Caracterización morfológica, bioquímica y molecular de cuatro accesiones de Cannabis sativa L.

Abstract

Cannabis sativa L. es una planta herbácea que recientemente ha ganado atención en el sector agrícola colombiano gracias a la legalización de su cultivo con fines medicinales e industriales. En el presente estudio se realizó la caracterización morfológica, bioquímica y molecular de cuatro accesiones de Cannabis sativa L en los departamentos colombianos de Santander, Cundinamarca y Valle del cauca. Las variables morfológicas se registraron en las etapas de plántula, floración y poscosecha. La cuantificación de cannabinoides se realizó mediante cromatografía líquida de ultra eficiencia (UHPLC), y finalmente la caracterización molecular comprendió la genotipificación y secuenciación de los genes THCA sintasa / CBD sintasa. Los análisis estadísticos evidenciaron la falta de homogeneidad y distinguibilidad de las accesiones en la mayoría de las variables evaluadas. El contenido de cannabinoides mostró amplios intervalos de variación para la media dentro y entre las accesiones, y en el caso específico del contenido de tetrahidrocannabinol los promedios siempre superaron el límite de concentración establecido por la legislación colombiana. Las genotipificación mediante marcadores moleculares mostró una gran mayoría de pools heterocigotos, seguidos de homocigotos para CBDA sintasa y solo dos homocigotos para THCA sintasa. La secuenciación de los genes CBDA/THCA sintasa reveló la presencia de polimorfismos que afectan la eficiencia de la enzima que codifican, lo cual repercute sobre los niveles de acumulación de cannabinoides. Según estos resultados no es posible definir como variedades los materiales evaluados en este estudio ya que es evidente la heterogeneidad al interior de cada accesión, de forma alternativa, se propone una nueva clasificación de los individuos en tres grupos producto del análisis de clúster, la cual fue consistente para variables morfológicas, y variables de rendimiento. La metodología aquí reportada complementa el protocolo de caracterización morfológica propuesto por el Instituto Colombiano Agropecuario (ICA) y permite la identificación de diferencias no evidentes que afectan de forma significativa el criterio de clasificación de variedades vegetales. (Texto tomado de la fuente)

Cannabis sativa L. is an herbaceous plant that has recently gained attention in the Colombian agricultural sector thanks to the legalization of its cultivation for medicinal and industrial purposes. In the present study, the morphological, biochemical and molecular characterization of four accessions of Cannabis sativa L was carried out in the Colombian departments of Santander, Cundinamarca and Valle del cauca. Morphological variables were recorded in the seedling, flowering and postharvest stages. The quantification of cannabinoids was carried out using ultra high performance liquid chromatography (UHPLC), and finally the molecular characterization included the genotyping and sequencing of the THCA synthase / CBD synthase alleles of the B locus. the accessions in most of the variables evaluated. The cannabinoid content showed wide ranges of variation for the mean within and between the accessions, and in the specific case of the tetrahydrocannabinol content, the averages always exceeded the concentration limit established by Colombian legislation. Molecular marker genotyping showed a large majority of heterozygous pools, followed by homozygous for CBDA synthase and only two homozygous for THCA synthase. The sequencing of the CBDA / THCA synthase alleles shows the presence of polymorphisms that affect the efficiency of the enzyme they encode, which is directly related with cannabinoid accumulation levels. According to these results, it is not possible to define the accessions evaluated in this study as varieties, since the heterogeneity within each accession is evident, alternatively, a three group classification of the individuals is presented according to cluster analysis. The methodology reported here complements the morphological characterization protocol proposed by the Instituto Colombiano Agropecuario (ICA) and allows the identification of non-evident differences that significantly represent the criterion for the classification of plant varieties.