Variedades Autoflorecientes de cannabis – Fenotipo Sexual

Una vez hemos entrado en materia, las sorpresas se suceden. Lo cierto es que, de manera increíble, los mecanismos que hacen que una planta de cannabis sea macho o hembra son de los más complejos que existen, superando incluso a los de muchos animales. El entorno, la proximidad de otras plantas o el ataque de patógenos pueden hacer que el sexo predominante no sea el esperado.

Por Luis Hidalgo

Como hemos podido ir viendo, la determinación del sexo en el cannabis es realmente un tema complejo. Se han propuesto numerosos modelos para intentar explicarla, siendo considerada como una de las más intrincadas tanto a nivel de dominancia sexual como de transmisión hereditaria en plantas dioicas (Westergaard, 1958).

Una serie de investigadores como McPhee, 1924 and Hirata, 1928 (cf. Arnoux, 1969), Hoffmann 1947, 1952, Sengbusch, 1952, Arnoux, 1963, 1966, 1969, Grant, 1975, Frankel y Galun, 1977 y otros, han realizado estudios sobre la determinación del fenotipo sexual en el cannabis, y muchos de ellos aceptan la hipótesis de que se produce a causa de los heterocromosomas, XX en la hembra y XY en el macho (siempre que el proceso de desarrollo del polen haya sido determinado por la influencia dominante del cromosoma Y), a pesar de que estos cromosomas no se encuentren en algunas variedades.

Cromosomas o Ambiente

Algunos de los investigadores citados afirman que los cromosomas sexuales del cannabis tienen tamaños diferentes. Por ejemplo, en las observaciones de Mackay (Mackay, 1939), se encontraron diferencias en un par XY del cromosoma sexual de plantas c on rasgos masculinos, presente probablemente en todas las variedades de cannabis.

De forma generalizada, los defensores del “sistema XY” aducen que el cromosoma Y es mayor que el cromosoma X y los autosomas juntos, a pesar de que es muy dificultoso separar citológicamente uno de otro (Yamada, 1943, cited by Sakamoto et al., 2005; Hoffmann, 1961; Peil et al., 2003, Sakamoto et al., 1998).

Una prueba de esta afirmación podría ser el hecho de que el contenido en material de DNA nuclear es 47 Mbp mayor en los machos, siendo muy posible que esa diferencia se deba a la mayor longitud del cromosoma Y (Sakamoto et al., 1998), en concreto, el genoma de los machos diploides pesa 1683 Mbp mientras que el de las hembras1636 Mbp. Esta diferencia usualmente no es detectable a través del microscopio, pero la exactitud de la medida confirma las observaciones anteriores.

A pesar de que se ha informado de la existencia de cromosomas sexuales heteromórficos en plantas con flores masculinas en una variedad dioica de Kentucky, estos no se han encontrado en plantas con flores femeninas de la misma variedad ni tampoco en individuos monoicos ni en una variedad alemana sin identificar. Se asumió que la variedad Kentucky dioica utilizaba un mecanismo XY mientras que las otras variedades estudiadas utilizaban modelos de determinación sexual del tipo XX (Menzel, 1964).

Menzel presentó un mapa de los cromosomas meióticos del cáñamo, viendo que los de los pares II a IV y el IX se podían distinguir por la longitud de sus brazos y los del par I tenía un gran nudo en un extremo y un cromómero oscuro a 1 micrón de distancia del nudo.

El par VII tenía unos cromosomas muy cortos y densos y los del par VIII fueron considerados por Menzel como cromosomas sexuales. El problema de la existencia de cromosomas sexuales heteromórficos continúa sin resolver en contra de algunas evidencias, la mayoría indirectas, pero su existencia sería confirmada si esos cromosomas fueran claramente evidentes en el cariotipo.

