Augalo biologija · Lygis 4

Terpenai: kita kokybės pusė

4.2 · 7 min skaitymo

⚙ Ši pamoka buvo išversta mašininiu būdu ir laukia žmogaus peržiūros.

Terpenai yra pusė kokybės, kurią THC procentas niekada nepaima, ir profilis yra paveldimas, ne buteliukas, kurį galima nusipirkti.

Alleno komanda katalogizavo 55 terpeno sintazės genus kanapėse; kuriuos pogrupius augalas išreiškia, ir kaip stipriai, nusprendžia aromatą. Du augintojai, tas pats THC skaičius laboratorijos ataskaitoje. Vienas stiklainis kvepia kaip nupjauta žolė, o kitas kaip citrinos žievelė ir dyzelinas. Žmonės mokės dvigubai už antrąjį ir pasakys, kad jis „kerta kitaip”. Jie to neįsivaizduoja — bet dauguma to, ką jie mano vyksta, nevyksta. Ši pamoka apie tą kokybės pusę, kurios THC procentas niekada nepagauna, ir apie sąžiningumą, kur mokslas vis dar yra.

Ką reikia žinoti

Terpenai ateina iš savo paties fermentų šeimos

1 pamokoje matei kanabinoidus, išsišakojančius iš vienos motininės molekulės. Terpenai veikia pagal lygiagrečią logiką, su savo paties genų šeima. Allenas ir kolegos sekvenavo visus: 55 terpenų sintazės genus Cannabis sativa — pilniausią katalogą iki šiol, gerokai didesnį už 33, rastus ankstesniame darbe. Jie skirstosi į tris pošeimius:

  • TPS-b — monoterpenų sintazės (lengvesni, C10 terpenai: mircenas, pinenas, limonenas).
  • TPS-a — seskviterpenų sintazės (sunkesni, C15 terpenai: kariofilenas, humulenas).
  • TPS-c — diterpenų sintazės (mažoji grupė).

Kuriuos iš tų 55 genų duotas augalas įjungia — ir kaip stipriai — nusprendžia kvapą. Purple Kush trys genai (TPS1, TPS18, TPS5) dominuoja išvestį, bet 16 genų kiekvienas prisideda bent 1% viso. Kita veislė, kitas pošeimis užsidegantis, kitas aromatas.

Seb’s Corner. Tavo augalo kvapas yra genų išraiškos pirštų atspaudas. Tai ne magija, ne „dirva”, ne pilnatis. Kai du fenotipai iš tos pačios pakuotės kvepia skirtingai, tu matai skirtingus terpenų sintazės genus, išreiškiamus skirtingais stiprumais. Tai taip pat kodėl atranka pagal kvapą veisimo programoje veikia — tu atrenki, kuriuos iš tų 55 genų neši toliau.

Nuo terpensintazės genų iki veislės kvapo Kanapių augalas neša apie 55 terpensintazės (TPS) genus, bet bet kuriame augale įsijungia tik dalis. Įsijungę genai lemia, kurie terpenai gaminami, o tie terpenai lemia aromatą. Du fenotipai iš to paties sėklų pakelio gali raiškti skirtingus genus ir todėl kvepėti visiškai kitaip. Gali pasirinkti, kuriuos genus perduoti toliau, bet negali priversti augalo gaminti terpeno, kuriam jis neturi geno. Kodėl du augalai iš vieno pakelio kvepia skirtingai Kvapas yra genų raiškos pirštų antspaudas — kurie terpenų genai įsijungia, ne gruntas ar mėnulis 55 TPS genai įsijungia dalis ■ raiškiamas kitas fenotipas = kita dalis pagaminti terpenai Mirkenas Limonenas Pinenas Linaloolis įsijungusi dalis kvapas žemiškascitrusinispušinisgėlinis aromato pirštų antspaudas Rinkdamasis pagal kvapą, renkiesi, kuriuos genus perduoti toliau. Bet negali išgauti terpeno, kuriam augalas neturi geno.

Du keliai maitina terpenus

Abu straipsniai patvirtina dvigubo kelio sistemą. Augalas stato terpenų pirmtakus dviem būdais:

  • MEP kelias, plastiduose, daro GPP (C10) → monoterpenai.
  • MEV kelias, citozolyje, daro FPP (C15) → seskviterpenai.

Tu neveiki šių tiesiogiai. Bet žinojimas, kad yra du atskiri tiekimo srautai, paaiškina, kodėl augalas gali būti sunkus monoterpenais ir lengvas seskviterpenais, arba atvirkščiai — jie pastatyti skirtinguose skyriuose iš skirtingos žaliavos.

