если вы хотите создать растение с характеристиками двух разных сортов, скрещивание марихуаны и производство семян это единственный доступный вам способ. Этому и посвящена данная глава, которая начинается со вступления к простым процедурам скрещивания и затем переходит к раскрытию продвинутых техник селекции, таких как выведение настоящего сорта и обратное скрещивание.
Производство семян.
Легко ли производить семена? Это легко, если у вас здоровые растения и стабильные условия выращивания. Когда мешочки с пыльцой на ваших мужских растениях полопаются внутри вашей оранжереи, они опылят женские цветы. Вы так же можете направить пыльцу непосредственно на ваши женские растения, если захотите.
Сбор и хранение пыльцы.
Пыльца может быть собрана с мужских соцветий, как только они раскрылись: вы увидите цветок с пыльцой, открывающий свою чашечку. Лучше всего собирать пыльцу, когда он упадёт со своей ножки на листья. Вы можете развеять пыльцу над женским растением, чтобы опылить его, либо вырастить ваших мальчиков отдельно и собрать пыльцу для будущего использования.
Баночки от фотоплёнки отлично подходят для хранения пыльцы. Вы можете сохранить её в них до следующего урожая. Хотя пыльцу можно хранить в морозилке до 18 месяцев, лучше использовать её в течение полугода с момента сбора. Можно хранить пыльцу и дольше полутора лет, но, как правило, она редко сохраняет жизнеспособность дольше этого времени.
Сбор и хранение семян
Если вы опылили ваши растения, в конце стадии цветения шишка будет содержать семена. Они должны быть серого, желто-коричневого или коричневого цвета. Так же они могут быть опоясаны или просто раскрашены вкраплениями разного цвета. Если семена бледно-зелёные или белые, они возможно не жизнеспособны, и вы собрали свой урожай слишком рано. Вам стоит дождаться конца цветения перед началом сбора семян.
Ваши семена будут в шишке и может потребоваться немного времени, чтобы извлечь их. Не сжимайте чашечки, потому что вы можете повредить семена внутри. Просто слегка расшелушите соцветия пальцами. Если вам не нужны остатки шишки, вы можете просто просеять семена через сетку или ткань для отделения их от чашечки и ножки. Гораздо легче извлекать семена из высушенной пролеченной шишки, чем из свежесрезанной.
Если вы планируете использовать семена в течении более чем двух лет, храните их в герметичном контейнере в морозилке. Если хотите использовать семена раньше этого срока, можете так же поместить их в баночку от фотоплёнки или похожий контейнер для хранения. Держите его подальше от тепла и прямого солнечного света и не позволяйте намокнуть, иначе вы рискуете потерять ваши семена. Контейнеры, помещённые в холодильник не нужно трогать до того, как вы собираетесь использовать их. Позвольте им прогреться до комнатной температуры как минимум 12 часов перед замачиванием.
Простая селекция
Ваши достижения в селекции будут зависеть от того, что конкретно вы хотите достигнуть. Желаете ли вы создать новый сорт, производить семена, похожие на родителей или скрещивать два растения, чтобы производить простые гибридные сорта?
Продолжение сорта через семечку
Скажем, вы заказали семян Silver Haze на 120 баксов и хотите сделать ещё семян без вмешательства другого сорта. Это просто. Просто убедитесь, что и мужское и женское растение которые вы скрещиваете, принадлежит тому же сорту. В нашем случае тем же сортом будет Silver Haze от того же банка. Если вы используете Silver Haze от других селекционеров, в потомстве могут проявиться большие вариации. Это из-за того, что большинство селекционеров создают свои собственные версии популярных сортов. Их разновидности могут иметь очень отличающиеся друг от друга характеристики.
Если у вас в оранжерее только Silver Haze от одного производителя, то всё, что вам нужно это несколько мальчиков и несколько девочек. Позвольте мальчикам опылить девочек и вы получите больше семян Silver Haze, но потеряете некоторые признаки оригинальных родительских растений до тех пор, если сорт, который у вас есть, не является генетически однородным или не произведён от очень стабильной генетической линии.
Создание простого гибрида
И снова, создание простого гибрида это просто. Просто возьмите мужское растение одного вида и женское растение другого, например Big Bud и Skunk. В результате получится Big Bud х Skunk, но в поколении проявятся различия. Некоторые растения продемонстрируют больше признаков от Big Bud, а некоторые больше признаков от Skunk. Так же в поколении могут проявиться гены, не выраженные ни у одного из родителей.
Если вы хотите селекционировать специфические признаки, избавляясь от вариаций, создавая в итоге одинаковые растения или даже однородные генетические линии, то вам необходимо начать с основных знаний о генетике растений.
