CULTIVATION GUIDES
TRİPLOİDLERİN BÜYÜSÜ
2020 yılında ıslah ekibimiz, ticari olarak sunulan ilk triploid kenevir tohumlarını geliştirerek bu alana öncülük etti.
Bu atılım, aynı tarımsal gelişmeden yararlanan uzun bir ürün listesine dayanıyor: çekirdeksiz karpuzdan üzüme, turunçgillerden şerbetçiotuna kadar. Daha önce muz yediyseniz, bir triploid bitkinin meyvesini de tatmışsınız demektir. Triploidler, çok sayıda tohum oluşturmadan daha büyük ve daha kaliteli meyveler ve çiçekler üretir.
Ürün yelpazemizde THC, THCV, CBD, CBDV ve CBG bakımından zengin çok sayıda triploid kenevir tohumu bulunuyor. Bu tohumlar yetiştiricilere oyunun kurallarını değiştiren avantajlar sunuyor. Poliploidinin kenevirin geleceği olduğuna inanıyoruz.
Bunu ilk bizim yaptığımıza inanmıyor musunuz? Islah ekibimizin, “triploid” kelimesi kenevir dünyasında moda olmadan çok önce hazırladığı ve National Library of Medicine’de yer alan bilimsel yayını inceleyin.
Triploid çeşitlerde döllenme ve tohum oluşumu son derece zor gerçekleşir. Bunun yanında üretim miktarı, aroma ve genel görünüm açısından da belirgin gelişmeler görülür. Bu büyük adım, kenevir yetiştiricilerine daha önce mümkün olmayan olanaklar sunarken tohumlanmış bir hasat riskini de önemli ölçüde azaltır.
Triploid bitkiler, nadir de olsa doğada kendiliğinden ortaya çıkar. Tek sayıda kromozom takımına sahip bu bitkiler, tozlaştıklarında yaşama yeteneğine sahip yeni bitkiler oluşturmaz.
Çevresinde yabani kenevir, terk edilmiş tarlalar veya lif için yetiştirilen kenevir bulunan üreticiler için triploidler bir sezonu kurtarabilir. Triploid bir bitkide zaman zaman oluşabilen hermafrodit çiçeklerin poleni de neredeyse etkisizdir. Böyle bir çiçeği gözden kaçıran kapalı alan yetiştiricileri için bu özellik tüm yetiştirme odasını kurtarabilir. Çok yoğun tozlaşma altında bir miktar tohum oluşabilse de bu, sıradan bir diploid bitkinin üreteceğinin çok küçük bir bölümüdür.
Cornell Üniversitesi, 2021’den beri triploid bitkilerimizi tohum ve lif üretimi için yetiştirilen kenevirin arasına dikerek deniyor. Bitkiler, çoğu yetiştiricinin hayal bile edemeyeceği miktarda polenle adeta kaplanıyor. Bir miktar tohum oluşsa da kannabinoid düzeyleri yüksek, tohum oranları ise çok düşük kalıyor.
Araştırma sonuçlarını burada inceleyin.
Denemelerimizde triploid kenevir çeşitleri, diploid eşdeğerlerine kıyasla %30–100 daha fazla çiçek üretti. Burada söz konusu olan yalnızca çiçek ağırlığıdır; sap ve yapraklar hesaba katılmıyor.
En büyük gelişmeyi otomatik çiçeklenen çeşitlerde gördük: bitki başına ortalama 400 gram. Geleneksel diploidlerde ise bu miktar genellikle 100–150 gram arasında kalıyor. Fotoperiyoda bağlı hatlarımızda çiçek üretiminde rahatlıkla %30 artış görüyoruz.
Bizi en çok etkileyen, ürettikleri çiçeklerin hem kalitesi hem de miktarı oldu. Triploidler, açık alanda da kapalı alanda da son derece güçlü üreticiler!
Triploid çiçeklerin ne kadar yoğun reçineyle kaplandığını fark etmemek imkânsız. Reçine, çiçeklerin arasındaki küçük yapraklarda geleneksel diploidlere göre daha aşağılara kadar uzanıyor. Yan yana yetiştirildiklerinde fark doğrudan bitkilerde görülebiliyor. Triploidler adeta reçine sızdırıyor.
