Biologie rostliny · Úroveň 4

Terpeny: Druhá polovina kvality

4.2 · 7 min čtení

⚙ Tato lekce byla přeložena strojově a čeká na kontrolu člověkem.

Terpeny jsou polovina kvality, kterou procento THC nikdy nezachytí, a profil je dědičný, ne lahvička k zakoupení. Allenův tým katalogizoval 55 genů terpensyntázy u konopí; která podskupina rostlina exprimuje, pevně nastavuje její aromatický podpis — zakouřená, citrusová nebo naftová.

Dva pěstitelé, stejné číslo THC na laboratorním protokolu. Jedna sklenice voní po posekané trávě a druhá po citronové kůře a naftě. Lidé za tu druhou zaplatí dvojnásobek a řeknou ti, že „padne jinak”. Nepředstavují si to — ale většina toho, co si myslí, že se děje, se neděje. Tahle lekce je o té polovině kvality, kterou procento THC nikdy nezachytí, a o tom být poctivý ohledně toho, kde věda pořád je.

Co Potřebuješ Vědět

Terpeny pocházejí ze své vlastní rodiny enzymů

V Lekci 1 jsi viděl, jak se kanabinoidy větví z jedné mateřské molekuly. Terpeny fungují na paralelní logice, se svou vlastní genovou rodinou. Allen a kolegové osekvenovali to celé: 55 genů terpensyntázy u Cannabis sativa — nejúplnější katalog dosud, výrazně nad 33 nalezenými v dřívější práci. Třídí se do tří podrodin:

  • TPS-b — monoterpenové syntázy (lehčí, C10 terpeny: myrcen, pinen, limonen).
  • TPS-a — seskviterpenové syntázy (těžší, C15 terpeny: karyofylen, humulen).
  • TPS-c — diterpenové syntázy (minoritní skupina).

Které z těch 55 genů daná rostlina zapne — a jak silně — rozhoduje o vůni. U Purple Kush dominují výstupu tři geny (TPS1, TPS18, TPS5), ale 16 genů každý přispívá aspoň 1% z celku. Jiný kultivar, jiná pálící podmnožina, jiné aroma.

Seb’s Corner. Vůně tvé rostliny je otisk genové exprese. Není to magie, ne „ta půda”, ne úplněk. Když dva fenotypy ze stejného balíčku voní jinak, vidíš různé geny terpensyntázy exprimující v různých silách. Proto taky výběr na vůni ve šlechtitelském programu funguje — vybíráš, které z těch 55 genů poneseš dál.

Od genů terpensyntáz k vůni odrůdy Rostlina cannabisu nese asi 55 genů terpensyntáz (TPS), ale v každé dané rostlině se zapne jen podmnožina. Geny, které spustí, rozhodují, které terpeny vzniknou, a ty terpeny rozhodují o vůni. Dva fenotypy ze stejného balíčku semen mohou exprimovat různé geny a tak vonět úplně jinak. Můžeš vybrat, které geny ponese dál, ale nemůžeš donutit rostlinu vyrobit terpen, na který nemá gen. Proč dvě rostliny z jednoho balíčku voní jinak Vůně je otisk genové exprese — které terpenové geny spustí, ne půda nebo měsíc 55 genů TPS zapne se podmnožina ■ exprimováno jiný feno = jiná podmnožina vyrobené terpeny Myrcen Limonen Pinen Linalool podmnožina, která spustila vůně zemitácitrusováborovicovákvětinová otisk vůně Vybíráš podle vůně a vybíráš, které geny ponese dál. Ale nemůžeš nalahvovat terpen, na který rostlina nemá gen.

Terpeny krmí dvě dráhy

Obě práce potvrzují systém dvou drah. Rostlina staví prekurzory terpenů dvěma způsoby:

  • MEP dráha, v plastidech, dělá GPP (C10) → monoterpeny.
  • MEV dráha, v cytosolu, dělá FPP (C15) → seskviterpeny.

Na tyhle přímo nepůsobíš. Ale vědět, že existují dvě oddělené zásobovací linie, vysvětluje, proč může být rostlina těžká na monoterpeny a lehká na seskviterpeny, nebo naopak — staví se v různých kompartmentech z různé suroviny.

