ทุกรหัสบนซองเมล็ดพันธุ์ — F1, F2, S1, BX3, “นิ่งแล้ว (stabilised)” — อธิบายถึงกระบวนการปรับปรุงพันธุ์ที่เฉพาะเจาะจงซึ่งส่งผลโดยตรงต่อห้องปลูกของคุณ และแทบจะไม่มีใครที่พิมพ์ฉลากเหล่านี้ใช้งานมันได้อย่างถูกต้องเลย
1. จีโนไทป์, ฟีโนไทป์, และสิ่งที่ฉลากรับปากไว้
รายละเอียดของเมล็ดพันธุ์คือคำสัญญาเกี่ยวกับ ความแปรผัน (variation): ต้นไม้สิบต้นของคุณจะมีความคล้ายคลึงกันมากแค่ไหน และเหมือนกับภาพถ่ายเพียงใด รหัสรุ่น (Generation codes) เป็นเพียงส่วนเดียวของรายละเอียดที่ให้ข้อมูลจริงเกี่ยวกับเรื่องนั้น เนื่องจากมันบอกได้ว่าเมล็ดพันธุ์ของคุณผ่านการคัดเลือกมากี่รอบนับตั้งแต่การผสมข้ามสายพันธุ์ครั้งแรก
จีโนไทป์ (Genotype) คือความแปรผันของยีนที่พืชมีอยู่; ส่วน ฟีโนไทป์ (phenotype) คือสิ่งที่คุณสังเกตเห็น — ความสูง, กลิ่นหอม, เรซิน, เวลาในระยะออกดอก ฟีโนไทป์ คือ จีโนไทป์ ที่ถูกกรองผ่านสภาพแวดล้อม ดังนั้น การคัดเลือกฟีโนไทป์ (phenohunting) จะสำเร็จได้ก็ต่อเมื่อพืชทุกต้นได้รับการดูแลที่เหมือนกันทุกประการ
กัญชาเป็นพืชแบบ ดิพลอยด์ (diploid): มีสองอัลลีลในแต่ละ ตำแหน่งยีน (locus) โดยได้มาจากพ่อแม่ฝั่งละหนึ่ง อัลลีลที่เหมือนกันสองตัวเรียกว่า โฮโมไซกัส (homozygous), หากแตกต่างกันสองตัวเรียกว่า เฮเทอโรไซกัส (heterozygous).
2. อัลลีลเด่น, อัลลีลด้อย และอัลลีลเด่นร่วม (Codominant)
| ความสัมพันธ์ | ลักษณะของเฮเทอโรไซโกตที่แสดงออก | ผลในทางปฏิบัติ |
|---|---|---|
| เด่น / ด้อย (Dominant / recessive) | ลักษณะของพ่อแม่ฝั่งที่เด่นกว่า | ลักษณะทางพันธุกรรมจะหายไปหนึ่งรุ่น แล้วกลับมาใหม่ |
| เด่นร่วม (Codominant) | แสดงออกทั้งสองอัลลีลพร้อมกัน | ไม่มีอะไรถูกซ่อน; ฟีโนไทป์แสดงให้เห็นถึงจีโนไทป์ |
| เสริมกัน หรือ โพลียีน (Additive / polygenic) | อยู่กึ่งกลาง, มีความต่อเนื่อง | เกี่ยวข้องกับหลายตำแหน่งยีน, ไม่มีสัดส่วนที่ชัดเจน, ทำให้นิ่งได้ช้า |
อัลลีลด้อยมักซุ่มโจมตีผู้ปลูก การศึกษาในปี 2022 ในวารสาร Frontiers in Plant Science โดย Toth และคณะ ได้ทำแผนที่ลักษณะของออโต้ฟลาวเวอร์ใน Cannabis sativa ไปยังตำแหน่งยีนเดียวที่พวกเขาตั้งชื่อว่า Autoflower1 ซึ่งเป็น อัลลีลด้อยในหนึ่งตำแหน่งยีน ในกลุ่มประชากรที่กำลังแยกตัวจำนวน 88 ต้น พบว่า 31.8% และ 27.3% เข้าสู่ระยะออกดอกภายใต้วันที่แสงยาว — ทั้งสองค่าใกล้เคียงกับ 25% ที่ตำแหน่งอัลลีลด้อยหนึ่งตำแหน่งได้ทำนายไว้ ดังนั้น การผสมข้ามสายพันธุ์ระหว่างออโต้ฟลาวเวอร์กับพืชโฟโตพีเรียด จะไม่ให้กำเนิดออโต้ฟลาวเวอร์เลยในรุ่นแรก และจะกลับมาหนึ่งในสี่ในรุ่นที่สอง
3. การถ่ายทอดทางพันธุกรรมของเคโมไทป์: ระบบยีนเดี่ยวที่มีการบันทึกไว้ดีที่สุดในกัญชา
