Ces dernières années, la transformation du cannabis est devenue un sujet de discussion majeur dans les cercles d'amateurs. Au fur et à mesure que les connaissances augmentent, les gens s'intéressent de plus en plus à l'historique et au développement des variétés. Certains professionnels du secteur organisent des cours et des ateliers sur la sélection. Cet intérêt pour le développement des variétés semble être appelé à durer. La stabilisation est un élément important de la sélection variétale. La stabilisation des caractéristiques d'une variété peut nécessiter plusieurs générations de travail de sélection minutieux. Dans cet article, nous examinerons les outils et les modèles les plus couramment utilisés par les sélectionneurs.
La variation phénotypique est à l'origine des différences individuelles entre les plantes
Le mot phénotype fait référence à l'apparence d'un individu et désigne généralement à la fois les caractéristiques anatomiques de la plante, les aspects physiologiques tels que la durée des périodes de floraison et la composition chimique - y compris, entre autres, les terpènes et les cannabinoïdes exprimés par la plante qui produisent les effets psychoactifs de la plante. L'expression du phénotype est régulée non seulement par des facteurs génétiques, mais aussi par l'environnement de culture. Ces facteurs se combinent pour rendre chaque plante de cannabis unique.
La plupart des sélectionneurs de cannabis cherchent à créer des variétés auxquelles on peut promettre de produire, par exemple, une certaine odeur ou un rendement élevé, et qui ne causent pas de problèmes supplémentaires tels qu'une variation phénotypique trop importante. Il est donc important que le sélectionneur se familiarise avec la composition génétique des individus croisés et avec les degrés d'identité ou de différenciation.
La même parenté et la parenté différente, clés de la stabilisation
Le chanvre est une espèce diploïde qui hérite la moitié de ses chromosomes de la plante femelle qui a produit les graines et l'autre moitié de la plante qui a servi de pollinisateur. Les chromosomes de chaque parent se complètent et les gènes trouvent des contre-gènes, ou allèles. Il peut y avoir plusieurs allèles d'un même gène, ainsi que des formes dominantes et récessives de ces allèles. L'ensemble de ces éléments détermine le génotype de la plante, c'est-à-dire la base génétique de l'expression phénotypique.
Le phénotype formé par les allèles récessifs ne s'exprime que si une forme récessive du gène est héritée des deux parents. Un bon exemple de ce phénomène est l'hérédité du caractère autofloraison : le croisement d'une plante photopériodique (par exemple OG Kush) avec une variété autofloraison (telle que Lowryder) ne produit pas de descendance autofloraison à la première génération, mais la lignée doit être croisée à nouveau.
Si les allèles du gène sont différents, on parle d'hétérozygotie, tandis que l'homozygotie est appelée homozygotie. Lorsque le génotype est différentiel, seuls les allèles dominants déterminent l'apparence de l'individu.
Le carré de Punnett exprime l'hérédité et l'expression des caractères génétiques. Un gène récessif ne s'exprime que si la plante en possède deux exemplaires.
Les carrés de Punnett peuvent être utilisés pour illustrer l'héritabilité des allèles.
L'amélioration de la capacité de croissance des hybrides résulte de la différenciation
Un croisement entre deux souches génétiquement distinctes et intérieurement identiques est appelé hybride. Les hybrides sont appelés croisements F1 - ce nombre indique la génération de la ligne de croisement.
En général, seuls les croisements entre souches pures sont appelés croisements F1, mais parmi les sélectionneurs de cannabis, ce terme est également souvent utilisé pour les polyhybrides (croisements entre plusieurs souches hybrides).
Les descendants de la génération F1 résultant de l'hybridation se révèlent avoir un potentiel de croissance accru. Ce phénomène est appelé hétérosis.
Dans un nouveau génome en forme de mosaïque, les deux souches se complètent et ne sont pas affectées par des allèles récessifs qui réduisent les performances de croissance.
Le croisement permet de renforcer les caractéristiques souhaitées
Certains caractères souhaitables (comme la tendance à l'autofloraison) ne sont pas encore évidents dans la première génération et, par exemple, il peut y avoir une grande variation dans les profils terpéniques, de sorte que dans de nombreux cas, il est essentiel de créer des lignées consanguines (IBL) à partir de croisements pour le caractère sélectionné.
Le taux de consanguinité est une valeur mathématique qui exprime la probabilité qu'un individu hérite de certaines caractéristiques de ses parents. À la huitième génération (F8), on peut parler de véritable sélection. L'héritage pur fait référence à des souches identiques à plus de 90 %, avec très peu de variations phénotypiques. On considère généralement qu'une souche est stable.
De plus, les individus de la génération F1 ont souvent une ressemblance très homogène entre eux, car seuls les gènes dominants sont exprimés chez les individus. Cependant, dans la génération suivante, des expressions récessives commencent à apparaître et la variation phénotypique est plus importante. Dès la génération F2, on peut observer une perte de vigueur des croisements. Le déclin de la vigueur des croisements est également le plus marqué lors du passage à la génération F3, de sorte que les sélectionneurs de plantes doivent être très prudents lors de la sélection des individus à ce stade. La similarité phénotypique des individus F3 dépend également entièrement de la sélection F2.
Lorsque l'on tente de stabiliser une variété par la consanguinité, il est essentiel de travailler de manière systématique et de garder un œil sur les caractéristiques souhaitées. L'outil le plus important du sélectionneur est son critère de sélection. Les grandes populations sont une ressource essentielle, car elles permettent de cartographier l'éventail des caractères phénotypiques et offrent de plus grandes possibilités de sélection.