Jak rostlina cannabisu staví své terpeny Cannabis staví terpeny na dvou oddělených zásobovacích linkách ve dvou kompartmentech. Dráha MEP v plastidech vyrábí geranyldifosfát (GPP, desetiuhlíková molekula), z něhož vznikají lehčí monoterpeny — myrcen, limonen a pinen — přes genovou podrodinu TPS-b. Dráha MEV v cytosolu vyrábí farnesyldifosfát (FPP, patnáctiuhlíková molekula), z něhož vznikají těžší seskviterpeny — beta-karyofylen, humulen a bisabolol — přes podrodinu TPS-a. V rostlině existuje 55 genů terpensyntáz; která jejich podmnožina se v kultivaru zapne, rozhoduje o jeho vůni. Jak rostlina staví své terpeny Dvě zásobovací linky ve dvou kompartmentech — a 55 genů rozhodujících, které terpeny rostlina spustí Dráha MEP v plastidech PP GPP — C10 Monoterpeny lehčí, těkavé · tvoří TPS-b Myrcen Limonen Pinen geranyldifosfát → C10 terpeny Dráha MEV v cytosolu PP FPP — C15 Seskviterpeny těžší, hlubší · tvoří TPS-a β-karyofylen Humulen Bisabolol farnesyldifosfát → C15 terpeny 55 genů terpensyntáz — která podmnožina se v kultivaru zapne a jak silně, určuje jeho vůni Podle Allen et al. (2019), PLOS ONE; dvojdráhová biosyntéza dle Chacón et al. (2022), Biomedicines.
Dvě zásobovací linky stavějí dvě rodiny terpenů — lehké monoterpeny (myrcene, limonene, pinene) z GPP v plastidech, těžší seskviterpeny (caryophyllene, humulene, bisabolol) z FPP v cytosolu — a z 55 genů syntázy rostliny rozhoduje o vůni ta podmnožina, kterou zapne.

Vskutku zvláštní fakt: terpeny dělají i kořeny

Allenův tým našel 10 genů monoterpenové syntázy, které jsou silně specifické pro kořeny — 6 z nich exprimuje jen v kořenech. Většina pěstitelů si terpeny představuje jako záležitost květu. Nejsou. Kořeny provozují svůj vlastní odlišný monoterpenový program, pravděpodobně pro obranu půdy a mikrobiální signalizaci. Tvou sklizeň to nemění, ale mělo by to změnit, jak přemýšlíš: rostlina je celý systém, ne palice na klacku.

Velká pětka není celý příběh

Každý jmenuje myrcen, limonen, pinen, linalool, karyofylen. Chacon a kolegové katalogizují sekundární terpeny — bisabolol, guaiol, nerolidol, geraniol, fenchol a další — přítomné v malých množstvích (typicky pod 0.1% hmotnosti, oproti 0.5–3% u primárních), ale biologicky aktivní. Ten poctivý háček: většina laboratoří je ani nereferuje, protože pro mnohé z nich neexistují referenční standardy. Takže „plný profil” většiny kultivarů je vskutku neznámý.

Seb’s Corner. Když menu uvádí „terpenový profil” strainu, uvádí tu hrstku, na kterou laboratoř měla standardy. Minoritní terpeny — ty, co dělají část té nejzajímavější chemie — jsou na protokolu obvykle neviditelné. Nepřítomnost na COA není nepřítomnost ve sklenici.