ลักษณะทางพันธุกรรมส่วนใหญ่ของกัญชามักมีความซับซ้อน แต่มีอยู่หนึ่งอย่างที่ไม่เป็นเช่นนั้น De Meijer และคณะ เสนอในวารสาร Genetics เมื่อปี 2003 ว่าอัตราส่วนระหว่างแคนนาบินอยด์หลักสองชนิดถูกกำหนดโดย ตำแหน่งยีนเดียว ซึ่งพวกเขาเรียกว่า B ซึ่งมีอัลลีลเด่นร่วมกันสองตัว ตัวหนึ่งกำหนดเอนไซม์สังเคราะห์ที่เปลี่ยนสารตั้งต้นร่วมอย่าง cannabigerolic acid ไปเป็น cannabidiolic acid, ส่วนอีกตัวเปลี่ยนไปเป็น tetrahydrocannabinolic acid คำเรียกสั้นๆ ของนักปรับปรุงพันธุ์: BD และ BT
| เคโมไทป์ (Chemotype) | จีโนไทป์ | โปรไฟล์สารเคมี |
|---|---|---|
| หนึ่ง | BT / BT | โดดเด่นด้าน Tetrahydrocannabinol (THC) |
| สอง | BT / BD | มีทั้งสองอย่าง, สมดุลโดยประมาณ |
| สาม | BD / BD | โดดเด่นด้าน Cannabidiol (CBD) |
ตารางพุนเนตต์ (Punnett square) ที่คำนวณแล้ว
เขียนเซลล์สืบพันธุ์ของพ่อหรือแม่ฝั่งหนึ่งไว้ด้านบน และอีกฝั่งหนึ่งไว้ด้านข้าง เติมการผสมผสานลงไป ในที่นี้ นำพืชที่มีสารสมดุลสองต้นมาผสมข้ามกัน — นี่คือรูปแบบดั้งเดิมที่สายพันธุ์แบบสมดุลมักจะผิดเพี้ยนไป:
| BT | BD | |
|---|---|---|
| BT | BT/BT | BT/BD |
| BD | BT/BD | BD/BD |
กลุ่มของ De Meijer สังเกตเห็นอัตราส่วน 1:2:1 นี้อย่างชัดเจนในประชากรรุ่นที่สองของพวกเขาเอง: หนึ่งในสี่กลับไปเป็นเคโมไทป์หนึ่ง, หนึ่งในสี่กลับไปเป็นอีกเคโมไทป์, มีเพียงครึ่งเดียวที่ยังคงความสมดุล ต้นกัญชาที่มีแคนนาบินอยด์สมดุลไม่สามารถให้ลูกที่เหมือนตัวเองได้ตามนิยาม เนื่องจากจีโนไทป์ที่เป็นตัวกำหนดของมันคือเฮเทอโรไซกัส เมล็ดพันธุ์ “สมดุลที่นิ่งแล้ว (stabilised balanced)” อาจเกิดการแยกตัว (segregates) หรือมาจากพ่อแม่ที่เป็นโฮโมไซกัสสองต้น — ซึ่งก็จะมีความสมดุลแค่เฉพาะในรุ่นแรกเท่านั้น
ข้อยกเว้นมีอยู่จริง
งานวิจัยของ De Meijer เองตั้งข้อสังเกตว่า อัตราส่วนภายในเคโมไทป์นั้นมีความ เฉพาะเจาะจงต่อรุ่นลูก (progeny specific): คลาสของมันจะถูกสืบทอดอย่างชัดเจน แต่ตัวเลขที่แน่นอนนั้นไม่ใช่ Van Bakel และคณะ ในวารสาร Genome Research ปี 2018 ได้จัดทำแผนที่ยีนสังเคราะห์เหล่านี้ทางกายภาพและพบว่ามันอยู่ภายในบริเวณที่เต็มไปด้วยการซ้ำซ้อนกันขนาดกว่า 250 กิโลเบส ซึ่ง ไม่มีความคล้ายคลึงกัน (highly non-homologous) อย่างมากระหว่างโครโมโซมของกัญชาประเภทที่ใช้เป็นยา (drug-type) และกัญชงเส้นใย (hemp-type) พร้อมกับการจัดเรียงโครงสร้างใหม่จำนวนมาก ดังนั้น มันสามารถถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้ดีและคาดเดาได้คร่าวๆ — แต่ไม่ได้รับประกัน
4. การกำหนดเพศ: ระบบ X และ Y