Araştırmalar, triploid şerbetçiotunda aroma bileşiklerinin %50 arttığını gösterdi. Kenevirde de benzer bir durum olması muhtemel. Araştırmacılar, terpenlerin kenevir aromasının yalnızca yaklaşık %50’sinden sorumlu olduğunu ortaya koyuyor. Bu nedenle aromayı tam olarak ölçmek son derece zor. Yine de diploidlerle triploidler arasındaki farkı kokuda ve tatta hissedebilirsiniz.
THC, THCV, CBD, CBDV ve CBG içeren triploid çeşitlerimizle büyük gurur duyuyoruz. Ancak bunların birçoğu sınırlı miktarda bulunuyor.
Bu tohumlar pahalı olabilir, ancak üretilmeleri de son derece zordur. Süreci istenen seviyeye getirmek yıllar süren araştırma ve geliştirme çalışması gerektirdi.
Önce F1 hibrit hatları için ebeveyn seçimine zaman ayırıyoruz. Ardından işin bilimsel kısmı başlıyor. Seçtiğimiz ana bitkiler, tetraploide dönüştürülmek üzere işlem görüyor. Tetraploid olduklarından emin olmak için bitkilere 2 ay boyunca işlem uyguluyor ve test yapıyoruz. Bu süreçte bitkilerin yaklaşık %50’sini kaybediyoruz. Bazıları da yeniden diploid hâle geliyor ve elenmesi gerekiyor. Dönüşümü başarıyla tamamlayıp hayatta kalan bitkileri yeniden sağlığına kavuşturuyor, çelikle çoğaltıyor, tekrar test ediyor ve sonunda ana bitki olarak kullanıyoruz.
Sonra bu bitkiler seralarımıza alınarak akrabalı yetiştirmeyle elde ettiğimiz diğer diploid hattımızın poleniyle tozlaştırılıyor. Üretim döngülerimizin çoğunda, normal bir çaprazlamada elde edeceğimiz tohum miktarının ancak %5–30’una ulaşıyoruz. Yaşayabilir tek bir tohum bile vermeyen birkaç küçük üretimimiz de oldu.
Peki, maliyet neden yüksek? Yıllarca araştırma ve geliştirme, aylarca test, çelikle çoğaltma, yetiştirme, tozlaştırma ve yüksek elektrik faturaları… Üstelik bütün bunların sonunda, normal bir diploid çaprazlamadan alacağımız tohum veriminin yalnızca %5–30’unu elde ediyoruz.
Bu sürece öncülük etmek büyük bir mali yük oluşturdu ve bizi neredeyse iflasın eşiğine getirdi. Yine de sonunda buna değeceğini biliyoruz. Triploid ıslah sürecimiz hakkında daha fazla bilgiyi burada okuyabilirsiniz.
Doğadaki kenevir, neredeyse tamamen diploid bir türdür (2n). Diploidlerde her bitki, her ebeveynden bir kromozom takımı alır. Nadir de olsa kendiliğinden oluşan mutasyonlar diploid genomun iki katına çıkmasına ve tetraploid bireylerin (4n) ortaya çıkmasına yol açabilir. Bu durum kontrollü ıslah popülasyonlarında bile görülebilir.
Oregon CBD’de araştırmacı bitki ıslahçıları olarak çalışan Dr. Hsuan Chen ve Brendan Rojas, diploid kenevir dokusunu hücre bölünmesini engellediği bilinen bileşiklerle işlemek için bir dizi deney tasarladı. Bu işlem, doğada çok seyrek gerçekleşerek tetraploid oluşumuna yol açan olayları taklit ediyor. Bugün, çok sayıda deneyin ardından, bunu daha tutarlı biçimde yapabiliyoruz. İşlem gören bitkiler, bitki genomunun büyüklüğünü ölçebilen bir cihaz olan akış sitometresiyle taranmalı ve diploid eşdeğerleriyle karşılaştırılmalıdır. Böylece genom büyüklüğünün istenen şekilde iki katına çıkıp çıkmadığı belirlenir. Başarılı sonuç, dört homolog kromozom takımına sahip tetraploidlerdir (4n): ana bitkinin genomu iki katına çıkmış, genetik olarak aynı kopyaları. Diploid duruma dönüşü önlemek için bu tarama, sonraki çelik nesillerinde birkaç kez tekrarlanır.