Kaip kanapių augalas kuria savo terpenus Kanapės kuria terpenus dviem atskiromis tiekimo linijomis dviejuose skyriuose. MEP kelias plastiduose gamina geranildifosfatą (GPP, dešimties anglies molekulę), kuris virsta lengvesniais monoterpenais — mirkenu, limonenu ir pinenu — per TPS-b genų pošeimį. MEV kelias citozolyje gamina farnezildifosfatą (FPP, penkiolikos anglies molekulę), kuris virsta sunkesniais seskviterpenais — beta-kariofilenu, humulenu ir bisabololiu — per TPS-a pošeimį. Visame augale yra 55 terpensintazės genai; nuo to, kurį poaibį veislė įjungia, priklauso jos kvapas. Kaip augalas kuria savo terpenus Dvi tiekimo linijos dviejuose skyriuose — ir 55 genai, lemiantys, kuriuos terpenus augalas paleidžia MEP kelias plastiduose PP GPP — C10 Monoterpenai lengvesni, lakūs · kuria TPS-b Mirkenas Limonenas Pinenas geranildifosfatas → C10 terpenai MEV kelias citozolyje PP FPP — C15 Seskviterpenai sunkesni, gilesni · kuria TPS-a β-Kariofilenas Humulenas Bisabololis farnezildifosfatas → C15 terpenai 55 terpensintazės genai — nuo to, kurį poaibį veislė įjungia ir kaip stipriai, priklauso jos kvapas Pagal Allen et al. (2019), PLOS ONE; dviejų kelių biosintezė pagal Chacón et al. (2022), Biomedicines.
Dvi tiekimo linijos kuria dvi terpenų šeimas — lengvuosius monoterpenus (myrcene, limonene, pinene) iš GPP plastidėse, sunkesnius seskviterpenus (caryophyllene, humulene, bisabolol) iš FPP citozolyje — ir iš augalo 55 sintazės genų kvapą lemia tas pogrupis, kurį jis įjungia.

Tikrai keistas faktas: šaknys irgi daro terpenus

Alleno komanda rado 10 monoterpenų sintazės genų, kurie yra labai šaknims specifiniai — 6 iš jų išreiškiami tik šaknyse. Dauguma augintojų galvoja apie terpenus kaip apie žiedo dalyką. Jie ne. Šaknys leidžia savo paties atskirą monoterpenų programą, tikriausiai dirvos gynybai ir mikrobinei signalizacijai. Tai nekeičia tavo derliaus, bet turėtų pakeisti, kaip mąstai: augalas yra visa sistema, ne žiedas ant pagaliuko.

Didysis penketas nėra visa istorija

Visi įvardija mirceną, limoneną, pineną, linalolą, kariofileną. Chacon ir kolegos kataloguoja antrinius terpenus — bisabololį, gvajolį, nerolidolį, geraniolį, fencholį ir daugiau — esančius mažyčiais kiekiais (paprastai mažiau nei 0.1% pagal masę, prieš 0.5–3% pirminiams), bet biologiškai aktyvius. Sąžiningas spąstas: dauguma laboratorijų net jų nepraneša, nes etaloniniai standartai daugeliui neegzistuoja. Tad „pilnas profilis” daugumai veislių yra tikrai nežinomas.

Seb’s Corner. Kai meniu išvardija veislės „terpenų profilį”, jis išvardija saują, kuriai laboratorija turėjo standartus. Mažieji terpenai — tie, kurie daro dalį įdomiausios chemijos — paprastai nematomi ataskaitoje. Nebuvimas COA nėra nebuvimas stiklainyje.

Pirminių prieš antrinius terpenus pagal gausą Kanapėse nustatyta per 200 terpenų, bet keletas dominuoja aromatą. Terpenai sudaro apie 3–5 procentus sauso žiedo masės. Pirminiai terpenai kiekvienas sėdi ties maždaug 0.1–1.5 procento, o antriniai paprastai žemiau 0.1 procento — dešimt iki trisdešimt kartų mažiau. Vienas terpenas, kaip mircenas, gali smarkiai svyruoti, nuo 0.12 iki 14.8 miligramo grame. Keletas terpenų sukuria didžiąją dalį kvapo Egzistuoja per 200, bet pagrindiniai nustelbia likusius — terpenai sudaro 3–5% sauso žiedo Pirminiai (pagrindiniai) pvz. mircenas, limonenas 0.1–1.5% kiekvienas Antriniai ilgoji uodega < 0.1% 0%0.5%1.0%1.5% koncentracija sausame žiede (% pagal masę) Vienas terpenas smarkiai svyruoja tarp augalų — mircenas svyruoja nuo 0.12 iki 14.8 mg/g. Būtent tas pasiskirstymas, o ne bendras kiekis, padaro, kad du žiedai kvepia visiškai kitaip.
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 efektas, auditas

Štai kur Dave’as laiko tai sąžininga. „Entourage efektas” yra teiginys, kad kanabinoidai ir terpenai veikia kartu, kad formuotų patirtį. Chacon apžvalga subalansuota: kai kurie įrodymai jį palaiko, kai kurie jį paneigia. Keli terpenai atrodo moduliuoja CB1/CB2 receptorių aktyvumą; kiti veikia visiškai atskirus taikinius. Yra ir tikras biocheminis ryšys — aukšto CBGA chemotipai koreliuoja su pakeltu bisabololiu, gvajoliu ir eudesmoliu, leidžiant manyti, kad kanabinoidų ir terpenų keliai dalijasi reguliacine instaliacija.