โดยปกติกัญชาจะเป็นพืช แยกเพศต่างต้น (dioecious) และเพศจะถูกกำหนดโดยโครโมโซม การศึกษาทางพันธุศาสตร์เซลล์ระดับโมเลกุลในปี 2014 ในวารสาร PLOS One ได้อธิบายระบบนี้โดยตรง โดยยืนยันถึงโครโมโซมเพศที่มีรูปร่างต่างกัน (heteromorphic): เพศเมียเป็นฮอมอกาเมติก (homogametic) ส่วนเพศผู้จะมีโครโมโซม Y ที่ใหญ่กว่าและแตกต่างออกไปอย่างชัดเจน
| การผสม (Cross) | ละอองเกสร (Pollen contributes) | ลูกที่คาดหวัง (Expected progeny) |
|---|---|---|
| ตัวเมีย (XX) × ตัวผู้ (XY) | X หรือ Y | ตัวเมียประมาณครึ่งหนึ่ง, ตัวผู้ครึ่งหนึ่ง |
| ตัวเมีย (XX) × ตัวเมียที่ถูกกลับเพศ (XX) | X เท่านั้น | ตัวเมียทั้งหมด |
แถวที่สองคือหลักการพื้นฐานทั้งหมดของเมล็ดเฟมิไนซ์ แต่ การแสดงออกทางเพศ ไม่เหมือนกับ โครโมโซมเพศ: ความเครียด, การให้ฮอร์โมน และการรบกวนวงจรแสง ล้วนสามารถผลักดันให้พืชที่มีพันธุกรรมเป็นเพศเมียสร้างละอองเกสรตัวผู้ได้
5. รุ่นลูกรุ่นแรก (First Filial Generation) คืออะไรกันแน่
F1 หมายถึงรุ่นลูกรุ่นแรก (first filial generation) ในการปรับปรุงพันธุ์พืชอย่างเป็นทางการ มันมีข้อกำหนดที่เข้มงวดกว่า: พ่อแม่ทั้งสองฝั่งต้องเป็น สายพันธุ์แท้ผสมในสาย (IBL) ที่แตกต่างกัน เมื่อเป็นเช่นนั้น เมล็ดพันธุ์ทุกเมล็ดจะแชร์จีโนไทป์ที่เหมือนกัน ซึ่งทำให้พืชผลที่ได้มีความสม่ำเสมอกัน
| พ่อแม่ (Parents) | ป้ายฉลากที่ถูกต้อง (Correct label) | ต้นกล้าสม่ำเสมอหรือไม่ (Seedlings uniform) |
|---|---|---|
| สายพันธุ์แท้ผสมในสาย (IBL) สองสายพันธุ์ที่ต่างกัน | ลูกผสมรุ่น F1 (True F1) | ใช่, เหมือนกันทางพันธุกรรมทุกประการ |
| ต้นไม้ที่ไม่มีความเกี่ยวข้องกันและไม่ใช่สายพันธุ์แท้สองต้น | การผสมครั้งแรก, มักถูกเรียกหลวมๆ ว่า F1 | ไม่ |
| พี่น้องสองต้นจากครอกเดียวกัน | รุ่น F2 | ไม่ |
| ต้นไม้หนึ่งต้นผสมตัวเอง | เมล็ดผสมตัวเอง S1 | สม่ำเสมอแค่บางส่วน |
6. ความแข็งแรงลูกผสม (hybrid vigor): สิ่งที่หลักฐานของกัญชาแสดงให้เห็น
เฮเทอโรซิส (Heterosis) หรือความแข็งแรงลูกผสม (hybrid vigor) คือการสังเกตว่าการผสมข้ามระหว่างสายพันธุ์แท้ผสมในสาย (IBL) สองสายพันธุ์มักจะทำให้ลูกเติบโตได้ดีกว่าพ่อแม่ทั้งสองฝั่ง พูดตามตรง: หลักฐานดั้งเดิมส่วนใหญ่มาจากข้าวโพด หลังจากการปรับปรุงพันธุ์ลูกผสมมาเป็นศตวรรษ หลักฐานเฉพาะสำหรับกัญชานั้นมีน้อยกว่ามาก และข้อมูลที่แพร่หลายในเว็บบอร์ดผู้ปลูกจำนวนมากก็เป็นพันธุศาสตร์ของข้าวโพดที่ยืมมาใช้โดยไม่ให้เครดิต