Quizá a causa de que el cáñamo fue una de las primeras especies cariotipadas, la construcción del cariotipo se realizó acorde a estándares primitivos y obsoletos, de hecho, según Hong y Clarke (1996), no se ha publicado ningún cariotipo actualizado desde 1996 y el número de cromosomas del cannabis sativa L. se encuentra aceptado de manera generalizada (2n=20).

Si bien se acepta que existe un mecanismo XX/XY que controla el sexo de las variedades dioicas diploides, el rol del cromosoma Y no se encuentra definido con certeza. En los experimentos con ejemplares poliploides de cáñamo que presentan ciertos problemas especiales, Warmke y Davidson, 1944, Rizet, 1946, Nishiyama et al., 1947, y Takenawa, 1953, encontraron que los indviduos que contenían la fórmula XXY y XXXY eran hembras. Grişko, 1937 (cf. Arnoux, 1969) consideró que la determinación del fenotipo y la sexualización eran independientes de forma que, en su opinión, el sexo no se determinaba a partir de unos cromosomas determinados sino del la forma de ensamblaje del genoma y por la interacción entre genes y cromosomas.

De esta manera, cada individuo posee la potencialidad de expresar uno u otro sexo. El mismo autor habla sobre la existencia de un fenómeno de herencia citoplásmica en machos feminizados que podrían de este modo pasar características del material citoplásmico materno. Según Hoffman, 1952, los tipos pueden ser tanto XX como XY e YY por lo que las plantas con comportamiento de macho y flores hembra podría corresponder a la fórmula XY.

Tanto el como Westergaard, 1958, consideraron que el cromosoma Y es menos activo, pero mientras el último sostenía la idea de un mecanismo al estilo de la Drospohila o la Rumex acetosa, Hoffmann suponía un mecanismo hereditario polifactorial en la expresión monoica: Los factores de tendencia feminizante se encuentran en el cromosoma X mientras que los masculinizadotes estarían en los autosomas.

Macho florecidoMacho florecido

El y Sengbusch también se interesaron por la fórmula “heterosomal” en las plantas con comportamiento femenino y flores masculinas en líneas monóicas de cáñamo. Estas plantas tendrían tanto genes para la monoicidad como para la feminización del comportamiento, quizá como resultado de una herencia citoplásmica.

Para Sengbusch sólo existe un tipo para los individuos con aspecto femenino: Los machos silvestres verdaderos con la combinación XY. Todo el resto de fenotipos sexuales provienen de un origen femenino, todas son XX y el estado monoico depende de un gen polialélico cuya posición aún se desconoce, como resultado de una mutación en las hembras dioicas.

Menzel, 1964 afirmaba que algunas formas monóicas también contienen la combinación XX debido a la traslocación nucleolar en el cromosoma bien de un segmento de cromosoma Y, bien un fragmento de autosoma portador de los factores necesarios para el desarrollo masculino.

Como primera conclusión, podemos decir que si el carácter heterogamético para el sexo masculino en las formas dioicas se encuentra generalmente aceptado, el determinismo sexual para el resto de las formas es hoy por hoy desconocido.

Westergaarg, 1958 y Grant et al., 1994 concluyeron que el cannabis posee un determinismo sexual basado fundamentalmente en el equilibrio de los autosomas X y no en un mecanismo Y activo. En estudios citogenéticos previos (Truţă et al., 1988, Truţă y Băra, 1994), efectuados con variedades Rumanas, tanto monoicas como dioicas, continúan revelando la existencia de 2n=20

Desde la aparición de los sistemas de amplificación de ADN, los avances en genética avanzan a un ritmo increíble. Una de sus aplicaciones más utilizada es la detección de marcadores moleculares que indican el principio y el final de una secuencia génica. En algunos casos, cuando se conoce la función que realiza esa secuencia, se puede manipular, en otros, al menos sirve para identificarla y/o compararla con otras secuencias semejantes a lo largo de la cadena de ADN.

enana2enana2Los marcadores moleculares

El desarrollo y aplicación del uso de marcadores moleculares para la crianza de cannabis es relativamente reciente, comenzando ya avanzada la década de los 90. A nivel práctico ha sido muy importante la identificación de marcadores relacionados con el sexo masculino y con algunos de los quimiotipos más relevantes. Tanto los marcadores de ADN como los AFLP (Amplificación la longitud del fragmento por polimorfismo) han sido utilizados ampliamente en el campo de la ciencia forense a la hora de diferenciar las fibras del cannabis narcótico de las del industrial de forma inequívoca (Datwyler and Weiblen, 2006).

