La marijuana polyploïde, une mutation surprenante du cannabis

Avez-vous déjà entendu parler du cannabis polyploïde ? Il ne s’agit ni d’une maladie ni d’une mutation monstrueuse, mais bien d’un type de cannabis génétiquement distinct qui laisse entrevoir un monde de possibilités toutes plus alléchantes les unes que les autres pour la communauté scientifique et l’industrie. Voici tout ce qu’il y a à savoir à son propos ainsi que la méthode pour en produire.

Tout comme les êtres humains, le cannabis est une espèce diploïde. En d’autres termes, son ADN est composé de 23 paires de chromosomes appariés par deux (l’un provenant du père et l’autre de la mère) dans le noyau des cellules.

La polyploïdie apparait, chez le cannabis, lorsque les chromosomes ne se groupent pas par paires (diploïde) mais par groupes de trois (triploïde), quatre (tétraploïde) ou plus.

Le cannabis polyploïde est donc le fruit d’une anomalie génétique ayant donné naissance à une plante dotée d’un génome plus important que la normale puisqu’il est composé de davantage de chromosomes. Mais quelles sont les conséquences de la polyploïdie du cannabis ?

Les caractéristiques de la Marijuana polyploïde

La multiplication du génome d’une plante peut engendrer une croissance des organes et une meilleure tolérance au stress. Toutefois, alors que la polyploïdie est fort répandue dans d’autres cultures (comme celle du maïs ou du blé), elle demeure fort rare dans l’univers du cannabis.

Désireux d’en savoir plus, une étude canadienne publiée en 2019 chercha à identifier les principales caractéristiques de la polyploïdie du cannabis. Ses auteurs ont identifié les points suivants :

• Des feuilles plus grandes
• Des stomates plus volumineux mais moins denses
• Des trichomes plus denses
• Un profil terpénique distinct marqué par une hausse de la quantité de terpènes
• Une augmentation des niveaux de CBD
• Des taux de THC similaires
• Des rendements similaires aux plantes diploïdes

La taille de la marijuana polyploïde a-t-elle une importance ?

À première vue, cette liste n’est pas bien impressionnante et peu de choses semblent différencier la marijuana diploïde du cannabis polyploïde. Pourtant, une plante de cannabis polyploïde ne passe pas inaperçu au milieu de congénères diploïdes. Loin s’en faut.

En effet, les rares producteurs qui ont eu la chance de côtoyer une telle plante font état de fleurs de grande taille, de feuilles immenses et de tiges particulièrement épaisses. Les plantes polyploïdes se distinguent ainsi de leurs consœurs par leur stature impressionnante. C’est d’ailleurs l’une des qualités les plus caractéristiques de ces étonnants spécimens. Mais cette taille étonnante importe-t-elle réellement ?

Les avantages du cannabis polyploïde

Comme on a pu le voir, le cannabis polyploïde ne présente qu’une liste d’avantages limitée. Malgré certaines qualités indéniables (comme la croissance de certains organes tels les stomates et les trichomes), ces plantes ne diffèrent que peu de leurs homologues diploïdes. En effet, les taux de cannabinoïdes comme le THC ou le CBD ne sont pas notablement différents.

Et pourtant, l’industrie du cannabis voit cette croissance de certains organes comme une aubaine car, bien que faible, elle pourrait entraîner des conséquences immenses dans les cultures à grande échelle. À ce niveau, une disparité, même minime (en termes de rendements, de production de cannabinoïdes ou autres) peut s’avérer un important atout sur le plan économique.

De plus, l’obtention de profils terpéniques distincts grâce à la polyploïdie élargit non seulement la gamme de saveurs envisageables, mais aussi les applications thérapeutiques possibles du cannabis. En effet, l’importance fondamentale des terpènes dans l’effet produit par la plante est étudié avec toujours plus d’attention car on sait aujourd’hui qu’ils y interagissent avec les cannabinoïdes pour en moduler les effets.

Le cannabis polyploïde existe-t-il dans la nature ?