ในปัจจุบันมีหลักฐานสำหรับกัญชาแล้ว McDonald และ Lubell ในวารสาร HortScience ปี 2024 ได้เปรียบเทียบลูกผสมรุ่น F1 กับสายพันธุ์แท้ที่เกิดจากการผสมตัวเอง และรายงานว่าลูกผสมแสดงความสม่ำเสมอมากกว่า น้ำหนักแห้งของพืชมากกว่า และน้ำหนักแห้งของช่อดอกกัญชามากกว่า การศึกษาเพื่อพิสูจน์แนวคิดโดย Garcia-de Heer และคณะ ในวารสาร Horticulture Research ใช้วิธีการคัดเลือกเมล็ดเดี่ยวผ่านการผสมตัวเองมากถึงหกรอบในสิบหกสายพันธุ์ จากนั้นนำสายพันธุ์แท้ที่ได้มาผสมข้ามกัน: ลูกผสมรุ่น F1 มีความสม่ำเสมอในเชิงสถิติมากกว่าสายพันธุ์แท้หรือสายพันธุ์ดั้งเดิม ผลผลิตเมล็ดเพิ่มขึ้นระหว่าง 3.9% ถึง 155% สูงกว่าค่าเฉลี่ยของพ่อแม่ และต้น F1 ทุกต้นเริ่มเข้าสู่ระยะออกดอกภายในกรอบเวลา 4 วัน เมื่อเทียบกับ 21 ถึง 23 วันสำหรับสายพันธุ์พ่อแม่
ประโยชน์ที่เชื่อถือได้ของลูกผสมรุ่น F1 ที่แท้จริงคือความพร้อมเพรียงกัน การเพิ่มขึ้นของผลผลิตนั้นมีจริงแต่มีความผันผวนสูงมาก
7. ทำไมเมล็ดพันธุ์ส่วนใหญ่ที่ขายในชื่อ F1 ถึงไม่ใช่ลูกผสมแรกที่แท้จริง
การสร้างลูกผสมรุ่น F1 ที่แท้จริงหมายถึงการผลิตสายพันธุ์พ่อแม่ที่เป็นโฮโมไซกัสสองสายพันธุ์ก่อน จากนั้นจึงรักษาสายพันธุ์ทั้งสองไว้ตลอดไป งานวิจัยการคัดเลือกเมล็ดเดี่ยวด้านบนใช้เวลาประมาณสองปีครึ่งกว่าจะถึงการผสมตัวเองรุ่นที่หก และมีเพียงห้าจากสิบหกสายพันธุ์เท่านั้นที่รอดชีวิต แทบจะไม่มีใครในธุรกิจซื้อขายเมล็ดพันธุ์ที่ทำเช่นนี้; สิ่งที่ขายเป็น F1 มักจะเป็นการผสมระหว่างต้นไม้เฮเทอโรไซกัสสองต้น ซึ่งบ่อยครั้งพวกมันก็เป็นลูกผสมที่ซับซ้อนอยู่แล้ว
“F1 จากกิ่งโคลนชั้นยอดสองต้น” เป็นตัวบ่งชี้ที่ชัดเจนที่สุด: กิ่งพันธุ์โคลน เป็นเฮเทอโรไซกัสโดยธรรมชาติ ดังนั้นลูกของพวกมันจึงไม่มีทางสม่ำเสมอกันได้ คำถามเดียวที่จะแยกการใช้ชื่อตามความเป็นจริงออกจากการใช้เพื่อโฆษณา: พ่อแม่ทั้งสองฝั่งเป็นสายพันธุ์แท้ผสมในสาย (IBL) หรือไม่, และปรับปรุงมาถึงรุ่นที่เท่าไหร่? นักปรับปรุงพันธุ์ที่ทำงานจริงจะสามารถตอบได้ทันที
8. รุ่นที่สอง: จุดที่ทุกอย่างแยกออกจากกัน
รุ่น F2 คือลูกหลานของพี่น้องลูกผสมรุ่น F1 สองต้น — ซึ่งเป็นจุดที่ความแปรผันที่ซ่อนอยู่ถูกจับคู่แจกจ่ายออกมาใหม่ในรูปแบบที่หลากหลาย ตำแหน่งยีนหนึ่งให้จีโนไทป์ในอัตราส่วน 1:2:1, สองตำแหน่งยีนที่เป็นอิสระต่อกันให้ฟีโนไทป์ในอัตราส่วน 9:3:3:1 ภายใต้ความเด่นแบบธรรมดา, และหากเป็นหลายสิบตำแหน่งยีนก็จะให้ความหลากหลายที่กว้างมาก รุ่น F2 คือ โอกาส, ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ที่เสร็จสมบูรณ์: ภาพถ่ายบนซองคือต้นไม้ต้นหนึ่งที่นักปรับปรุงพันธุ์พบในประชากรรุ่น F2 ของพวกเขาเอง และโอกาสที่คุณจะพบต้นที่เหมือนกันเป๊ะนั้นอยู่ด้านล่างนี้
| จำนวนตำแหน่งยีนที่เกี่ยวข้อง (Loci involved) | จีโนไทป์ที่เป็นไปได้ | โอกาสที่ต้นกล้าจะเป็นโฮโมไซกัสสำหรับอัลลีลเป้าหมายทั้งหมด |
|---|---|---|
| 1 | 3 | 1 ใน 4 |
| 2 | 9 | 1 ใน 16 |
| 3 | 27 | 1 ใน 64 |
