大麻遗传学:培育更好的作物

一张蜘蛛网般的线条连接着屏幕上缓慢旋转的彩色球体，显示出一幅三维地图。当我点击一个地球仪时，屏幕上会出现一个方框。这个盒子告诉我，一种名为“金菠萝克隆群”的大麻品系的四个片段已经测序，以及谁收集了这些片段，来自哪里。这是Phylos星系-大麻DNA的种群遗传图谱，描述了从80多个国家收集的3000多种大麻。Phylos Galaxy是由Alisha Holloway开发的，她是生物信息学主管Phylos生物科学．

对大麻进行基因分型——确定构成其dna的氨基酸的顺序——是一个蓬勃发展的行业。当我问雷吉·高迪诺，科学，遗传学和陡山实验室的知识产权-为什么有人要对大麻进行基因分型，他回答说:“为什么要对任何植物进行基因分型?”他的回答是:“为了能够培育任何植物，你想要找到你想要的特性，并增强它们。”测序的基因型揭示了DNA的元素，如单核苷酸多态性(SNPs)，这些元素与特定菌株的独特和潜在有用的特征有关。他解释说:“基因分型为你提供了许多不同层次的信息，这些信息对尝试操纵任何作物都是有用的。”

对于药用大麻，一些菌株在治疗特定病症方面比其他菌株更有效。正如Phylos Bioscience公司的研究主管杰斯·克里斯托夫(Jes Kristof)所说:“非常特定的菌株可以解决特定的医疗条件，错误的菌株甚至会产生不良影响。”基因分型是保证菌株真实性的唯一方法。

挫败欺诈，获得最好的大麻品种

克里斯托夫说，一些药房和种植者用错误的名字销售大麻产品，只是因为这个名字卖得更好。她说，通过基因分型，“消费者可以看到他们购买的是什么，种植者可以确认他们种植的是什么，育种者可以确定他们想用哪些植物繁殖。”

高迪诺说，尽管大麻的基因分型方式与其他生物差不多，但它仍然很罕见。他指出:“只有少数组织在这么做。”在对大麻进行基因分型时，公司通常会使用下一代测序(NGS)，它可以相对快速地处理样本。例如，陡坡公司使用太平洋生物科学公司的NGS平台，而Phylos生物科学公司使用Illumina公司的NGS平台。

在Phylos Bioscience进行的每一次测序都包括大约100个样本，Illumina NGS平台提供了高覆盖率，这意味着它可以彻底探索基因型。“我们不是为了省钱而削减数据，”克里斯托夫说。

DNA测序结果为种植者提供了有利的信息。具体来说，这个过程的速度对育种和生长有很大的影响。基因型测序可以通过使用只生长了一到两个月的植物叶片的DNA来揭示植物的特征，而不是种植8个月来观察它是否具有所需的性状。高迪诺解释说:“如果你能在一棵植物长到一英尺高而不是八英尺高时决定是否要培育它，你就可以繁殖更多代。”“我们的客户一年能得到四代。”

简而言之，科学家可以测试和描述大麻的DNA，以改进产品，并确保产品包含正确的品系。“最重要的一点是，”Kristof说，“大麻是一种植物，研究任何植物的所有真正科学都可以在大麻上进行。”也应该如此。