La polyploïdie est une voie évolutive commune chez certaines espèces. C’est d’ailleurs un phénomène assez courant dans le règne végétal, surtout chez les espèces à fleur, dont environ 40 % possèdent des groupements de plus de deux chromosomes dans le noyau de leurs cellules. Beaucoup de ces plantes sont d’ailleurs des sources de nourriture pour nous, les humains. Il n’est donc pas étonnant que cette altération chromosomique accidentelle ait été sélectionnée durant des siècle dans le but d’obtenir des rendements plus importants ou des fruits plus grands.

La polyploïdie de nombreuses plantes est ainsi née spontanément dans la nature avant d’être perpétuée par les humains qui ont assuré sa reproduction jusqu’à en faire des espèces aujourd’hui prédominantes. Or, ce phénomène ne s’est pas produit avec le cannabis. À ce jour, seul un tétraploïde naturel de cannabis a été identifié

C’est en Inde qu’il fut découvert il y a quelques années, dans les régions froides du désert de Lahaul-Spiti. Au milieu de ce territoire aride perché sur les hauteurs de l’Himalaya, un groupe de chercheurs a trouvé la seule variété de cannabis tétraploïde qui existe (et se reproduit) de manière spontanée dans la nature. C’est ce que rapporte une étude indienne publiée en 2016.

Bien que le cannabis ne semble pas capable d’aisément accroitre son génome dans la nature, nous poursuivons nos efforts en vue d’appliquer les avantages de la polyploïdie à cette plante. Nous recourrons ainsi à des méthodes qui vont au-delà de la sélection d’exemplaires intéressants.

La production de cannabis polyploïde

Au cours de la dernière décennie, nombreux sont ceux qui ont cherché à produire une variété stabilisée de cannabis polyploïde. Une étude polonaise publiée en décembre 2021 résuma tous les efforts déployés jusqu’à ce jour en vue d’obtenir la polyploïdie de nombreuses espèce, notamment le cannabis. Voici les méthodes ainsi mises en œuvre :

• Colchicine : ce médicament destiné au traitement de la goutte peut s’avérer particulièrement toxique. Mais il présente des propriétés antimitotiques fort intéressantes pour notre propos. En d’autres termes, il inhibe la division cellulaire. Plusieurs études sont ainsi parvenues à créer du cannabis polyploïde via l’application de colchicine sur les pousses de la plante en pleine croissance.
• Orizalin : cet herbicide bloque la croissance des cellules végétales. C’est donc une alternative à la colchicine. Certains chercheurs ont créé du cannabis polyploïde grâce à l’application d’orizalin sur de petites sections de plantes mères en milieu de croissance artificiel (explants in vitro). De plus, l’orizalin s’est avéré plus efficace et moins toxique que la colchicine dans la production de plantes polyploïdes.
• Croisement de plantes de cannabis tétraploïdes et de plantes diploïdes dans le but d’induire une triploïdie : le résultat de cette étude fut la production de la première plante de cannabis triploïde dépourvue de graines (ces plantes sont incapables de produire des graines, même au contact de pollen). En effet, la présence de trois jeux de chromosomes empêche leur division égalitaire, laquelle est nécessaire à la génération de cellules sexuelles. Ces plantes triploïdes dépourvues de graines sont communes dans la culture de la banane, de la pastèque, du houblon et de certains agrumes.

Le cannabis polyploïde en attente de bons résultats

L’histoire a déjà démontré que la polyploïdie peut s’avérer particulièrement utile au développement de cultures à haut rendements chez de nombreuses plantes. Mais, le cas du cannabis est encore à l’étude. De nombreux scientifiques ont cherché à créer une nouvelle variété de cannabis qui, étant polyploïde, serait plus riche en cannabinoïdes que les variétés actuellement connues. Jusqu’à présent, leurs efforts ont été vains.

La plupart d’entre eux se sont en effet retrouvés avec des plantes polyploïdes qui, non seulement ne présentaient pas d’intérêt majeur, mais en plus, étaient moins riches en THC que leurs sœurs diploïdes. C’est le cas de cette étude iranienne de 2017 consacrée aux avantages thérapeutiques de la polyploïdie du cannabis.

À en juger par la quantité d’études menées dans le monde entier à cette seule fin de produire du cannabis polyploïde (malgré des résultats décevants), il est certain qu’on entendra encore parler de ce type de marijuana dans le futur. Nous suivrons de près ces recherches pour vous tenir informés des avancées sur cette question.