| 4 | 81 | 1 ใน 256 |
9. รุ่นที่สามถึงรุ่นที่ห้า: ถนนสายยาวสู่ความเสถียร (Stabilisation)
ตั้งแต่รุ่น F2 เป็นต้นไป นักปรับปรุงพันธุ์จะคัดเลือกต้นที่มีลักษณะใกล้เคียงกับเป้าหมายมากที่สุดและนำมาผสมข้ามกัน การผสมในสายเลือดแต่ละรอบจะทำให้ สัดส่วนของตำแหน่งยีนที่ยังคงเป็นเฮเทอโรไซกัสลดลงครึ่งหนึ่ง โดยประมาณ
| รุ่น (Generation) | คาดการณ์ความเป็นเฮเทอโรไซกัสภายใต้การผสมตัวเอง | สิ่งที่คุณจะเห็น |
|---|---|---|
| F1 | 100% | สม่ำเสมอแต่มีการผสมผสานทางพันธุกรรม |
| F2 | 50% | ความแปรผันที่มองเห็นได้สูงสุด |
| F3 | 25% | พบสองหรือสามรูปแบบที่จดจำได้ |
| F4 | 12.5% | พบรูปแบบเด่นหนึ่งแบบ, และมีบางต้นที่แปลกแยกออกไป |
| F5 | 6.25% | สม่ำเสมอเป็นส่วนใหญ่ |
| F6 และสูงกว่านั้น | ต่ำกว่า 4% | สม่ำเสมอในระดับเชิงพาณิชย์ |
ตัวเลขเหล่านี้มีผล เฉพาะกับลักษณะทางพันธุกรรมที่อยู่ภายใต้การคัดเลือกเท่านั้น — หากละเลยความแข็งแรง คุณก็จะสูญเสียมันไป — และการลดความเป็นเฮเทอโรไซกัสลงครึ่งหนึ่งไม่ได้หมายความว่าจะไปถึงเป้าหมายเสมอไป กฎทั่วไปที่ไม่ได้เป็นค่าคงที่ที่วัดได้: รุ่น F4 เป็นรุ่นแรกที่คุ้มค่าแก่การวางแผนผลิตเชิงพาณิชย์, รุ่น F5 หรือหลังจากนั้นไปจะสามารถคาดเดาผลลัพธ์ได้อย่างแท้จริง
10. สายพันธุ์แท้ผสมในสาย (IBL) และความหมายที่แท้จริงของความเสถียร
สายพันธุ์แท้ผสมในสาย (IBL) คือประชากรที่ถูกผสมในสายเลือดจนกว่ามันจะให้ลูกที่คงที่: เมื่อนำสองต้นมาผสมกัน ลูกหลานที่ได้จะมีลักษณะเหมือนกับพ่อแม่ ข้อแลกเปลี่ยนก็คือ การผสมในสายเลือดที่ทำให้สายพันธุ์คาดเดาได้ มักจะไปลดความแข็งแรงของต้นไม้ลง — ซึ่งเป็นเหตุผลแท้จริงที่ทำให้ต้องใช้กลยุทธ์ลูกผสมรุ่น F1
สายพันธุ์ที่เสร็จสมบูรณ์จะเหลืออัลลีลด้อยที่ซ่อนอยู่น้อยมาก และทำงานได้ดีในฐานะพ่อแม่พันธุ์ — ซึ่งตรงข้ามกับสายพันธุ์โพลีไฮบริดในทั้งสองประเด็น
11. เมล็ดผสมตัวเอง: เมล็ดผสมตัวเอง S1 ถูกสร้างมาอย่างไรและแลกมาด้วยอะไร
เมล็ดผสมตัวเอง S1 คือรุ่นผสมตัวเองรุ่นแรก: ต้นแม่พันธุ์ที่เป็นเพศเมียหนึ่งต้นได้รับการผสมเกสรด้วยละอองเกสรของมันเอง หลังจากผ่านการใช้สารกระตุ้นเพื่อเปลี่ยนบางส่วนของต้นให้เป็นดอกเพศผู้ ไม่มีการเอาโครโมโซม Y เข้ามาเกี่ยวข้องในการผสมครั้งนี้ ดังนั้นเมล็ดพันธุ์ที่ได้จึงเป็นเพศเมีย แต่เมล็ดผสมตัวเอง S1 ไม่ใช่กิ่งโคลนในรูปแบบเมล็ดพันธุ์ — ต้นแม่พันธุ์เป็นเฮเทอโรไซกัสในหลายตำแหน่งยีน และการผสมตัวเองก็จะแจกแจงลักษณะทางพันธุกรรมเหล่านั้นออกมาคล้ายคลึงกับสิ่งที่เกิดในรุ่น F2
| สิ่งที่คาดหวังเกี่ยวกับเมล็ด S1 | ความแม่นยำ (Accurate) |
|---|---|
| ต้นกล้าทั้งหมดเป็นเพศเมีย | ใช่, ยกเว้นกรณีกลับเพศจากความเครียดในภายหลัง |