Zastoupení primárních versus sekundárních terpenů V cannabisu bylo identifikováno přes 200 terpenů, ale aroma ovládá hrstka. Terpeny tvoří asi 3 až 5 procent hmotnosti suchého květu. Primární terpeny sedí každý kolem 0,1 až 1,5 procenta, zatímco sekundární terpeny jsou obvykle pod 0,1 procenta — desetkrát až třicetkrát méně. Jediný terpen jako myrcen se může pohybovat obrovsky, od 0,12 do 14,8 miligramu na gram. Hrstka terpenů dělá většinu vůně Existuje jich přes 200, ale hlavní zastiňují zbytek — terpeny jsou 3–5 % suchého květu Primární (hlavní) např. myrcen, limonen 0,1–1,5 % každý Sekundární dlouhý chvost < 0.1% 0%0.5%1.0%1.5% koncentrace v suchém květu (% hmotnosti) Jeden terpen mezi rostlinami divoce kolísá — myrcen se pohybuje od 0,12 do 14,8 mg/g. Právě ten rozptyl, ne celek, dělá, že dvě palice voní úplně jinak.
Myrcene — skeletal structure (C₁₀H₁₆), a monoterpene; aroma: earthy, herbal, clove Myrcene C₁₀H₁₆ monoterpene · earthy, herbal, clove Limonene — skeletal structure (C₁₀H₁₆), a monoterpene; aroma: bright citrus Limonene C₁₀H₁₆ monoterpene · bright citrus α-Pinene — skeletal structure (C₁₀H₁₆), a monoterpene; aroma: fresh pine α-Pinene C₁₀H₁₆ monoterpene · fresh pine Linalool — skeletal structure (C₁₀H₁₈O), a monoterpenoid; aroma: floral, lavender Linalool C₁₀H₁₈O monoterpenoid · floral, lavender β-Caryophyllene — skeletal structure (C₁₅H₂₄), a sesquiterpene; aroma: pepper, spice β-Caryophyllene C₁₅H₂₄ sesquiterpene · pepper, spice Humulene — skeletal structure (C₁₅H₂₄), a sesquiterpene; aroma: woody, hoppy Humulene C₁₅H₂₄ sesquiterpene · woody, hoppy α-Bisabolol — skeletal structure (C₁₅H₂₆O), a sesquiterpenoid; aroma: soft, floral α-Bisabolol C₁₅H₂₆O sesquiterpenoid · soft, floral Nerolidol — skeletal structure (C₁₅H₂₆O), a sesquiterpenoid; aroma: woody, citrus Nerolidol C₁₅H₂₆O sesquiterpenoid · woody, citrus Geraniol — skeletal structure (C₁₀H₁₈O), a monoterpenoid; aroma: rose, floral Geraniol C₁₀H₁₈O monoterpenoid · rose, floral Fenchol — skeletal structure (C₁₀H₁₈O), a monoterpenoid; aroma: camphor, lime Fenchol C₁₀H₁₈O monoterpenoid · camphor, lime Guaiol — skeletal structure (C₁₅H₂₆O), a sesquiterpenoid; aroma: woody, rose Guaiol C₁₅H₂₆O sesquiterpenoid · woody, rose β-Eudesmol — skeletal structure (C₁₅H₂₆O), a sesquiterpenoid; aroma: woody, green β-Eudesmol C₁₅H₂₆O sesquiterpenoid · woody, green

Entourage efekt, prověřený

Tady to Dave drží poctivé. „Entourage efekt” je tvrzení, že kanabinoidy a terpeny působí společně a tvarují zážitek. Chaconův přehled je vyvážený: některé důkazy ho podporují, některé ho vyvracejí. Pár terpenů se zdá, že moduluje aktivitu receptorů CB1/CB2; jiné působí na úplně oddělené cíle. Existuje taky skutečná biochemická vazba — chemotypy s vysokým CBGA korelují se zvýšeným bisabololem, guaiolem a eudesmolem, což naznačuje, že kanabinoidní a terpenová dráha sdílejí regulační propojení.

Ale „je to skutečná chemie” není to samé jako „prokázali jsme efekt, který ti marketér prodává”. Současný stav, řečeno na rovinu: je smíšený, rozvíjející se a ani zdaleka neusazený. Neděláme žádná tvrzení o tom, co cokoli z tohohle dělá v člověku — to je tvrdé pravidlo a je to taky prostě intelektuálně poctivé. Co říct můžeme: terpenový profil je skutečný, je dědičný a je to legitimní osa kvality. Zbytek je „slibné, neprokázané” a kdokoli, kdo ti tvrdí opak, je před daty.

