Можно ли изменить, как пахнет сорт?

Что тебе нужно знать

Как пахнет твой сорт, определяется тем, какие гены терпен-синтаз он экспрессирует и на каком уровне. Команда Allen в Steep Hill Labs картировала всё семейство генов терпенсинтаз — всего 55 генов — и профилировала терпены по 240 cultivar. Вывод прямой: ты можешь подтолкнуть выход терпенов средой, но переписать рецепт терпенов ты не можешь. Cheese будет пахнуть сыром. Haze будет пахнуть хейзом. Это не ограничение — это основа выбора надёжной генетики.

Понимание того, что терпены определяются генетически, а не модифицируются средой, позволяет тебе принимать более умные решения по breeding, выбирать cultivar с точностью и перестать тратить время на подстройки среды, которые не изменят профиль.

Наука

Исследование Allen состояло из двух частей. Первое — они профилировали содержание терпенов по 240 cultivar каннабиса с помощью GC-MS-анализа образцов шишек, предназначенных для диспансеров в штате Washington. Второе — они использовали недавно ставшую доступной сборку генома Jamaican Lion, чтобы идентифицировать и охарактеризовать все гены терпенсинтаз (TPS) — ферменты, которые на самом деле строят терпены из молекул-предшественников.

Разнообразие терпенов по cultivar: Средний образец шишки содержал 11.2 обнаружимых терпенов выше 1% от общего содержания терпенов, с 5.4 терпенами выше 5%. Доминантный терпен (обычно myrcene, caryophyllene, limonene или terpinolene) в среднем составлял лишь 35% от общего. Четыре главных терпена составляли 72% общего содержания. Это значит, что профили терпенов сложны — это никогда не «один терпен», определяющий сорт, даже если маркетинг говорит иначе.

Коррелированные пары терпенов: Это тот вывод, который раскрывает контроль на уровне ферментов. β-caryophyllene и α-humulene показали R² = 0.92 — почти идеально коррелируют. Это потому, что TPS9, один-единственный фермент, производит оба соединения примерно в соотношении 3:1. D-limonene и camphene: R² = 0.92. α-terpineol и fenchol: R² = 0.85. Когда два терпена тесно коррелируют по сотням cultivar, это означает, что они происходят из одного и того же фермента. Ты не можешь увеличить один, не увеличив другой, и не можешь изменить соотношение, потому что соотношение встроено в активный центр фермента.

Семейство генов: Allen идентифицировал 55 полноразмерных TPS-генов в геноме каннабиса, классифицированных в три подсемейства: TPS-a (21 sesquiterpene-синтаза), TPS-b (26 monoterpene-синтаз) и TPS-c (4 diterpene-синтазы). Только 12 были функционально охарактеризованы до этого исследования. Данные РНК-экспрессии от Purple Kush показали, что лишь три гена (TPS1, TPS18, TPS5) доминировали в общей TPS-экспрессии, причём TPS1 (limonene-синтаза) был экспрессирован сильнее всего в целом.

Мультипродуктные ферменты: Большинство TPS-ферментов каннабиса производят несколько терпеновых продуктов из одного субстрата. TPS5 производит β-myrcene как основной продукт, но также генерирует α-pinene. TPS33 производит и α-terpinene, и γ-terpinene примерно в равных количествах. Эта мультипродуктная природа — причина, почему профили терпенов сложны: небольшое число сильно экспрессированных генов производит перекрывающиеся наборы соединений, и общий профиль возникает из объединённого выхода.

Корнеспецифичные TPS-гены: Команда Allen открыла кластер из четырёх почти идентичных TPS-генов, экспрессируемых специфически в корнях, а не в шишках. У этих корневых monoterpene-синтаз неизвестные продукты, но они могут играть роль в подземных экологических взаимодействиях. Этот вывод означает, что растение делает терпены, которые ты никогда не нюхаешь, в тканях, которые ты никогда не собираешь, для целей, не имеющих ничего общего с твоей банкой.

