Tout savoir du cannabis triploïde et tétraploïde

La plupart des variétés de cannabis sont constituées de cellules contenant deux jeux de chromosomes, soit deux de chaque parent. Cependant, des sélectionneurs pionniers ont créé des variétés contenant trois, voire quatre jeux de chromosomes. En quoi cela est-il important ? Parce que ces plants produisent de plus grosses têtes, davantage de cannabinoïdes et de terpènes, et des rendements globalement plus massifs. Découvrez tout ce que vous devez savoir sur le cannabis polyploïde et comment il pourrait orienter l’avenir du secteur du cannabis.

Diploïdes : le génome standard du cannabis

Tout comme nous, la plupart des plants de cannabis sont des organismes diploïdes : ils contiennent deux jeux de chromosomes dans chaque cellule (« di » signifie « deux »). Au cas où vous n’auriez pas retenu grand-chose de vos cours de SVT, les chromosomes sont de petites structures construites à partir d’acides nucléiques présents dans le noyau de la cellule. Ils stockent l’information génétique et permettent la copie de l’ADN lors de la division cellulaire, également appelée mitose.

Chaque parent transmet 10 chromosomes à sa progéniture, ce qui signifie que les cellules de plants de cannabis diploïdes possèdent un total de 20 chromosomes. Les chercheurs pensent que la diploïdie offre aux organismes un certain avantage en termes de survie^[1]. Non seulement le fait de posséder deux jeux de chromosomes signifie que les cellules disposent d’une copie de secours si l’un des chromosomes est endommagé, mais il permet également aux génétiques saines de prendre la place de ceux qui présentent des mutations néfastes.

La diploïdie permet également d’autres avantages. La présence de deux jeux ou lots de chromosomes permet aux plants de mieux s’adapter à leur environnement au fil du temps. Les ensembles de génétiques hérités des deux parents dotent également les plants d’une variabilité génétique, ce qui augmente les chances d’hériter d’une résistance aux parasites et aux maladies et d’autres caractéristiques souhaitables.

La grande majorité des cultivars de cannabis sont diploïdes dans la nature. Seul un très faible pourcentage de plants de cannabis naturels émerge avec plus de deux jeux de chromosomes. Cependant, les sélectionneurs de cannabis ont mis au point des méthodes pour créer des plants avec trois, voire quatre jeux de chromosomes. Connue sous le nom de polyploïdie, cette caractéristique présente de superbes avantages, ainsi que quelques inconvénients.

Aperçu de la polyploïdie chez les plants de cannabis

La polyploïdie se produit dans presque toutes les plantes à fleurs^[2] à des degrés divers. De nombreuses cultures agricoles qui sont devenues des aliments de base dans l’alimentation humaine sont des polyploïdes, notamment les fraises, le café, les pommes de terre et l’avoine. Les sélectionneurs de cannabis ont trouvé des moyens d’augmenter le nombre de jeux de chromosomes dans les cellules de cannabis, en utilisant à la fois des interventions chimiques et des croisements entre des variétés diploïdes et polyploïdes.

Les variétés polyploïdes de cannabis diffèrent de leurs homologues diploïdes sur plusieurs points comme :

• La composition de la paroi cellulaire : les recherches montrent que la polyploïdie modifie la composition^[3] de la paroi cellulaire, soit la structure qui entoure la membrane plasmique. Ces changements influencent les niveaux de protéines et de glucides complexes dans la paroi cellulaire, ce qui peut avoir une grande influence sur la tolérance à la sécheresse et la défense contre les agents pathogènes.
• Production de biomasse : le chanvre polyploïde produit plus de biomasse et des fleurs plus lourdes^[4]. Cela a des implications importantes dans l’agriculture commerciale, tant pour le chanvre industriel que pour le cannabis médical et récréatif.
• Moins fertile : les polyploïdes sont souvent infertiles^[5]. Cela peut sembler être un inconvénient, mais c’est en fait très utile pour cultiver des fleurs de cannabis sans graines.

Types de polyploïdie dans le cannabis

Au cas où vous ne l’auriez pas remarqué, le marché du cannabis a explosé au cours de la dernière décennie. Alors que la légalisation continue à se développer, les efforts de recherche et de développement s’intensifient. Les entreprises consacrent beaucoup de temps, d’efforts et d’argent à la création de plantes/produits à base de cannabis qui augmentent les profits et répondent mieux aux demandes des clients. Jusqu’à présent, les sélectionneurs ont créé des cultivars présentant des taux de THC plus élevés, des têtes plus grosses, des rendements plus élevés et plus de saveur.

