ジェノタイプとフェノタイプの違いとは?

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著者 Luke Sumpter
4 1月 2021
ジェノタイプとフェノタイプは品種間の違いを説明する際によく使われますが、その本当の意味をご存知ですか?
4 1月 2021
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ジェノタイプとフェノタイプの違いとは?

目次:
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  • 1. インディカ・サティバ・ルデラリス・ハイブリッド
  • 2. ジェノタイプとフェノタイプとは?
  • 3. フェノハンティング
  • 3. a. クローン作製
  • 4. フェノタイプの出し方・活かし方
  • 4. a. 温度
  • 4. b. ストレス
  • 5. フェノタイプ(表現型)の見分け方
  • 6. まとめ

フェノタイプとジェノタイプは大麻に特有の用語ではありませんが、ここ数年で大麻市場でよく使われるようになりました。辞書にも載っているこれらの用語ですが、大麻植物について語る時に何を意味するかを本当に理解するには少し知識が必要です。大麻植物の場合、ジェノタイプとは遺伝子コードそのものであり、表現されうる可能性の範囲を持っています。一方、フェノタイプは特定の環境に置かれたときにジェノタイプがどのように現れるか(表現型)を指します。

Sebastian Goodがジェノタイプとフェノタイプの違いを解説します。
 

完全に理解できなかった方や、大麻の種子にどう影響するのか知りたい方へ、ここではフェノタイプ・ジェノタイプ・大麻について知っておくべきことをまとめています。

1. インディカ・サティバ・ルデラリス・ハイブリッド

これらの言葉についてさらに理解を深める前に、大麻ストレインの起源を知っておくことが重要です。ご存知のとおり、大麻は少なくとも3000年前から存在しているため、正確な起源は非常に特定しにくいものです。当時、ランデュースと呼ばれる元々その土地に自生していた品種が数千年かけて自然進化し、インディカ・サティバ・ルデラリスという、それぞれの生育環境に適した明確な違いが存在していました。

こうした2種(インディカとサティバ)が異なる環境で育ち進化したため、インディカは背が低く葉が広く短期間で育ち、サティバは背が高く葉が薄く長期間かかって育ちます。またルデラリスは50cm程度に成長し、CBDが豊富で開花を光周期に依存しません。インディカとサティバの本当に興味深い点は、実は気分を高揚させたり眠くしたりする効果の違いではありません。インディカやサティバは本来、その植物が元々どの地域で育ったかの目安にすぎず、効果を決めるものではないのです。この意味は近年のマーケットでかなり薄れているのが現状です。

Genotype and phenotype: indica, sativa and ruderalis

インディカとサティバの主な違い。
 

時代は進み1980年代後半になるとブリーディングや室内栽培が普及し、ハイブリッド(インディカとサティバの遺伝子を掛け合わせた種)が誕生しました。栽培者たちが異なる温度、湿度、照明、栄養素などで栽培するようになると、光の角度など些細な要因でさえも同じ親株由来の植物がまったく異なる特徴を見せることが分かったのです。ブリーディングが進むと、品質や収量を落とさず、自分の栽培環境に合わせた植物を遺伝的に選抜・改良できることにも気づかれるようになりました。 

2. ジェノタイプとフェノタイプとは?

すべての大麻植物は他の生物と同じく遺伝子コードを持っており、それがジェノタイプ(遺伝型)と呼ばれます。これは植物の潜在能力そのものであり、特定のカルトivarが成長時に表現できる特徴を内包しています。一方、フェノタイプは、特定の生育環境(室内または屋外)によって引き出される“見た目の特徴”です。これらの特徴には以下が挙げられます:

アロマ ライフサイクルの長さ
フレーバー 害虫・真菌への耐性
効果  構造
収量 突然変異・奇形・雌雄同体
色 厳しい気候への耐性

この概念を分かりやすく理解するために、身近な人間を例にとってみましょう。ジェノタイプは、あなたが生まれたとき母親と父親から受け継いだDNAであり、自分の構成要素を遺伝的に変えることはできません。優性・劣性遺伝子の組み合わせによって、親から受け継いだどの特徴が現れるかが決まります。これらは体内の特定の細胞にメッセンジャーRNA(一重鎖でDNAのコードを書き写しリボソームに伝達する分子)としてコード化され、アミノ酸を長いタンパク質鎖に組み立てます。