Как это применить

• Выбирай генетику по профилю терпенов, а не по методу выращивания. Если хочешь limonene-доминантную шишку — выращивай cultivar с высокой экспрессией TPS1. Если хочешь myrcene — найди генетику, которая сильно экспрессирует TPS5. Никакое количество мелассы, UV-света или температурных манипуляций не превратит myrcene-доминантный сорт в limonene-доминантный.

• Перестань доверять ярлыкам «indica vs sativa» для ожиданий по терпенам. Данные Allen показали, что профили терпенов группируются по cultivar, а не по дихотомии indica/sativa. Два «sativa»-сорта могут иметь совершенно разные профили терпенов, а сорт с ярлыком «indica» может иметь тот же профиль, что и сорт с ярлыком «sativa». Названия — это маркетинг, а не химия.

• Сосредоточься на том, что ты можешь контролировать: время сбора и условия сушки/пролечки влияют на то, какие терпены сохраняются в конечном продукте, даже если они не могут изменить, какие терпены делает растение. Monoterpenes (myrcene, limonene, pinene) летучи и испаряются при агрессивной сушке. Низкая, медленная сушка сохраняет больше профиля, который построила генетика.

• Если выбираешь семена или клоны, запроси у бридера результаты тестов на терпены, а не только проценты THC. Данные по терпенам говорят тебе больше о том, как шишка реально будет пахнуть и на вкус, чем любое strain-название или маркетинговое описание.

Seb’s Corner (Level 2+)

Геномная организация семейства TPS показательна. Около половины генов существует в геномных массивах — кластерах близкородственных генов на одной хромосоме, что указывает на недавние события дупликации генов. Крупнейший кластер содержит 11 TPS-b-генов, простирающихся примерно на мегабазу, включая охарактеризованные limonene- (TPS1), α-pinene- (TPS2), β-myrcene- (TPS3) и β-ocimene- (TPS13) синтазы. Эти гены в среднем делят 66% аминокислотной идентичности, что указывает на то, что они диверсифицировались от общего предка, но находились под дивергентным отбором на продуктовую специфичность. Кластер TPS5/TPS11 особенно интересен: TPS5 (доминантная myrcene-синтаза) делит 73% идентичности с четырьмя корнеспецифичными синтазами (TPS11, TPS36, TPS37, TPS38), несмотря на совершенно разные паттерны экспрессии и, вероятно, разные продукты. Это указывает на то, что эволюция тканеспецифичных промоторов, а не только эволюция кодирующей последовательности, была важным драйвером диверсификации профилей терпенов. Для бридеров ключевой вывод в том, что модификация профиля терпенов требует изменений на регуляторном уровне (какие гены включены, где и когда) не меньше, чем на белковом уровне (что производит каждый фермент). Это делает breeding терпенов сложнее, чем breeding хемотипа каннабиноидов, где один-единственный генетический локус контролирует соотношение THC:CBD.

На что обратить внимание

• «Terpene-boosting» питание: Предшественники терпенов (GPP для monoterpenes, FPP для sesquiterpenes) синтезируются из промежуточных продуктов первичного метаболизма — пирувата, глицеральдегид-3-фосфата и ацетил-CoA. Они в изобилии есть в любом здоровом, хорошо кормлённом растении. Нет доказательств, что конкретные питательные добавки увеличивают снабжение предшественниками терпенов сверх того, что даёт нормальное питание. Если продукт заявляет, что «бустит терпены», потребуй рецензируемое испытание. Его не существует.

• Мифы об изменении терпенов средой: Падения температуры, UV-свет, стресс-техники — ничто из этого не меняет профиль терпенов, заданный генетикой. Они могут слегка подтолкнуть общую концентрацию терпенов (громкость), но не меняют соотношение (эквалайзер).

• Pheno-hunt как генетическая рулетка: Если выращиваешь из семян (не из клонов), два фенотипа из одной скрещивания могут экспрессировать разные комбинации TPS-генов из-за генетической сегрегации. Эта вариация генетическая, а не средовая. Как только найдёшь нужный pheno, клонируй его, чтобы сохранить.

• Ненадёжность strain-названий: Два «OG Kush» из разных источников могут иметь совершенно разные профили терпенов. Названия — это маркетинг. Результаты тестов — это химия.

Quiz