Aujourd’hui, les chercheurs se concentrent sur le concept de polyploïdie pour améliorer le cannabis en tant que culture agricole. Grâce à des traitements chimiques et à des croisements, voici les types de polyploïdes de cannabis qui ont vu le jour :

• Le cannabis triploïde : comme son nom l’indique, le cannabis triploïde contient trois jeux de chromosomes^[6], soit 30 au total. La progéniture hérite d’un seul jeu de chromosomes d’un parent et de deux jeux de chromosomes de l’autre parent.
• Le cannabis tétraploïde : ces cultivars possèdent quatre jeux de chromosomes, deux de chaque parent. Bien que les plants tétraploïdes possèdent plus de copies d’ADN, ils sont un précurseur des plants triploïdes au cours du processus de sélection (plus d’informations à ce sujet ci-dessous).

La polyploïdie du cannabis peut-elle résoudre le problème du pollen ?

Les plants de cannabis polyploïdes procurent de nombreux bienfaits et ils pourraient aider les cultivateurs à surmonter le problème de la fertilisation pour la culture du cannabis à grande échelle. En tant que plante dioïque, le cannabis émerge des graines sous la forme d’un spécimen mâle ou femelle distinct. Les femelles produisent des fleurs résineuses riches en cannabinoïdes et en terpènes (si elles ne sont pas fécondées), tandis que les fleurs mâles produisent du pollen.

Dans l’ensemble, les plants mâles sont relativement sans valeur lorsqu’il s’agit de production de cultures. De plus, ils diminuent la qualité des fleurs femelles lors de la fécondation, transformant la bonne sinsemilla en têtes moins puissantes et pleines de graines.

La norme actuelle du secteur^[7] pour traiter ce problème consiste à effectuer des tests génétiques avant la transplantation. Comme vous pouvez l’imaginer, cela devient rapidement coûteux et prend du temps. Cependant, les graines féminisées et le clonage permettent une solution alternative. Le cannabis polyploïde pourrait devenir une autre option pour les cultivateurs commerciaux et à petite échelle qui cherchent à produire du cannabis sans graines.

Les variétés de cannabis triploïdes sont pratiquement infertiles et produisent rarement des graines, même si elles sont entourées de mâles produisant du pollen. Leurs jeux surprenants de chromosomes altèrent les processus cellulaires qui conduisent au développement des graines.

Plants de cannabis triploïdes

Les plants triploïdes ne sont pas exclusifs au monde de la sélection du cannabis. Les horticulteurs ont développé des variétés triploïdes à travers une foule d’espèces différentes pour profiter de leurs avantages. Par exemple, les fruits sans pépins comme les pastèques et les bananes sont triploïdes. Comme ils ne peuvent pas produire de graines, ils sont plus faciles à consommer et donc plus attrayants pour les consommateurs.

À l’instar d’autres cultures triploïdes, les variétés de cannabis qui possèdent trois jeux de chromosomes offrent également de sérieux avantages. Elles créent plus de biomasse en matière de feuilles et de tiges, ce qui les rend plus utiles dans certains contextes commerciaux. Des fleurs plus massives les rendent également extrêmement attrayantes pour les cultivateurs, ainsi que pour les clients à la recherche de grosses têtes dans les dispensaires et autres points de vente au détail.

Comment les plants triploïdes apparaissent-ils ?

Les plants triploïdes existent à l’état naturel, mais ils sont extrêmement rares. Pour les créer, les sélectionneurs doivent d’abord créer des cultivars de cannabis tétraploïdes (nous aborderons ce processus plus bas). Une fois qu’ils ont obtenu la génétique tétraploïde, les sélectionneurs doivent alors choisir des spécimens diploïdes appropriés présentant des caractéristiques souhaitables. Le croisement d’un parent tétraploïde soigneusement sélectionné avec un parent diploïde créera une progéniture triploïde.