| ต้นกล้าทั้งหมดเหมือนต้นแม่พันธุ์เป๊ะ | ไม่ |
| ลักษณะทางพันธุกรรมด้อยอาจโผล่ขึ้นมา | ใช่, เกิดขึ้นบ่อย |
| ความหลากหลายทางพันธุกรรมลดฮวบในรุ่นเดียว | ไม่จำเป็นเสมอไป |
Punja และ Holmes ในวารสาร Frontiers in Plant Science ปี 2020 ได้ตรวจสอบเมล็ดพันธุ์ที่เกิดบนช่อดอกกัญชาที่เป็นกะเทยพืช และพบว่าต้นกล้านั้น มีพันธุกรรมเป็นเพศเมียโดยสมบูรณ์ ในขณะที่เมล็ดพันธุ์จากการผสมข้ามให้อัตราส่วนเพศประมาณ 1:1 พวกเขายังพบว่า ไม่มีความแตกต่างที่วัดได้ในความแปรผันทางพันธุกรรม ระหว่างประชากรที่ผสมตัวเองและผสมข้ามสายพันธุ์หลังจากผ่านไปหนึ่งรุ่น — ซึ่งเป็นการแก้ไขข้อกล่าวอ้างที่ว่าการผสมตัวเองรอบเดียวจะทำให้สายพันธุ์ตีบตัน
ความเสี่ยงของกะเทยพืช, กล่าวอย่างเจาะจง
การเป็นกะเทยพืชไม่ใช่ลักษณะทางพันธุกรรมที่ถ่ายทอดมาอย่างง่ายๆ; หลักฐานชี้ให้เห็นว่าส่วนใหญ่มักเกิดจากความเครียด งานวิจัยปี 2020 ฉบับเดียวกันระบุว่า พบการเกิดกะเทยพืชตามธรรมชาติในประมาณ 5% ถึง 10% ของพืชภายใต้สภาพการปลูกเชิงพาณิชย์ และการวิจัยก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าสามารถถูกกระตุ้นโดยกรดจิบเบอเรลลิก สารประกอบเงิน และความเครียดจากสภาพแวดล้อม ความเสี่ยงคือ การคัดเลือก — ต้นไม้ที่กลับเพศได้ง่ายภายใต้การฉีดสารกระตุ้น (treatment) โดยหลักการแล้ว จะมีเกณฑ์ต้านทานการกลับเพศที่ต่ำ และการผสมตัวเองจะสืบทอดความอ่อนไหวนั้นไปให้ลูก ดังนั้น อย่าปรับปรุงพันธุ์จากต้นที่ปล่อยละอองเกสรออกมาเองโดยไม่ได้รับการกระตุ้นเด็ดขาด
12. การทำแบ็คครอส (Backcrossing): การฟื้นฟูต้นแม่พันธุ์ที่มีเฉพาะแบบกิ่งตัด ให้อยู่ในรูปแบบเมล็ดพันธุ์
แบ็คครอส (BX) ช่วยแก้ปัญหาได้หนึ่งอย่าง: เมื่อมีต้นไม้ที่ยอดเยี่ยมซึ่งมีอยู่เฉพาะในรูปแบบกิ่งพันธุ์โคลน และคุณต้องการเมล็ดที่นำพาลักษณะนั้นมา นำมันไปผสมข้ามกับอะไรสักอย่าง จากนั้นนำลูกที่ได้กลับไปผสมกับต้นเดิม — พ่อแม่พันธุ์เดิมที่นำกลับมาใช้ (recurrent parent) — ซ้ำๆ
| ขั้นตอน | สัญลักษณ์ (Notation) | สัดส่วนจีโนมตามทฤษฎีจากพ่อแม่พันธุ์ที่นำกลับมาผสมใหม่ |
|---|---|---|
| ผสมข้ามครั้งแรก | F1 | 50% |
| แบ็คครอสครั้งแรก | BX หรือ BX1 | 75% |
| แบ็คครอสครั้งที่สอง | BX2 | 87.5% |
| แบ็คครอสครั้งที่สาม | BX3 | 93.75% |
| แบ็คครอสครั้งที่สี่ | BX4 | 96.875% |
เปอร์เซ็นต์เหล่านั้นเป็นเพียงค่าเฉลี่ยของจีโนมทั้งหมด ไม่ได้เป็นการรับประกันสำหรับต้นกล้าต้นใดต้นหนึ่งโดยเฉพาะ ที่สำคัญคือ พ่อแม่ที่นำกลับมาผสมใหม่ที่เป็น เฮเทอโรไซกัส ไม่สามารถฟื้นฟูพันธุกรรมได้สมบูรณ์แบบ 100% เพราะจีโนไทป์แบบเฮเทอโรไซกัสไม่สามารถทำให้นิ่งได้ เมล็ดรุ่น BX3 ของกิ่งพันธุ์โคลนที่โด่งดังคือกลุ่มประชากรที่ใกล้เคียงกับต้นดั้งเดิมโดยเฉลี่ย แต่ไม่ใช่ชุดต้นโคลนแบบคัดลอกกันมาเป๊ะๆ