Вступление в генетику растений
Генетика может быть достаточно сложна для понимания и для начала мы начнём с объяснения нескольких основополагающих концепций и основной терминологии. Объяснение слов, приведённых ниже, можно использовать как толковый словарь для ваших нужд.
Гены.
Гены это материальные носители наследственной информации, совокупность которых родители передают потомкам во время размножения, обычно как часть хромосомы. Каждый ген обычно контролирует или определяет отдельную характеристику потомства. Есть гены, ответственные за каждый наследуемый признак вашего растения, включая цвет листьев, структуру стебля, текстуру, запах, силу и так далее.
Парные гены
Всё живое создано по шаблону, зашифрованному в генах. Этот шаблон похож на две стороны застёжки-молнии. Одна сторона унаследована от отца, а вторая от матери. Каждый ген занимает особый локус, определённое место в цепочке, и контролирует информацию о возможных характеристиках растения. Таким образом, каждый локус содержит два гена, один от матери и один от отца, которые называются аллели. Эта пара генов обычно обозначается парой букв, например BB, Bb, Pp, pp, и так далее. Заглавные буквы обозначают доминантные гены, а строчные относятся к рецессивным генам. Ну, например, B может представлять большую шишку, а b маленькую шишку. Когда вы будете работать над своей селекционной программой, вы можете присвоить любому гену или паре генов любую букву.
Гибридизация с целью селекции
Гибридизация посредством многочисленных отборов для закрепления признака
Хромосома
Подобная цепочке структура нуклеиновых кислот и белков в ядре клеток высших организмов, которая несёт в себе гены, обычно парные.
Локус
Участок хромосомы, где содержится конкретная пара генов.
Аллель
Различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных (парных) хромосом; определяют варианты проявления одного и того же признака. Например, ген для фиолетовой шишки может иметь две формы, или аллели, одну аллель для фиолетовой, а вторую для тёмно-красной шишки.
Гомозиготность
Наличие идентичных аллелей в одном или более генетических локусах, которые не являются гетерозиготными (смотри ниже) и воспроизводятся без изменений. Ваше растение можно назвать гомозиготным по одному из признаков, если оно несёт один и тот же ген в обеих частях соответствующей пары, что означает, что оба гена этой пары идентичны.
Гетерозиготность
Наличие различных аллелей в одном или более локусах. Ваше растение будет называться гетерозиготным по одному из признаков, если гены соответствующей пары различаются.
Фенотип
Фенотип это совокупность всех внешних признаков растения, включая цвет, запах и вкус.
Генотип
Генотип это генетическое строение вашего растения, как можно догадаться из определения фенотипа. Генотип характеризует то, как ваше растение выглядит изнутри. Это совокупность всей генетической информации, которую несёт и передаёт потомству растение.
Доминантность
Доминирующим называется ген или аллель, которая выражается, даже если унаследован только от одного родителя. Так же этот термин используется для описания наследования признака, контролируемого геном, и проявляющегося вместо своего парного признака, когда в аллели присутствуют оба. Только одна доминантная аллель в паре генов может быть представлена для выражения генотипа в фенотипе вашего растения.
Рецессивность
Рецессивным называется ген, аллель или наследуемый признак, проявляющийся только в гомозиготных и подавляемый в гетерозиготных аллелях или признаках. Ген называется рецессивным когда его эффект не проявляется в фенотипе вашего растения, если присутствует только одна аллель. Та же аллель должна присутствовать в парном гене дважды, если вы хотите увидеть признак в фенотипе растения.
Обратное скрещивание (Бэккросс)
Обратное скрещивание это метод селекции.
Доминантность, рецессивность и обозначения в генетике.
Предположим, что доминантная аллель B несёт наследуемый признак большой шишки, а рецессивный b несёт наследуемый признак маленькой шишки. Так как B доминирует, растение с генотипом Bb всегда будет производить большие шишки. Ген доминирует над геном b. Для того, чтобы рецессивный ген отразился в фенотипе, оба гена в паре должны быть рецессивными. Таким образом, растение с генотипом BB или Bb всегда будет производить большие шишки. Только растение с генотипом bb будет производить маленькие шишки.
Теперь мы разъяснили основную терминологию генетики растений и можем двигаться к следующей ступеньке: первичным концепциям селекции, лежащим в основе закона ХардиВейнерберга о генетическом равновесии.
