該研究表明,基因改造有機會“釋放大麻的全部潛力”。

最近發表在《生物催化與農業生物技術》上的一項研究分析了基因工程大麻的可能性,以確保一致性並針對特定的大麻素進行改造。

在《使用先進生物技術改進大麻品種》一文中,來自加拿大阿爾伯塔大學萊斯布里奇分校生物科學系的研究人員探討了基因編輯在大麻中的益處。“固有的育種限制、基因不穩定性和精神活性化合物阻礙了大麻的利用,然而,生物技術工具的應用,如分子育種、組織培養和基因工程可以推進大麻研究和應用,”研究作者寫道。“隨著最近的進展,大麻微繁殖可以在保留基因系統的同時顯著提高繁殖率。”

基因組編輯工具的例子包括鋅指核酸酶(ZFN)、轉錄激活樣效應核酸酶(TALEN)或簇規則間隔短回文重複序列(CRISPR)-Cas系統,這些工具可以用來操縱或精確修改基因。研究人員指出,這些基因編輯方法在大麻中的應用是“有前景的工具”,“用於編輯生物合成途徑以提高酶的效率和開發新的大麻特性”。

傳統的大麻栽培方法在嘗試創造特定大麻素的品種時並不完全可靠,而且受到生長環境和各種栽培方法的影響很大。此外,聯邦法律限制了大麻種植者種植作物的四氫大麻酚(THC)含量。如果種植者的作物檢測超過法律限制的0.3% THC,那麼這些作物必須被銷毀。

根據研究人員的說法,CRISPR編輯方法在針對特定大麻素方面特別有用。研究人員寫道:“一種最近出現的基於CRISPR的技術——基礎編輯技術——在定制等位基因和全面表徵基因方面顯示出顯著的潛力,導致功能增益突變的產生。”

作者推測,利用CRISPR方法將允許科學家操縱品種中CBD或THC的含量,這也可能拯救種植者免於因THC限制而損失作物。

最終,研究人員表示,大麻基因編輯應該進一步探索其潛力。“與其他盈利作物相比,大麻在生物能源生產方面具有極好的適應性,並因其藥用和經濟前景而受到關注,”研究報告中指出。“生物技術,主要集中在不斷改進基因編輯方法上,為通過基因增強釋放大麻的全部潛力提供了機會。”

然而,即使有基因編輯的預期利益,研究人員還是建議進一步研究大麻基因編輯。“隨著我們對大麻遺傳學和生物技術工具的理解不斷深入,我們可以預期更有效和可持續的方法來生產具有特定特徵的大麻,同時應對現代大麻行業的複雜性,”研究人員總結道。

2023年9月,美國農業部(USDA)動植物衛生檢查局(APHIS)批准了一種含有較低THC和CBC含量的品種的種植。“APHIS認為這種改良的大麻與其他栽培的大麻相比,植物害蟲風險不會增加,”該機構在其審查中寫道。“因此,根據7 CFR第340部分,它不受監管。從植物害蟲風險的角度來看,這種大麻可以在美國安全地種植和繁殖。”

2024年3月,APHIS批准了威斯康星州的種植者種植一種名為Badger G的基因改良大麻品種。通過CRISPR/Cas9基因編輯技術,這種改良品種被發現含有高比例的CBG,而不含CBD和THC。

此外,在3月8日,USDA慶祝了第二個全國“生物基產品日”,這是一個旨在展示有利於經濟的生物基產品的宣傳日。“拜登-哈里斯政府支持並激勵生物基產品,因為這是消費者想要的,也是農民和我們的星球需要的,”農業部長湯姆·維爾薩克說。“美國農民、種植者、生物基企業主和創新者是堅韌和蓬勃發展的。我們致力於在全國生物基產品日慶祝他們以及生物基產品對經濟、環境和健康的益處。”

為了紀念這一天,USDA發布了兩份報告,包括一份名為《美國生物基產品行業經濟影響分析:2023更新》和另一份名為《大麻研究需求路線圖》的報告,詳細介紹了行業需求,包括“育種和遺傳學”、“生產的最佳實踐”、“最終用途的生物基產品製造”和“透明度和一致性”。

在報告的“育種和遺傳學”部分,USDA描述了穩定大麻品種的必要性。“高質量、一致性和穩定的品種是建立大麻行業價值的必需品,”報告中指出。“鑑於大麻的獨特生物特性,既需要基礎研究也需要應用研究來釋放其價值,並且公共-私人合作夥伴關係的持續存在對於不斷產生基因增益至關重要。”

該公告還包括對俄勒岡州立大學全球大麻創新中心的1000萬美元投資。該中心將與美洲原住民部落合作,以增加大麻基材料和產品的經濟發展。

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