13. โพลีไฮบริด (Polyhybrids) และความล้มเหลวของฉลากที่มีความหมาย
โพลีไฮบริด คือลูกผสมที่พ่อแม่ของพวกมันก็เป็นลูกผสมเช่นกัน ซ้อนกันลึกลงไปหลายรุ่น โดยไม่มีการผสมในสายเลือดคั่นกลาง พันธุ์ปลูก (cultivar) สมัยใหม่เกือบทุกตัวที่มีชื่อผสมยาวๆ ล้วนเป็นโพลีไฮบริด ดังนั้นชื่อของมันจึงไม่สามารถคาดเดาอะไรได้อีกต่อไป: นักปรับปรุงพันธุ์สองคนสามารถสร้างสายพันธุ์ (strain) ชื่อเดียวกันจากพ่อแม่พันธุ์คนละตัวและได้ประชากรลูกหลานที่แทบไม่มีอะไรเหมือนกันเลย
Watts และคณะ ในวารสาร Nature Plants ปี 2021 ได้ตรวจหาจีโนไทป์ตัวอย่างกัญชาด้วยเครื่องหมายทางพันธุกรรมกว่า 116,000 จุดพร้อมกับการวิเคราะห์ทางเคมี — ตัวอย่างทางเคมี 297 ตัวอย่าง, 137 ตัวอย่างมีข้อมูลทั้งสองชุด — และพบว่าโครงสร้างทางพันธุกรรมทั่วทั้งจีโนมอธิบายความแปรปรวนในฉลาก ซาติวา (sativa) และ อินดิก้า (indica) ที่ติดไว้ได้เพียงประมาณ 37% เท่านั้น ข้อสรุปของพวกเขาตรงไปตรงมา: ฉลากเหล่านั้นไม่ได้สะท้อนถึงความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมอย่างน่าเชื่อถือ สิ่งที่มันพอจะติดตามได้บางส่วนคือคุณสมบัติทางเคมีของเทอร์ปีน โดยสาร myrcene มีความสัมพันธ์กับการติดฉลาก อินดิก้า (indica) แม้จะอ่อนก็ตาม โดยเชื่อมโยงกับกลุ่มยีนสังเคราะห์เทอร์ปีน
ดังนั้น ชื่อโพลีไฮบริดจึงเป็นเพียงตัวช่วยนำทางระดับกลางๆ ถึงสายเลือดที่นักปรับปรุงพันธุ์ตั้งใจไว้ เป็นตัวนำทางที่อ่อนมากสำหรับกลุ่มกลิ่นหอม และไม่ใช่ตัวนำทางสำหรับความสม่ำเสมอ หรือความเกี่ยวข้องกับพืชอีกต้นที่มีชื่อเดียวกันเลย
14. คุณต้องใช้พืชกี่ต้น และกี่รุ่น
ขนาดของประชากร เป็นตัวตัดสินว่าจีโนไทป์ที่คุณต้องการนั้นมีอยู่ในห้องปลูกหรือไม่ ตัวเลขด้านล่างคือความน่าจะเป็น ไม่ใช่ผลลัพธ์ที่วัดได้จริง และอยู่ภายใต้สมมติฐานของตำแหน่งยีนอิสระที่มีลักษณะเด่นชัดเจน — ซึ่งถือเป็นกรณีที่สมบูรณ์แบบที่สุด
| จำนวนตำแหน่งอิสระที่ต้องการทำให้นิ่ง | โอกาสต่อต้นกล้า 1 ต้น | จำนวนต้นกล้าเพื่อให้มีโอกาส 95% ที่จะพบอย่างน้อยหนึ่งต้น |
|---|---|---|
| 1 | 1 ใน 4 | 11 |
| 2 | 1 ใน 16 | 47 |
| 3 | 1 ใน 64 | 190 |
| 4 | 1 ใน 256 | 765 |
จำนวนรุ่น เป็นตัวตัดสินว่าลักษณะทางพันธุกรรมจะคงอยู่หรือไม่ งานวิจัยการคัดเลือกเมล็ดเดี่ยวด้านบนใช้เวลาไปถึงรุ่นที่หกของการผสมตัวเองในเวลาประมาณสองปีครึ่งในร่ม; หากเป็นการปลูกกลางแจ้งหนึ่งรุ่นต่อฤดูกาล โครงการเดียวกันนี้จะต้องใช้เวลาถึงหกปี สำหรับกฎทั่วไปในการวางแผนที่ไม่ใช่ค่าคงที่ที่ตายตัว: 10 ถึง 30 ต้นและหนึ่งรุ่นเพื่อค้นหากิ่งพันธุ์โคลน ที่ควรเก็บไว้ทำต้นแม่พันธุ์; 50 ถึง 200 ต้นในช่วงสี่ถึงหกรุ่นสำหรับลักษณะทางพันธุกรรมธรรมดาหนึ่งลักษณะ; 200 ต้นหรือมากกว่าในช่วงหกรุ่นขึ้นไปสำหรับการทำสายพันธุ์พืชทั้งต้น