フェノタイプは、あなたが環境やストレス、ライフスタイルによって獲得する特徴です。例えば、一卵性双生児の兄弟姉妹が完全に異なる環境で育った場合、一方は毎日ファストフードを食べ運動をせず、もう一方は健康的な食事と週3回の運動を続けたとします。数年でそっくりだった2人が、片方は太り、もう片方は健康体といった違いが環境だけで生まれます。

最終的には、フェノタイプとはその生物が生きている環境によって引き出される遺伝情報の表現のことです。大麻の例で言えば、紫色の見た目になる品種がありますが、これは遺伝的にアントシアニンと呼ばれる紫色素の量が多いからです。この分子は紫色の光を反射し、クロロフィルは緑色の光を反射します。ただし、この外観は遺伝に根拠を持ちながらも、必ずしも発現するとは限りません。開花期の夜間に気温が下がるなど環境要因が加わることでアントシアニンが発現しやすくなる、こういった違いも現れるのです。簡単にまとめると:

ジェノタイプ + 環境 = フェノタイプ

3. フェノハンティング

フェノハンティングとは、狩る=つまり最良のフェノタイプ(表現型)を見つけ出す行為のことです。最良のフェノタイプは、何を求めるかや自分の目標(種子を生産するのか、自分用に栽培するのか)によって異なります。新しいストレインを育てる際は、種子パックを購入しますが、同じストレインでも1粒1粒が異なるフェノタイプとなる可能性があるため、番号を付けて管理・成長の経過を追い、メモを取りながら雄株と雌株を区別していきます。

Genotype and phenotype: selecting a phenotype

フェノタイプ選別作業の流れ。
 

すべての種子を育てると微妙に違う植物が育ちますので、アロマ・フレーバー・効果など好きな特徴でお好みを選んでいきます。フェノハント自体は特別難しい作業ではありませんが、上記の通り選抜基準によって手間が大きく変わります。もし種子販売用であれば、何百・何千という株から1~2つのフェノを選ぶ必要がありますが、家庭用であれば10~20株でも十分です。

10株でも1000株でも基本となる流れは同じです。求めているフェノタイプに巡り合うまで継続しましょう。商業栽培者は、各収穫ごとに同じ収量を確保し、花の効果やカンナビノイド含有量のばらつきをなくすためフェノハンティングが欠かせません。

クローン作製 

クローン作製は、理想的なフェノタイプが見つかった後に行うことが一般的です。特定の株の遺伝情報をコピーすることであり、同じ植物を再現する唯一の方法です。クローンは組織培養でも、特定の親株から挿し木を作るだけでも可能です。

Genotype and phenotype: cloning

良いフェノタイプを見つけ維持するうえで、クローン作製は非常に重要な作業。
 

この手法は、良いフェノタイプを選抜した後に、その形質を維持・増殖したい栽培者や、特別な花(バッズ)を顧客に届けたい商業栽培者が用います。同じ環境で育てれば全く同じ形質となりますが、フェノタイプの表現は環境に左右されるため、クローンでも環境が異なると微妙に違った形質が現れることがあります。

開花中にお気に入りのフェノタイプを見つけたら、クローン採取前には必ず再生育(リベッジ)を行うことをお勧めします。開花中は植物ホルモンがまったく異なるため、クローンの成功率が下がったり非常に時間がかかったりします。また、クローン株からクローンを取るのではなく、必ず種から育てた母株を使うことで、より活力のあるクローンになります。 フェノタイプ発現に影響する主な要因は以下です:

光のスペクトル 湿度
光源(太陽光・LED・電球) 培地
温度 栄養素
pHレベル 酸素とCO2

4. フェノタイプの出し方・活かし方 

私たちの経験上、フェノタイプの特徴を最大限に表現するには、開花サイクル中に温度を上下させたりストレスを加えるのがもっとも効果的です。 

温度

開花期に温度を大きく操作することで、バッズの外観が劇的に変化し、「バッグアピール」が高まり、紫・ピンク・イエローといった美しい秋色を引き出せます。屋外栽培では秋になると自然に気温が下がりやすくこうした色も出やすいですが、室内栽培で同じ効果を得るには開花最後の3~4週間で夜間の温度を下げる必要があります。低温にすることでクロロフィルの発現が抑えられ、遺伝子本来の美しい色味が現れやすくなります。  

ストレス

大麻植物に一定のストレスを与えることも、フェノタイプ特有の現れ方を引き出す有効な方法です。ここでいうストレスとは、氷水をかけたり枝を折ったりすることではなく、いつもより乾燥させるなどシンプルなものです。植物はウェットとドライのサイクルを経験するととても良いですが、開花期に多少多めに乾かす事でテルペンやトリコームの生成が増進されます。水やりの間隔を1日延ばすだけでもトリコーム量が増えます。トリコームは強い日差しから植物を守るシールドの役目がありますが、水分不足を覚えた植物は死の危険を感じ、自らを守るために二次代謝物を大量生成し、これがテルペンやカンナビノイドの生成促進につながるのです。    

5. フェノタイプ(表現型)の見分け方

異なるフェノタイプがどのように表現されるのか分かりやすくするために、私たちのGorilla Glue Autoを異なる栽培者が栽培した写真を紹介します。

Genotype and phenotype: examples

BigDaddyKさん、Luv2Growさんによって育てられた、Gorilla Glue Auto の異なるフェノタイプ。
 

写真の通り、どちらも同じように見えますがわずかな違いがあり、培地や照明機器の違いによる影響と考えられます。同じストレイン・似た条件で育てても、やはり違いが出ることが分かります。

Genotype and phenotype: examples

UpInSmoke420さん、MonkeeHazeさんによるGorilla Glue Autoの異なる特徴。
 

こちらの例ではつぼみの構造は似ていますが、一方は有機栄養・LED照明、もう一方はLED+HID照明・合成肥料と異なります。比べてみると、一方は色が濃く葉が少なめ、もう一方は鮮やかな緑色で葉が多いのが分かります。 

これはどちらの栽培者や植物が優れているという意味ではなく、ストレインが異なる環境で育つことによって表現されうるさまざまな違いに過ぎません。本音を言えば、合成・有機どちらの栄養素も最終的に植物が吸収できれば違いは分かりません。有機栽培の唯一のアドバンテージは、二次代謝物が多く生成されやすく、その結果、香り・味・効力が良くなりやすい点です。 

6. まとめ

フェノタイプ・ジェノタイプについて知る上で、まずは成長に最適な良い遺伝子(ジェネティクス)を手に入れることが大切です。育てる時間は3~4か月にも及ぶため、時間と労力を無駄にしないためにも準備段階でしっかり調べておきましょう。様々なストレインを比較し、自分が求める特性を明確にすることで、理想の品種に出会えます。

すでにフェノハント経験者の方は、皆さんの体験談や役立つ情報をぜひコメント欄でシェアしてください!

参考文献

  1. Gene Networks Underlying Cannabinoid and Terpenoid Accumulation in Cannabis. Plant Physiology. - Zager, Jordan & Lange, Iris & Srividya, Narayanan & Smith, Anthony & Lange, Bernd. (2019).
  2. High genes: Genetic underpinnings of cannabis use phenotypes. - Thorpe, Hayley & Talhat, M. & Khokhar, Jibran. (2020). 
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Total comments: 1

F
fungiboi
作成済み 2 2月
Hey guys, as I've always understood, if you are going from seed, we are talking about genotypes, because 2 plants from 2 different seeds are in fact not identical twins. So the the example with the gorilla glue auto is confusing, because the difference in appearance could just be 2 different genotypes (probably are) and they might look like this (different from each other) even when grown in the exact same environment. So the classic phenohunt is in fact a genohunt and only if the clones that I take express different traits in different environments, we can talk about different phenotypes? Am I missing something?
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