Bet „tai tikra chemija” nėra tas pats kaip „mes įrodėme poveikį, kurį rinkodarininkas tau parduoda”. Dabartinė būsena, pasakyta paprastai: ji mišri, atsirandanti ir toli gražu nenusistovėjusi. Mes nedarome teiginių apie tai, ką visa tai daro žmoguje — tai griežta taisyklė, ir tai taip pat tiesiog intelektualiai sąžininga. Ką galime pasakyti: terpenų profilis yra tikras, jis paveldimas ir jis yra teisėta kokybės ašis. Visa kita yra „žadanti, neįrodyta”, o bet kas, sakantis tau kitaip, yra priekyje duomenų.

Kaip tai pritaikyti

  • Augink terpenas-pirma, taip pat kaip derlius-pirma. Kvapas yra kokybės varomoji jėga, kurią pirkėjai apdovanoja. Atrink fenotipus pagal aromatą, ne tik pagal trichomų skaičių, ir tu atrenki genų išraišką, kurią gali nešti toliau.
  • Apsaugok terpenus apdorojime. Jie lakūs. Šiluma, šviesa, šiurkštus apdorojimas ir per didelis džiovinimas juos išvaro — tie patys priešai kaip 1 pamokos THCA, dėl tos pačios priežasties. Vėsus, lėtas, tamsus brandinimas išsaugo aromatą, kurį užauginai.
  • Rinkis genetiką pagal profilį, kurio nori. Jei nori citrusinės ar kuro nosies, tai TPS-b/TPS-a išraiškos modelis, nustatytas genetikos. Pirk dėl jo.
  • Skaityk COA dėl to, ką jis praleidžia. Traktuok išvardytus terpenus kaip dalinį paveikslą. Nemanyk, kad veislė „plokščia”, nes laboratorija pranešė tik tris.

Į ką atkreipti dėmesį

  • Entourage teiginiai, apsirengę faktais. „Šie terpenai sustiprina poveikį” yra hipotezė su mišriu palaikymu, ne nusistovėjęs rezultatas. Pažymėk neapibrėžtumą; niekada nedaryk medicininio teiginio.
  • Terpenų vaikymasis buteliais. Joks priedas patikimai „nedidina terpenų”. Kaip kanabinoidai, lubos yra genetinės; tavo darbas yra jas pasiekti per augalo sveikatą ir švarų apdorojimą, ne jas viršyti.
  • Stipraus kvapo painiojimas su stipriu poveikiu. Aromato intensyvumas ir kanabinoidų kiekis yra atskiros ašys. Aitrus augalas nėra automatiškai stipresnis.
  • Pasitikėjimas meniu terpenų procentais kaip pilnais. Antriniai terpenai rutiniškai neišmatuoti.

Quiz

1. Kiek terpenų sintazės genų Allen et al. identifikavo ir kas nustato veislės kvapą?

2. Įvardyk du pirmtakų kelius ir terpenų klasę, kurią kiekvienas maitina.

3. Koks netikėtas audinys, be žiedų, leidžia savo paties atskirą monoterpenų programą?

4. Kodėl daug „antrinių” terpenų trūksta laboratorijos ataskaitose?

5. Įvardyk sąžiningą dabartinę entourage efekto būseną.

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.

Next: Lesson 3 — Spektro inžinerija, ir tolimosios raudonos bei UV realybės patikrinimas.

Dažni klausimai

Kas yra terpenai ir kodėl jie svarbūs?

Terpenai yra aromatiniai junginiai, suteikiantys kiekvienai veislei jos kvapą ir skonį — nuo citrinos žievelės iki dyzelino iki pjautos žolės. Jie yra didelė suvokiamos kokybės dalis, todėl du stiklainiai su tuo pačiu THC skaičiumi gali būti verti labai skirtingų pinigų.

Ar terpenus nulemia genetika, ar auginimas?

Profilį nulemia genetika, per tai, kokius terpenų sintazės genus augalas išreiškia, tad jei nori citrusinio ar kuro kvapo, perki jį. Tavo auginimas ir brandinimas sprendžia, kiek to aromato išlieka iki stiklainio.

Kaip išlaikyti žiedus stipriai kvepiančius?

Saugok terpenus tvarkydamas, nes jie lakūs ir juos išvaro karštis, šviesa, grubus tvarkymas ir perdžiovinimas. Vėsus, lėtas, tamsus džiovinimas ir brandinimas išsaugo aromatą, kurį užauginai — tas pats rūpestis, kuris saugo stiprumą.

Ar laboratorijos ataskaita rodo visus terpenus?

Ne, laikyk analizės sertifikatą daline nuotrauka. Laboratorijos dažnai praneša tik saujelę terpenų, tad veislė nėra plokščia vien todėl, kad lape išvardyti trys. Skaityk COA pagal tai, ką jis išmatavo, o dėl likusio pasitikėk savo nosimi.

Šaltiniai

  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.