15. การอ่านรายละเอียดเมล็ดพันธุ์แบบบรรทัดต่อบรรทัด
| ข้อความบนฉลาก | ความหมาย | สิ่งที่คาดหวังในห้องปลูก |
|---|---|---|
| “First cross, untested” | พ่อแม่สองต้นผสมข้ามกันครั้งเดียว | ความแปรปรวนสูง, ไม่มีข้อมูล |
| “F2, pheno hunt recommended” | ประชากรที่กำลังแยกตัวตามความจริง | มีความหลากหลายกว้างมาก; ต้องปลูกจำนวนมาก |
| “F5, stable” | ผ่านการคัดเลือกมาหลายรอบ | ส่วนใหญ่สม่ำเสมอ; ควรยืนยันด้วยการปลูกทดสอบ |
| “Inbred line, landrace-derived” | ให้ลูกหลานที่คงที่ (breeds true) และมีที่มาจากสายพันธุ์ดั้งเดิม (landrace) | คาดเดาได้, อาจมีความแข็งแรงลดลง |
| “S1 of a named cutting” | ผสมตัวเอง | เพศเมียทั้งหมด, มีความแปรปรวน, ระวังการกลับเพศ |
| “BX3 of a named cutting” | แบ็คครอสสามรอบ | ใกล้เคียงกับต้นฉบับมากโดยเฉลี่ย |
| “Autoflower F1” | น่าจะเป็นการผสมข้ามครั้งแรก | ต้องตรวจสอบว่าทุกต้นเป็นออโต้ฟลาวเวอร์จริงหรือไม่ |
แถวสุดท้ายคือการทดสอบที่ทุกคนสามารถทำได้: เนื่องจากลักษณะของออโต้ฟลาวเวอร์เป็นอัลลีลด้อยที่ตำแหน่งยีนเดียว เมล็ดออโต้ฟลาวเวอร์ที่ผลิตอย่างถูกต้องจะต้องให้ต้นไม้ที่เป็นออโต้ฟลาวเวอร์ทั้งหมด หากมีต้นส่วนหนึ่งรอให้มีการเปลี่ยนวงจรแสง แสดงว่าประชากรในรุ่นนั้นมีการแบ่งแยกและติดฉลากผิด ท้ายที่สุด ควรเพาะเมล็ดชุดเล็กๆ เพื่อทดสอบก่อนจะลงปลูกเต็มห้อง — พืชเพียงหกต้นบอกอะไรคุณเกี่ยวกับความสม่ำเสมอได้มากกว่าข้อความบรรยายใดๆ โดยใช้เวลาแค่วงจรเดียวแทนที่จะเสียเวลาเป็นปี
คราวนี้มาถึงส่วนที่สำคัญกว่าตัวบทความ สมาชิกที่นี่ทำการปรับปรุงพันธุ์ในสภาวะที่ไม่มีงานวิจัยใดตีพิมพ์ครอบคลุมถึง — ฤดูปลูกกลางแจ้งในเขตร้อน, ความชื้นจากฤดูมรสุม, ละติจูดที่พฤติกรรมแสง (photoperiod) แตกต่างจากชุดข้อมูลของเขตอบอุ่นทุกชุด หากคุณปลูกรุ่น F2 และนับฟีโนไทป์ของคุณแล้ว โปรดโพสต์ตัวเลขนั้น หากสายพันธุ์ที่ถูกผสมตัวเองทำให้เกิดการกลับเพศในอัตราที่คุณสามารถบอกปริมาณได้ จงแชร์มันพร้อมกับวิธีการกระตุ้นและสภาวะการปลูก นำข้อมูลการนับจำนวนต้นกล้าของคุณ, อัตราส่วนการแยกตัว, ความล้มเหลว และภาพถ่ายของคุณมาที่ Breeder’s Lab
บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของซีรีส์เพื่อการศึกษาของชุมชน Asiannabis ในหัวข้อพันธุศาสตร์กัญชาและการปรับปรุงพันธุ์ เนื้อหามีไว้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการศึกษาภายในเขตอำนาจศาลที่อนุญาตให้ปลูกกัญชาได้อย่างถูกกฎหมาย