Модель генетического равновесия Харди-Вайнберга
Чтобы понять основы селекции растений, необходимо базовое понимание закона ХардиВайнберга. Чтобы продемонстрировать его значение, задайте себе вопрос, например: «Если фиолетовый цвет шишки это доминантный признак, то почему у меня в потомстве от сорта с фиолетовой шишкой попадаются зелёные шишки?» или «Я выбирал материнские растения Indica и скрещивал их с Mostly Indica мужскими растениями, но в потомстве у меня попадаются листья Sativa. Почему?» На эти вопросы легко ответить, поняв закон Харди-Вайнберга и факторы, которые способны нарушить закон генетического равновесия.
Первый из этих вопросов отражает очень распространённое заблуждение: что доминантная аллель признака всегда будет встречаться чаще в популяции, а рецессивная реже. Но это не совсем так. Доминантный признак не обязательно распространится на всю популяцию, так же как и рецессивный признак не обязательно выродится
Частота проявления генов может быть выше или ниже, независимо от того, как выражена аллель. Аллель так же может отличаться в зависимости от определённых условий. Эти изменения в частоте генов со временем отражаются на различных характеристиках растений.
Генетическая популяция это в основе своей группа отдельных представителей одного вида (Cannabis Indica или Cannabis Sativa) или сорта (Skunk#l or Master Kush) на определённой территории, члены которой могут скрещиваться друг с другом. Это означает, что они должны иметь общую группу генов. Эта общая группа генов называется генофонд. Генофонд содержит аллели всех признаков всей популяции. Для шага в эволюции – появления нового вида растения, сорта или признака, что-то в частоте появления генов должно измениться. Частота проявления гена аллели выражается как отношение количества случаев появления признаков аллели к общему количеству аллелей этого признака в популяции. Частота проявления гена вычисляется делением количества специфического типа аллелей на общее количество аллелей в генофонде.
Теория генетического равновесия и её применение
Модель генетического равновесия Харди-Вайнберга описывает теоретическую ситуацию, в которой в генофонде не происходит изменений. При равновесии изменений и следовательно эволюции быть не может.
Случайное скрещивание
полигамны (множество мужских растений опыляет одно женское)
Давайте предположим, что у нас есть популяция с генофондом, содержащим аллели B и b. Пусть буква p означает частоту проявления доминирующей аллели B, а буква q означает частоту проявления рецессивной аллели p. Мы знаем, что сумма всех аллелей должна быть равной 100%, таким образом:
p+q=100%
Что так же может быть выражено как:
p+q=1 и все возможные случайные комбинации генов членов популяции равны: p'2 + 2pq + q'2
Где:
p = частота доминантной аллели в популяции
q = частота рецессивной аллели в популяции
p'2 = процент доминантных гомозиготных особей
q'2 = процент рецессивных гомозиготных особей
2pq = процент гетерозиготных особей.
Представьте, что вы вырастили популяцию из 1000 растений конопли сорта ‘Black Domina’ из семечек, полученных из одного известного банка семян. В этой популяции 360 растений издают вонючий запах, тогда как остальные 640 фруктовый. Гипотетически, они говорят вам, что селекционер отбирает их за фруктовый запах, и вонючий запах это рецессивный ген. Вы можете назвать этот ген ‘vv’ и использовать вышеприведённую формулу для ответа на следующие вопросы.
Вопрос: Согласно закону Харди-Вайнберга, какова частота генотипа ‘vv’?
Ответ: Так как 360 из 1000 растений имеют генотип ‘vv’, то его частота в популяции ‘Black Domina’36%.
Вопрос: Согласно закону Харди-Вайнберга, какова частота проявления аллели ‘v’?
Опыление конопли и производство семян.
Ответ: Частота проявления аллели ‘v’ 36%. Так как q 2 это процент гомозиготных рецессивных особей, и q это частота рецессивных аллелей в популяции, то следующее так же должно быть верно:
q'2 = 0.36 (q x q) = 0.36 q = 0.6
Таким образом, частота аллели ‘v’ - 60%.
Вопрос: Согласно закону Харди-Вайнберга, какова частота аллели ‘V’?
Ответ: так как q = 0.6, мы можем вычислить p.
p + q = 1
p + 0.6 = 1
p = 1 – 0.6
p = 0.4
Частота аллели V - 40%
Вопрос: Согласно закону Харди-Вайнберга, какова частота проявления генотипов ‘VV’ и ‘Vv’?