Caractéristiques de la génétique du cannabis triploïde

Vous savez maintenant en quoi les plants triploïdes et diploïdes diffèrent génétiquement, mais comment ces différences s’expriment-elles exactement ? Les principales différences que présentent les plants triploïdes sont les suivants :

• Plus grands et plus pulpeux : les recherches montrent que les plants de cannabis triploïdes ont tendance à croître plus^[8] que leurs homologues diploïdes. L’augmentation globale de la biomasse se traduit par des feuilles nourricières plus grandes, des tiges plus longues et un réseau de racines plus étendu dans la terre.
• Une croissance plus lente : la taille et la productivité des plants triploïdes s’accompagnent d’une contrepartie : leur croissance est plus lente. Si ce n’est pas un problème pour les amateurs, la longueur du cycle de développement pose un problème pour les entreprises commerciales qui privilégient la rapidité d’exécution.
• Plus de cannabinoïdes : des études analysant les qualités chimiques des variétés de cannabis diploïdes et polyploïdes ont révélé des niveaux plus élevés de cannabinoïdes^[9] dans les variétés triploïdes.
• Des têtes plus grosses : les variétés de cannabis triploïdes produisent également de plus grosses fleurs. Les têtes sont plus longues, plus larges et plus denses. Des têtes plus grandes et plus de cannabinoïdes permettent d’obtenir des rendements nettement plus élevés par plant.

Quels sont les avantages des plants triploïdes pour les sélectionneurs ?

Le cannabis triploïde ouvre un tout nouveau terrain de jeu pour les sélectionneurs. Tout comme l’avènement des génétiques à autofloraison et féminisées, une augmentation des plants triploïdes pourrait changer le secteur du cannabis de bien des façons. La recherche actuelle a montré que ces variétés sont certainement prometteuses. Cependant, cette innovation n’en est qu’à ses débuts, et les plants triploïdes présentent également quelques inconvénients qui pourraient affecter leur encensement parmi les sélectionneurs et les cultivateurs aussi bien commerciaux qu’amateurs.

Peut-on croiser des plants triploïdes et diploïdes ?

Techniquement, oui. Un sélectionneur pourrait croiser des parents diploïdes et triploïdes. Cependant, les résultats n’en vaudraient probablement pas la peine, car leur nombre inégal de chromosomes peut perturber le processus normal de reproduction. De plus, les triploïdes sont presque toujours stériles, ce qui signifie qu’il n’y a qu’une infime chance qu’ils germent pour produire une descendance.

Quels sont les inconvénients de la génétique triploïde pour les cultivateurs

Les plants triploïdes présentent des avantages impressionnants. Ils permettent une récolte sans graines, des rendements plus importants, de grosses têtes et davantage de cannabinoïdes. Cependant, ces cultivars restent pour l’instant largement confinés aux laboratoires de recherche. De surcroît, ils présentent également des inconvénients. Leur fertilité incroyablement faible signifie que les cultivateurs devront maintenir indéfiniment une ligne de clones afin d’obtenir une descendance qui leur plaise. Inévitablement, cela demande des ressources telles que de l’espace, un bon éclairage et des nutriments.

De plus, les variétés triploïdes sont difficiles à créer. Elles nécessitent des connaissances en génétique des plantes et la capacité de créer des variétés tétraploïdes comme cheptel parental. En réalité, la grande majorité des petits cultivateurs ne disposent pas des ressources et des connaissances nécessaires pour créer leurs propres variétés triploïdes.

Plants de cannabis tétraploïdes

Les plants tétraploïdes sont similaires aux triploïdes dans le sens où ils sont également polyploïdes. Cependant, au lieu de trois jeux de chromosomes, chaque cellule en possède quatre avec deux jeux provenant de chaque parent. Ces variétés sont un peu plus faciles à créer que les triploïdes et on peut les considérer comme un précurseur botanique.

Comment les plants tétraploïdes sont-ils formés ?

Les scientifiques spécialistes des plantes créent des plantes tétraploïdes par le biais d’une intervention chimique. Il existe plusieurs molécules qui, lorsqu’elles sont appliquées à un plant de cannabis, provoquent la multiplication des chromosomes des cellules. Ces composés comprennent la colchicine^[10], une substance chimique naturelle présente dans le crocus d’automne qui interfère avec la division cellulaire. Les chercheurs utilisent également l’oryzalin, une alternative moins toxique, pour obtenir le même résultat.

