大麻（Cannabis sativa）的微繁殖：多代遗传与表观遗传稳定性评估

《Journal of Cannabis Research》：Micropropagation of Cannabis sativa: genetic and epigenetic stability assessment over multiple generations

植物组织培养中遗传和表观遗传变异的监测与机制解析。

　　

摘要

背景

在 cannabis 行业中，微繁殖技术越来越受到重视，因为种植者希望提高生产效率、加快繁殖速度，并培育出不受生物胁迫影响的植物。然而，关于微繁殖对 cannabis 影响的科学研究仍然有限，因为大多数研究主要集中在优化环境参数和生长条件上。

方法

我们对三种 cannabis 品种（Critical Purple Kush、Green Crack 和 Gelato）进行了体外培养，培养时间为 60 周，每三周进行一次传代培养。在培养开始时以及每次传代培养后采集叶片样本用于 DNA 提取，然后使用 3D-GBS 和 EM-seq 对基因组进行测序，以识别遗传（SNPs）和表观遗传（DMPs）变异，并进行 GO 和 KEGG 通路分析。

结果

研究结果显示，CPK（16,169 个）、GC（15,472 个）和 GEL（16,605 个）样本中的基因组变异主要位于基因间区域。突变大多发生在培养开始阶段和前五次传代过程中，之后趋于稳定。甲基化测序表明，DMPs 的出现频率低于 SNPs，不同品种之间的甲基化水平存在差异：CPK 品种的启动子区域甲基化比例为 22%，GC 为 9%，GEL 为 13%；外显子区域分别为 13%、5% 和 6%；内含子区域分别为 4%、4% 和 3%；基因间区域分别为 61%、82% 和 78%。这些结果表明表观突变具有很强的品种依赖性，并暗示了其潜在的表型影响。对含有 SNPs 和 DMPs 的基因进行 GO 和 KEGG 通路富集分析，揭示了与 cannabis 微繁殖相关的功能关联。

结论

我们的研究结果强调了长期栽培 cannabis 时监测遗传稳定性和表观遗传稳定性的重要性。