Ответ: Учитывая всё нам известное, следующее должно быть верным:
VV = p'2
V = 0.4 = p
(p x p) = p'2
(0.4 x 0.4) = p'2
0.16 = p'2
VV = 0.16
Частота генотипа ‘VV’ 16%
VV = 0.16
vv = 0.36
VV + Vv + vv = 1
0.16 + Vv + 0.36 = 1 0.52 + Vv = 1
Vv = 1 – 0.52 Vv = 0.48 or 48%
Или иначе, ‘Vv’ это 2pq, поэтому:
Vv = 2pq
2pq = 2 x p x q 2pq = 2 x 0.4 x 0.6
2pq = 0.48 или 48%
Частоты проявления аллелей V и v (p и q) остаются неизменными из поколения в поколение пока соблюдаются пять условий:
Популяция достаточно велика
В ней отсутствуют мутации
В ней отсутствуют предпочтения, например самцы VV не предпочитают самок vv по природе
К этой популяции не примешиваются гены других популяций
Естественный отбор не направлен на один из специфических генов.
Уравнение p'2 + 2pq + q'2 может быть использовано для вычисления частоты проявления генов. Хотя о нём важно знать, мы должны сделать ещё некоторые вычисления при селекции. Важная вещь, которую здесь необходимо запомнить, это пять условий равновесия.
Ранее мы задавались вопросом, «Я отбирал женские растения Indica и скрещивал с мужскими Mostly Indica, но у некоторых получились листья Sativa. Почему?» Закон равновесия Харди-Вайнберга говорит нам, что посторонняя генетика может проявиться в процессе селекции. Так как мужские растения Mostly Indica а не Pure Indica, вы можете ожидать появление некоторых характеристик Sativa в потомстве, включая и такой признак, как листья вида Sativa.
Тестовое скрещивание
Некоторые из вас, возможно, задаются вопросом: «Как же я узнаю, такой признак как цвет шишки гомозиготный доминантный (BB), гетерозиготный (Bb) или гомозиготный рецессивный (bb)?»
Если вам дали семена или клон, вам возможно сказали что признак, например сила прихода, гомозиготный доминантный, гетерозиготный или гомозиготный рецессивный. Однако, вы сами хотите проверить это, особенно если планируете использовать этот особенный признак в будущей селекции. Чтобы сделать это, вам необходимо совершить то, что называется обратное скрещивание.
Определение фенотипа растения довольно просто. Вы смотрите на него и видите, обоняете и чувствуете вкус – это фенотип. Определение генотипа не может быть сделано просто осмотром.
В общем-то, есть три возможных генотипа для каждого признака растения. Например, если Золотистая шишка это доминанта, а Серебристая – рецессивный признак, возможные генотипы:
Золотистая и серебристая шишка – это фенотипы. BB, Bb, и bb относятся к генотипу. Из-за того, что В это доминантная аллель, Bb будет проявлять себя как золотистая, а не серебристая шишка. В основном, фенотип это визуальные характеристики, но некоторые, такие как вкус, это характеристики которые не увидеть невооружённым взглядом, но можно оценить через другие органы чувств.
Например, глядя на такой Mostly Sativa вид, как растение Skunk, вы отметите, что листья бледно-зелёные. В популяции этих растений вы можете заметить, что у некоторых листья тёмнозелёные. Это даёт повод предположить, что по признаку цвет листа этот Skunk не чистая селекция и гетерозиготный, потому что гомозиготный доминантный и гомозиготный рецессивный признаки это чистые, генетически однородные линии. Некоторые растения с бледно-зелёными листьями в этой популяции, возможно, носители гомозиготного доминантного гена
тьями в этой популяции, возможно, носители гомозиготного доминантного гена. Вы можете так же задать вопрос: «Могут ли быть бледно-зелёный признак гомозиготным рецессивным, а тёмно-зелёный признак – гетерозиготным?» Так как полностью гомозиготная рецессивная популяция (bb) не содержала бы аллель (B) для гетерозиготного проявления (Bb) или гомозиготного доминантного проявления (ВВ), невозможно было бы и присутствие в полностью гомозиготной рецессивной популяции (bb) гомозиготного доминантного (ВВ) и гетерозиготного (Bb) признаков. Если популяция полностью гомозиготна по этому признаку (ВВ) или (bb), её можно было бы считать стабильной по этому признаку, то есть чистой селекцией или воспроизводящейся в точности. Если популяция гетерозиготна по этому признаку (Bb), его считают нестабильным, то есть не чистой селекцией и воспроизводящейся в потомстве с вариациями.
Если признак аллелей Bb или BB не существует в популяции, то и генотип, который вы в ней обнаружите, может быть только bb. Таким образом, bb это чистая селекция. Если же в признаке есть вариации и закон Харди-Вайнберга не нарушен, то признак должен быть гетерозиготным. В нашем примере с растением Skunk присутствовало лишь немного тёмно-зелёных листьев. Это означает, что данный признак гомозиготный рецессивный, а бледные листья это гетерозиготный и возможно доминантный гомозиготный признаки.