Caractéristiques de la génétique tétraploïde

Les variétés de cannabis tétraploïdes possèdent également des caractéristiques uniques qui les rendent attrayantes pour les sélectionneurs et les cultivateurs. Voici leurs qualités :

• Morphologie unique des feuilles : les variétés tétraploïdes ont des feuilles différentes de celles de leurs cousins diploïdes. Leurs feuilles nourricières sont plus grandes^[11] avec des folioles plus longues et plus épaisses. Les cellules de garde qui ouvrent et ferment les stomates sont également plus épaisses et plus longues.
• Une plus grande densité de trichomes : les trichomes sont les petites glandes que l’on trouve à la surface des têtes et des feuilles. Ces structures semblables à des cristaux sont responsables de la création de cannabinoïdes et de terpènes : les substances chimiques responsables des effets de chaque variété. Des études montrent que les feuilles résineuses tétraploïdes produisent environ 40 % de trichomes en plus^[12] que les diploïdes.
• Des rendements plus importants : les plants tétraploïdes produisent des **rendements plus importants^[13] dans l’ensemble. Cela inclut une quantité légèrement plus élevée de têtes sèches et une quantité nettement plus importante de feuilles qui peuvent être utilisées pour faire du hasch et d’autres extraits.
• Plus de terpènes : les terpènes aromatiques sont responsables des parfums et des saveurs uniques de chaque variété. Ils jouent également un rôle important dans les effets ressentis par chacun des différents cultivars. Les premières études montrent que les variétés tétraploïdes produisent beaucoup plus de terpènes^[14] dans leurs feuilles et leurs fleurs.

L’importance des plants tétraploïdes dans la sélection

Au vu des caractéristiques impressionnantes mentionnées ci-dessus, le cannabis tétraploïde a clairement beaucoup de potentiel. Mais encore une fois, vous aurez du mal à mettre la main sur des variétés tétraploïdes pour l’instant. Cependant, nous pourrions les voir arriver sur le marché dans un avenir proche. Les sélectionneurs utiliseront probablement cette technologie pour créer des variétés plus productives, plus résineuses, plus savoureuses et plus puissantes. Il y a fort à parier que des versions tétraploïdes de certaines des variétés de cannabis les plus connues verront le jour à un moment ou à un autre.

Peut-on croiser un tétraploïde avec un plant diploïde ?

Oui ! En fait, c’est exactement de cette manière que les sélectionneurs créent des plants triploïdes. Le croisement d’un diploïde avec un tétraploïde donne une progéniture avec trois jeux de chromosomes. Bien que les plants tétraploïdes présentent une fertilité femelle réduite par rapport aux diploïdes, elles sont toujours capables de se reproduire (ils créent simplement moins de graines).

Les inconvénients de la génétique tétraploïde

Tout comme les plants triploïdes, ceux tétraploïdes présentent des caractéristiques impressionnantes et sont relativement faciles à créer à l’aide de manipulations chimiques. Cependant, ils présentent également quelques inconvénients. Tout d’abord, leur faible fertilité rend les croisements difficiles à réaliser. Ils semblent également avoir une vitesse de développement plus lente que les variétés diploïdes, ce qui les rend moins attrayants pour les cultivateurs qui privilégient la rapidité. Enfin, pour l’instant, ils restent confinés à une niche de la sélection et le manque de compréhension entourant les tétraploïdes les rendra difficiles à exploiter pour la plupart des amateurs.

Cannabis polyploïde : un phénomène fascinant et utile

Même si ce n’est qu’une seule espèce de plants, une industrie gigantesque tourne autour du cannabis. N’étant au départ qu’une plante sauvage, elle est devenue avec l’aide de l’innovation humaine une plante domestiquée diversifiée qui prend de nombreuses formes différentes. Les percées en matière de sélection ont donné naissance à des variétés à autofloraison et féminisées, ainsi qu’aux premiers vrais hybrides F1.

Aujourd’hui, il semble que les polyploïdes soient les prochains à secouer les branches du secteur du cannabis. En effet, la sélection du cannabis est parvenue à multiplier le nombre de chromosomes dans les cellules des plants ! Les cannabis triploïdes et tétraploïdes présentent des avantages prometteurs, notamment des têtes plus grosses, plus de THC et plus de terpènes. La recherche n’en est qu’à ses débuts, mais vous pouvez vous attendre à en savoir beaucoup plus sur le cannabis polyploïde dans les années à venir !