Jak To Použít

  • Pěstuj terpen-first stejně jako výnos-first. Vůně je hybatel kvality, který kupující odměňují. Vybírej fenotypy podle aroma, ne jen podle počtu trichomů, a vybíráš genovou expresi, kterou můžeš nést dál.
  • Chraň terpeny při manipulaci. Jsou těkavé. Teplo, světlo, hrubá manipulace a přesušení je vyženou ven — stejní nepřátelé jako THCA z Lekce 1, ze stejného důvodu. Chladný, pomalý, tmavý curing zachová aroma, které jsi vypěstoval.
  • Vybírej genetiku pro profil, který chceš. Pokud chceš citrusový nebo palivový nos, to je vzorec exprese TPS-b/TPS-a daný genetikou. Kup si ho.
  • Čti COA podle toho, co vynechává. Ber uvedené terpeny jako částečný obraz. Nepředpokládej, že strain je „plochý”, protože laboratoř referovala jen tři.

Na Co Si Dát Pozor

  • Tvrzení o entourage oblečená jako fakt. „Tyhle terpeny zesilují efekt” je hypotéza se smíšenou podporou, ne usazený výsledek. Poznamenej nejistotu; nikdy nedělej léčebné tvrzení.
  • Honba za terpeny lahvemi. Žádný doplněk spolehlivě „nezvyšuje terpeny”. Stejně jako u kanabinoidů je strop genetický; tvým úkolem je dosáhnout ho přes zdraví rostliny a čistou manipulaci, ne ho překonat.
  • Záměna silné vůně za silný efekt. Intenzita aroma a obsah kanabinoidů jsou oddělené osy. Štiplavá rostlina není automaticky potentnější.
  • Důvěra v terpenová procenta z menu jako úplná. Sekundární terpeny jsou běžně neměřené.

Quiz

1. Kolik genů terpensyntázy Allen et al. identifikovali a co určuje vůni kultivaru?

2. Jmenuj dvě prekurzorové dráhy a třídu terpenů, kterou každá krmí.

3. Jaké překvapivé pletivo, kromě květů, provozuje svůj vlastní odlišný monoterpenový program?

4. Proč mnoho „sekundárních” terpenů chybí na laboratorních protokolech?

5. Uveď poctivý současný stav entourage efektu.

Sources

Allen, K. D., et al. (2019). Genomic characterization of the complete terpene synthase gene family from Cannabis sativa. PLOS ONE, 14(9), e0222363. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0222363. CC-BY 4.0.

Chacon, F. T., Raup-Konsavage, W. M., Vrana, K. E., & Kellogg, J. J. (2022). Secondary terpenes in Cannabis sativa L.: Synthesis and synergy. Biomedicines, 10(12), 3142. https://doi.org/10.3390/biomedicines10123142. CC-BY 4.0.

Příští lekce: Lekce 3 — Inženýrství spektra a realita ohledně dalekočervené a UV.

Časté otázky

Co jsou terpeny a proč na nich záleží?

Terpeny jsou aromatické látky, které dávají každé odrůdě její vůni a chuť, od citronové kůry přes naftu po posekanou trávu. Jsou velkou částí vnímané kvality, a proto dvě sklenice se stejným číslem THC můžou mít hodně rozdílnou cenu.

Jsou terpeny dané genetikou, nebo pěstováním?

Profil je daný genetikou, tím, které geny terpen-syntáz rostlina exprimuje, takže pokud chceš citrusový nebo palivový nos, kupuješ za tím účelem. Tvé pěstování a vyzrávání rozhoduje, kolik z toho aroma přežije až do sklenice.

Jak udržím palice silně vonící?

Chraň terpeny při manipulaci, protože jsou těkavé a vyhání je teplo, světlo, hrubé zacházení a přesušení. Chladné, pomalé, tmavé sušení a vyzrávání zachová aroma, které jsi vypěstoval, stejná péče, která chrání účinnost.

Řekne mi laboratorní rozbor všechny terpeny?

Ne, ber certifikát analýzy jako částečný obrázek. Laboratoře často uvádějí jen hrstku terpenů, takže odrůda není plochá jen proto, že list uvádí tři. Čti COA podle toho, co změřil, a ve zbytku věř svému nosu.

Zdroje

  1. Allen et al. (2019). Genomic characterization of the complete terpene synthase gene family from Cannabis sativa. PLOS ONE, 14(9):e0222363.
  2. Chacón et al. (2022). Secondary Terpenes in Cannabis sativa L.: Synthesis and Synergy. Biomedicines, 10(12):3142.