Вы можете так же обратить внимание, что шишки золотистые на большинстве растений. Это так же даёт повод предположить, что золотистая шишка это доминантный признак. Если шишки лишь на нескольких растениях серебристые, мы можем предположить, что это рецессивный признак. Вы знаете, что единственный генотип, который производит рецессивные признаки, это гомозиготный рецессивный (bb). Таким образом, если растение демонстрирует рецессивный признак в фенотипе, его генотип должен быть рецессивным. Растение, которое демонстрирует рецессивный признак, всегда гомозиготное рецессивное по этому признаку. Но это заставляет вас задуматься ещё над одним вопросом: золотистые шишки, или бледно-зелёные листья, это гомозиготный доминантный (BB), или гетерозиготный признак (Bb)? Вы не можете до конца быть уверены в своих предположениях, пока не проведёте тестовое скрещивание.
Тестовое скрещивание представляет собой скрещивание растения с неизвестным доминантным генотипом (ВВ или Вb) с растением с гомозиготным рецессивным генотипом этого же признака. Для этого теста вам потребуется другое растение конопли противоположного пола и рецессивное по этому же признаку.
Это подводит нас к важному правилу: Если любая часть потомства из тестового скрещивания проявляет рецессивный признак, генотип родителя с доминантным признаком должен быть гетерозиготным, а не гомозиготным.
В нашем примере, неизвестный генотип это или BB или bb. Серебристая шишка это генотип bb. Мы внесём эту информацию в математическую таблицу, известную как решётка Пеннета.
Мы начнём с ввода известных генотипов. Мы сделаем эти вычисления для двух скрещиваемых родителей. Мы знаем, что наш рецессивный признак это bb, а другой это или BB или Bb, и мы заменим его на B? пока не вычислим. Следующим шагом будет заполнение решётки тем, что мы можем просчитать.
Поколение в первом ряду будет иметь доминантные признаки золотистой шишки. Второй ряд так же содержит Bb или bb в потомстве. Это так же приводит к появлению потомства, в котором будет больше золотистых (Bb) или серебристых (bb) шишек. Первый возможный вариант (где ? = B) даст нам потомство с золотистой шишкой (Bb). Второй возможный вариант (где ? = b) даст нам потомство с серебристой шишкой (bb). Мы можем так же предугадать, с какой частотой проявятся признаки:
Вариант 1, где ? = В:
Bb+Bb+Bb+Bb=4Bb 100% золотистых шишек
Вариант 2, где ? = b:
Bb + Bb + bb + bb = 2 Bb + 2bb
50% золотистых и 50% серебристых шишек.
Напомню:
Чтобы определить гены B?, мы использовали другое растение конопли противоположного пола, которое было гомозиготным рецессивным (bb) по тому же признаку.
Вариант 2 говорит нам, что:
- оба родителя должны иметь хотя бы один рецессивный признак b чтобы проявить серебристую шишку в потомстве.
- если в потомстве получилось любое количество серебристых шишек, то неизвестное растение (В?) имеет гетерозиготный (Bb) генотип. Оно не может быть гомозиготным доминантным (BB).
Итак, если скрещиваются родительские растения с золотистой и серебристой шишкой и получаются только золотистые шишки, то родительское растение с золотистой шишкой должно быть гомозиготным доминантным по этому признаку. Если в потомстве появляются серебристые шишки, родитель с золотистыми шишками гетерозиготный по этому признаку.
Подводя итог, для проведения тестового скрещивания с целью определить генотип растения по демонстрируемым признакам, необходимо руководствоваться следующим:
1. Растение с доминантными признаками всегда скрещивать с растением с рецессивными признаками.
2. Если в потомстве проявляется рецессивный признак, неизвестный генотип гетерозиготный.
3. Если всё потомство демонстрирует доминантный признак, неизвестный генотип гомозиготный доминантный.
Основные причины для проведения тестового скрещивания таковы:
1. Когда вы скрещиваете растения, вы хотите отобрать конкретный признак, например высоту, вкус, запах, и так далее.
2. Когда вы хотите отобрать этот признак, вы должны знать, является ли он гомозиготным доминантным, гетерозиготным или гомозиготным рецессивным.
3. Вы можете определить это с уверенностью, только проведя тестовое скрещивание.
Стоит помнить это. Как селекционерам, вам придётся иметь дело с большой популяцией, чтобы быть уверенным в результатах. Чем больше растений, с которыми вы работаете, тем достовернее результат.
Продолжение главы - The Cannabis Breeder's Bible: ГЛАВА 2: ОСНОВЫ СЕЛЕКЦИИ [II]