Tetraploid kenevir bitkileri başka iki araştırma grubu tarafından da tanımlandı: Mansouri ve Bagheri, 2017; Parsons ve çalışma arkadaşları, 2019. Onların bulguları bizimkilerle örtüşüyor. Bitkinin biçiminde ve yapısında belirgin değişimler ve daha yüksek besin tüketimi görülüyor. Ancak aroma bileşiklerindeki belirgin artış dışında, kimyasal bileşim — hem oranlar hem de üretilen toplam miktarlar — büyük ölçüde değişmiyor. Şu ana kadarki bulgular, daha yoğun koku dışında tetraploidlerin diploidlere göre performans artışının çok az olduğunu, hatta hiç olmayabileceğini gösteriyor.
Yetiştiriciler için asıl büyük değişim, tetraploidler (4n) diploidlerle (2n) çaprazlandığında ortaya çıkıyor. Oluşan tohum, tetraploid ebeveynden 2 kromozom takımı ve diploid ebeveynden 1 takım alıyor (3n). Bu geleneksel bitki ıslahı yöntemi iyi belgelenmiştir ve birçok başka tarım ürününü geliştirmek için kullanılmıştır. Özellikle çekirdeksizlik, uçucu yağ üretimi ve daha fazla biyokütlenin değerli olduğu ürünlerde önem taşır. Ploidi düzeyini, yani kromozom takımı sayısını değiştirerek bu devrim niteliğindeki gelişmeyi çok farklı kenevir kemotiplerinde sunabiliyoruz. Bu da modern kenevir ıslahı tarihindeki en önemli gelişmelerden biri.
Sırada ne var? Size tetraploid keneviri göstermek için sabırsızlanıyoruz!
Triploid genetik, ticari tarımda son derece yaygındır. Tüketicilerin her gün satın aldığı pek çok meyve, sebze ve çiçek ya triploiddir ya da başka bir poliploid türüdür. Çoğu kişi bunun farkında bile değildir. Ancak triploid veya başka poliploid tohumlar üretmek, özellikle kenevirde, kolay bir iş değildir. Piyasada neden daha fazla bulunmadığını merak mı ediyorsunuz? Çünkü üretim pahalıdır ve zaman alır. İşte kendi triploidlerinizi oluşturma sürecine genel bir bakış.
Doğadaki bitki ve hayvan türlerinin çoğu diploiddir. Yani her ebeveynden bir tam kromozom takımı alarak toplam iki takıma sahip olurlar; buna 2x denir. Bazen ebeveynlerden birinden fazladan bir takım gelir ve 3x bir organizma ortaya çıkar. Birçok bitki ve hayvanda bu 3x organizmalar üretimde ve diğer istenen özelliklerde belirgin artış gösterir. Daha fazla DNA’ya sahiptirler ve dolayısıyla daha fazla üretirler. Kendi çalışmalarımız da dâhil olmak üzere bu konuda çok sayıda bilimsel yayın var. Burada konuyu basit tutacağız.
2020 yılında Dr. Hsuan Chen ve Brendan Rojas’ın rehberliğinde, triploid kenevir tohumu üretimi üzerine kapsamlı bir kılavuz hazırladık. Yayımlanmış çalışmamızı burada inceleyebilirsiniz.
Triploid tohum oluşturmak için zaman ve kaynak ayıracaksanız, seçtiğiniz ebeveynlerin kaliteli olduğundan emin olmalısınız. Ebeveyn hatlarımızı oluşturmak için yıllarca akrabalı yetiştirme ve seçilim çalışması yürütüyoruz. Genellikle yalnızca F1 hibrit triploidler üretiyoruz.
Herhangi bir bitkiyi doğrudan triploide dönüştüremezsiniz. Bir tetraploid (4x) ve bir diploid (2x) ebeveyn kullanmanız gerekir. Örneğin, popüler polihibrit Girl Scout Cookies’in triploid bir versiyonunu oluşturmak için çaprazlamayı asıl ebeveynlerine kadar takip etmeli, ebeveynlerden birini tetraploide dönüştürmeli ve diploid eşdeğeriyle çaprazlamalısınız. Sonra oluşan tohumlardan yetişen bitkiler arasından o ünlü klona karşılık gelen bitkiyi ararsınız.
