Eterozigosi – la condizione eterozigote e la sua quota nella cannabis

Eterozigosi significa che in un determinato punto del patrimonio genetico la pianta porta due varianti diverse invece di due volte la stessa. Questi punti si chiamano loci, le due varianti presenti in un locus si chiamano alleli. Nella cannabis questa è la condizione di partenza e non un difetto. La specie infatti di regola si impollina in modo incrociato invece che da sola, e così varianti diverse si incontrano di continuo.

La parte importante in pratica viene dopo: ridurre l’eterozigosi porta all’inizio più disomogeneità, non meno. È il rovescio di ciò che ci si aspetta da un ciclo di autofecondazione, cioè da un ciclo in cui una pianta viene fecondata con il proprio polline. Nello studio di confronto i discendenti di questo ciclo variavano da due a tre volte tanto quanto i discendenti di un normale incrocio tra due piante. Chi vuole ridurre l’eterozigosi deve sopportare questa fase intermedia. Altrimenti interrompe la linea proprio dove ha l’aspetto peggiore.

Dove si vede e dove no

Il chemotipo è il caso chiaro, cioè la questione se una pianta produca soprattutto THC o soprattutto CBD. Dipende da un solo punto del patrimonio genetico, il locus B. Ogni pianta ha due copie di questo punto, e le due varianti che vi si trovano hanno lo stesso peso: nessuna copre l’altra. Se una pianta porta due volte la stessa, mostra il chemotipo puro corrispondente; se ne porta due diverse, produce entrambe le sostanze. Per questo qui è prevedibile che cosa dia un incrocio. Da due genitori eterozigoti nascono il 25 % di piante THC pure, il 50 % di eterozigoti e il 25 % di piante CBD pure. In dieci progenie esaminate della seconda generazione filiale, con un numero di piante valutate tra 35 e 118 per gruppo, si è presentato proprio questo rapporto.

Per la maggior parte degli altri caratteri questo segnale manca. Lì una variante copre l’altra, e quella nascosta compare solo quando la generazione successiva segrega. Una pianta dall’aspetto impeccabile può essere eterozigote in un numero qualsiasi di loci, e lo si scopre una generazione dopo.

Quanta ne porta il materiale

In piante di partenza a impollinazione libera, cioè senza impollinazione controllata, la quota di loci eterozigoti stava tra il 17 e il 35 %. È stata misurata con un pannello di 1500 marcatori. I marcatori sono punti del patrimonio genetico che in laboratorio si leggono in modo univoco e rappresentano la zona che li circonda. Anche il materiale portato di proposito in consanguineità non ne è privo; quanto segreghino ancora perfino linee ristrette più volte è spiegato nell’articolo sull’omozigosi.

Ne deriva la situazione in commercio. La maggior parte dei semi venduti come ibridi viene da incroci tra due singole piante fortemente eterozigoti e dà quindi discendenti disomogenei. Il vero seme ibrido della prima generazione filiale nasce invece dall’incrocio di due linee non imparentate, ciascuna omozigote. Per le specie che si impollinano a vicenda vale quindi il contrario dell’aspettativa diffusa che una prima generazione filiale sia uniforme. La selezione comincia già lì, perché le combinazioni desiderate possono comparire già in questa generazione.

Le due strade per ridurla

Per ridurla ci sono due strade. Una è l’incrocio tra fratelli, l’accoppiamento di due piante della stessa progenie; richiede piante maschio e quindi semi regolari. L’altra è l’autofecondazione, che nella cannabis presuppone un’inversione sessuale indotta chimicamente. I fiori maschili e femminili stanno infatti per lo più su piante separate.

L’autofecondazione è più rapida: dimezza la quota di loci eterozigoti a ogni ciclo, mentre l’incrocio tra fratelli richiede più tempo. Questa velocità ha un prezzo che il calcolo dei tempi non mostra. A parità di grado di inbreeding l’incrocio tra fratelli elimina meglio le varianti che sono letali in doppia copia, nel modello 7,11 varianti residue contro 9,3 con l’autofecondazione. Il motivo è che l’omozigosi cresce per gradi e non a salti. Il modello descrive popolazioni naturali; si può trasferire il meccanismo, non la cifra. In più ogni ciclo di autofecondazione seleziona anche la capacità di inversione sessuale. Così aumenta il rischio di fiori maschili indesiderati nella linea finita.

Quanto costa ridurla

Un solo ciclo di autofecondazione abbassa l’eterozigosi in modo misurabile e allo stesso tempo si fa sentire sulle piante. Nel confronto diretto con due incroci normali la quota attesa di loci eterozigoti era di 0,085 nei discendenti da autofecondazione contro circa 0,10 negli incroci, cioè circa un sesto più bassa. Le stesse piante raggiungevano circa metà dell’altezza e metà della superficie fogliare. Davano il 63 % in meno di massa secca di cime rispetto al gruppo di confronto e mostravano sempre foglie variegate.

Decisiva è la dispersione: per massa totale e massa delle cime era da due a tre volte più grande che negli incroci. Il ciclo quindi non ha uniformato, ma ha messo allo scoperto ciò che prima era nascosto. Una progenie diventa uniforme solo alla fine di una lunga serie di inbreeding, e poi nell’incrocio di due linee di questo tipo.

Come si misura

La via standard è un pannello di marcatori che indica la quota di punti eterozigoti su molti loci. Per il chemotipo esiste inoltre un marcatore che mostra entrambe le varianti nello stesso tempo. Ha riconosciuto le piante eterozigoti nel 95,3 % dei casi, ne ha quindi mancata circa una su venti. È stato valutato sulle linee e sulle progenie di un solo lavoro, e sulla sua utilità oltre questi incroci gli autori non avevano dati.