La plupart des sélectionneurs conservent également les individus sélectionnés sous forme de boutures pendant de très longues périodes, ce qui permet d'élaborer des lignées élites complexes et de confirmer les caractéristiques par rétrocroisement.
La Skunk #1 est l'exemple le plus connu d'une variété de cannabis moderne dont les caractéristiques sont entièrement stabilisées et dont le génome est pur. David Watson, également connu sous le nom de "Skunkman Sam", a sélectionné plus de dix générations et des dizaines de milliers de plantes dans une souche hybride contenant des gènes mexicains, colombiens et afghans. Les boutures sélectionnées par Watson constituent toujours le stock de reproduction de confiance de nombreuses banques de semences européennes. Le génome pur de la Skunk se manifeste de manière très prévisible dans les croisements qui l'incorporent et ses caractéristiques de croissance peuvent être considérées comme un standard.
La Blueberry Muffin est un exemple un peu plus moderne. La Humboldt Seed Company perfectionne depuis plusieurs années cette variété, connue pour sa floraison rapide et son excellent arôme de myrtille. Les graines de notre gamme sont issues d'un croisement entre deux souches F8 distinctes. Comme les souches sont génétiquement différentes, mais qu'elles ont le même patrimoine génétique et sont établies pour les mêmes caractéristiques, ces croisements de lignées sont capables de restaurer la vigueur du croisement d'une souche consanguine. Cette méthode avancée vise à inverser la dépression germinative qui réduit normalement le potentiel de croissance des lignées consanguines.
La féminisation et le rétrocroisement comme moyen de stabilisation
Il arrive que les sélectionneurs de cannabis trouvent un individu exceptionnel dont ils souhaitent conserver les meilleures caractéristiques sous forme de semences. Dans ce cas, les options sont la féminisation et le rétrocroisement traditionnel (lignée mâle) : la première est aujourd'hui très populaire, mais le rétrocroisement est particulièrement utilisé lorsque l'objectif est de créer une récupération entièrement reproductible de la souche qui contient également des individus mâles.
Dans la production de semences féminisées, l'activité hormonale normale de la plante pendant la floraison est chimiquement inhibée, ce qui fait que la plante femelle développe des fleurs mâles. Le fait de devenir hermaphrodite est également une réaction de stress pour la plante, mais si elle est effectuée correctement, la féminisation ne devrait pas causer de stress à la plante. Le pollen produit par une telle plante aura des chromosomes sexuels XX au lieu des chromosomes XY produits par la plante mâle, de sorte que les fleurs fécondées par cette plante ne produiront que des graines femelles.
Le pollen produit par la plante femelle peut être utilisé soit pour la pollinisation croisée, soit pour l'autopollinisation. Si la plante s'autopollinise, le coefficient de reproduction augmente plus rapidement que dans le cas d'une pollinisation croisée classique. Les semences S1 qui ont été "autopollinisées" sont autogames à plus de 70 %. La majorité des semences féminisées sont des semences S1.
Le rétrocroisement consiste à utiliser une descendance hybride comme plante productrice de pollen et à la croiser avec son propre parent. Les semences qui en résultent contiennent à nouveau un peu plus du génome de la plante mère. Avec le quatrième rétrocroisement (BX4), le degré d'identité est supérieur à 90 %, c'est-à-dire que l'on peut considérer que la variété se stabilise deux fois plus vite que lors des croisements classiques entre frères et sœurs.
Il a également été avancé que l'utilisation d'individus mâles pour la reproduction présenterait l'avantage que, chez les plantes de chanvre, le chromosome Y est plus grand que le chromosome X et transmet davantage d'informations génétiques à la progéniture.
Par exemple, Cinderella 99, qui a connu une renommée légendaire au début des années 2000, est un rétrocroisement avec une descendance spécifique de Jack Herer (et d'un pollinisateur inconnu). Nous disposons d'une version féminisée de Cinderella 99 provenant de son producteur d'origine (Cinderella XX) ainsi que d'un certain nombre de croisements Cindy intéressants.
Les différences de chémotype entraînent des variations de concentration
Le phénotype de la plante fait également référence au phénotype de la plante et aux métabolites secondaires qu'elle exprime, tels que les terpènes et les cannabinoïdes. Ces composants font partie de ce que l'on appelle le chimiotype. Deux plantes qui se ressemblent peuvent produire des métabolites différents - et des effets différents.
Les niveaux de cannabinoïdes varient d'un individu à l'autre. Cela est dû à la codominance des gènes de la THCA synthase, qui produit le THC, et de la CBDA synthase, qui produit le CBD, et à la variation des allèles hérités.
Le phénotype et le chémotype sont également très influencés par l'environnement et les conditions de culture. Par exemple, il existe plusieurs boutures d'OG Kush, dont l'origine remonte à 1991, qui sont génétiquement identiques mais phénotypiquement différentes. Cela est dû à l'âge très avancé des boutures et aux changements dans la structure interne de la plante lorsqu'elle s'adapte à un nouvel environnement de culture. Il est également possible que deux boutures différentes d'une même plante transmettent à leur descendance des facteurs épigénétiques différents.
La plante produit ses principaux composés aromatiques par l'intermédiaire de terpènes synthases. Leur expression dépend de facteurs génétiques, mais on a également constaté que le microbiome de l'environnement de croissance avait une influence mineure sur la présence de terpènes. Dans une souche stabilisée (c'est-à-dire largement congénère), certains terpènes sont présents à la surface de tous les individus de la plante.
Dans notre prochain article, nous étudierons plus en détail comment ces composés aromatiques sont générés et comment leur présence est également liée à la formation des cannabinoïdes présents dans la plante - et comment ils peuvent être responsables de certains des effets du cannabis.