Bir diploid bitkiyi tetraploide (4x) dönüştürmek için çeliğe veya fideye, hücre bölünmesini engelleyen bir madde olan kolşisin uygulanır. Ne yazık ki işlem gören bitkilerin hayatta kalma oranı oldukça düşüktür. Bu nedenle çok sayıda bitkiye uygulama yapmak ve iyi sonuç ummak gerekir. Hayatta kalanların toparlanması birkaç haftadan bir aya kadar sürebilir. Bu dönemde büyüme yavaştır.
İşlem gören bitkiler yeni sürgünler vermeye başladığında, bütün bitkinin tetraploid olduğunu doğrulamak için her yeni sürgünün ploidi düzeyi test edilmelidir. Bitki dokusunu analiz ederek kromozom takımı sayısını belirleyen bir akış sitometrisi cihazı kullanıyoruz. Dönüşümden sonra bitkilerden diploid sürgünlerin çıktığını sık sık görüyoruz. Hem diploid hem tetraploid büyüme gösteren bitkileri eliyoruz. Tüm yeni büyümenin tetraploid (4x) olduğundan emin olana kadar yaklaşık bir ay test yapıyoruz.
Tetraploid bitkinin gelişim gücüne bağlı olarak, çelik almadan önce genellikle bir veya iki ay bekliyoruz. Bu çelikleri köklendiriyor, özenle bakıyor ve güçlü ana bitkiler hâline gelene kadar bir veya iki ay daha büyütüyoruz. Yeterli büyüklüğe ulaştıklarında onları çiçeklenmeye geçiriyoruz.
Yalnızca feminize tohumlar üretiyoruz. Bu nedenle ana bitkilerimiz büyürken polen sağlayacak bitkileri de hazırlamaya başlıyoruz. Dişi bitkilerde erkek çiçek oluşmasını sağlamak için gümüş tiyosülfat (STS) uyguladığımız S3 ve S4 feminize otomatik çiçeklenen hatları kullanıyoruz. Bu işlem yaklaşık 2–3 hafta sürüyor. Polen verecek bitkilerimiz polen üretmeye başladığında sıra bir sonraki adıma geliyor.
Tetraploid (4x) ana bitkilerimizi birkaç hafta boyunca diploid (2x) seçkimizden gelen, feminize tohum üretiminde kullanılan polenle kapladıktan sonra, bitkilere özenle bakıyor ve tohumların oluşmasını bekliyoruz. Ne yazık ki tetraploid bitkiler çoğu zaman neredeyse kısırdır. Bu yüzden tohum üretimi, iki diploidin çaprazlanmasına göre çok daha düşüktür. Diploid ve tetraploid çaprazlamalarında genellikle, diploid-diploid çaprazlamalarındaki tohum miktarının yalnızca %5–30’unu elde ediyoruz. Bu da süreci daha maliyetli hâle getiriyor. Tetraploide dönüştürme ve ortam koşullarını kontrol etme giderleri, örneğin aydınlatma elektriği, maliyeti daha da artırıyor.
Seralarımızda 9–11 haftalık çiçeklenmenin ardından bitkileri hasat ediyor, tohumları ayırıyor ve soğuk depoya alıyoruz. Birçok triploid çeşidimizin, tıpkı pek çok çiçekli bitki türünde olduğu gibi, soğukta uzun bir dinlenme dönemi geçirmesi gerektiğini gördük. Bazı çeşitlerin bu dönemi tamamen tamamlaması 3 aya kadar sürebiliyor. Sonrasında en iyi çimlenme oranlarına ulaşıyorlar.
Tohumların iyi çimlendiğinden emin olduktan sonra, ploidi ve çimlenme testleri için onları bağımsız laboratuvarlara gönderiyoruz.
Sonuç olarak triploid üretimi ne kolay ne de ucuzdur. Gelişmiş bir ıslah altyapısı gerekir. Buna rağmen elde edilen tohum sayısı, bir diploid çaprazlamadan alınabilecek miktarın yalnızca küçük bir bölümüdür.
Ama triploidleri seviyoruz ve bu çabaya değdiklerini biliyoruz. Aşağıda tohum üretimiyle ilgili kısa rehberimizi izleyebilirsiniz. Triploidler, belki de tetraploidlerle birlikte, kenevirin geleceği.