Por otra parte, el método RAPD (Amplificación polimórfica aleatoria del ADN) es el más utilizado en mapeo genético, detección de variaciones fenotípicas y estudios sobre la evolución. También es muy útil en estudios sobre diferenciación sexual e identificación de plantas dioicas. A partir del uso de estos sistemas de identificación molecular, los investigadores han tipificado los marcadores de plantas macho y hembra de distintas especies, incluyendo el cannabis (Sakamoto et al., 1995, Mandolino et al., 1999, Flachowsky et al., 2001, Törjék et al., 2002, Peil et al., 2003, Rode et al., 2005)

Los sistemas Giemsa y DAPI son especialmente buenos para trabajar con el cromosoma Y (Sakamoto et al., 1998), lo que sugiere, debido a las características de estos sistemas de detección, que el cromosoma Y posee regiones heterocromáticas en abundancia, incluyendo tándems y fragmentos de secuencias repetitivos y dispersos, como elementos transposicionables.

Además, la mayoría de los marcadores relacionados con el sexo del cannabis identificados mediante RAPD parecen codificar una especie de secuencias desconocidas o retrotransponibles (Mandolino et al., 1999; Sakamoto et al., 2000; Törjék et al., 2002). Algunos marcadores AFLP también tienen conexión con los cromosomas sexuales y pueden contribuir a ampliar el conocimiento sobre el cromosoma. Mandolino, en 1999 identificó mediante RAPD un marcador de ADN llamado OPA8400 asociado a los machos, casi ausente en las hembras y completamente ausente en las variedades monoicas. Como dicho marcador estaba presente tanto en plantas estaminadas como carpeladas, el marcador pasó a denominarse SCAR (Secuenciación y caracterización de región amplificada) con una longitud de 390 rbp y específico de los machos. De esta manera se facilita la identificación de los machos en los programas de crianza de una manera precisa y rápida.

Los resultados de estas investigaciones son muy útiles en la mejora del cáñamo basada en la selección asistida por marcadores. El estudio del sexo del cannabis es un tema realmente importante en la mejora genética y la diferenciación sexual es de gran interés en las investigaciones sobre esta especie.

Referencias

Moliterni, V.M.C., Cattivelli, L., Ranalli, P., Mandolino, G., 2004. Euphytica 140(1-2), 95-106.

Negrutiu, I., Vyskot, B., Barbacar, N., Georgiev, S. & Moneger, F., 2001. Plant Physiol. 127, 1418–1424.

Panfil, C., 1984. Genetica sexelor, Ed. Dacia, Cluj Napoca.

Peil, A., Flachowsky, H., Schumann, E. & Weber, W.E., 2003. Theor. Appl. Genet. 107(1), 102–109.

Potlog, A.S., Velican, V., 1972. Tratat de ameliorare a plantelor, Ed. Acad. Bucureşti.

Rizet, G., 1946. Soc. Biol. 140, 284-287.

Rath, R.L., 1968. Essais sur le rapport entre les types végétatifs et sexuels du chanvre monoïque. Communication

présentée au Symposium du Lin et du Chanvre, 25-29 juin 1968, Dresde.

Rode, J., In-Chol, K., Saal, B., Flachowsky,Y.H., Kriese, U. & Weber, W.E., 2005. Plant Breeding 124(2), 167—170.

Sakamoto, K., Shimomura, K., Komeda, Y., Kamada, H.& Satoh, S., 1995. Plant Cell Physiol. 36(8,:1549-1554.
Source: Artículos

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