Features of the morphological structure of plants and biochemical properties of introduced and domestic varieties of Cannabis sativa L. | Особливості морфологічної будови рослин та біохімічні властивості інтродукованих і вітчизняних сортів Cannabis sativa L.

English. Purpose. Identifying the features of the seasonal growth rhythm, development of the plants, morphological and biological differences in monoecious introduced and domestic varieties of Cannabis sativa L. in the North-east region of Ukraine.Methods. The research was conducted from 2014 till 2019. The following research methods were employed: field (phenological observations, sampling for laboratory analysis), microscopic (study of the morphological structure of glandular and cystolithic hairs on vegetative and generative organs, determination of the size and density of hair formation), laboratory and analytical (determination of the content of cannabinoid substances by thin layer and gas-liquid chromatography), biomorphological me­thods (analysis of morphological characteristics of plants). Chemical analysis for the content of cannabinoid substan­ces was carried out in the laboratory of the breeding and seed production department of the Institute of Bast Crops of the NAAS of Ukraine (Glukhiv, 2014–2019). The content of neutral substances [cannabinol (CBN), cannabidiol (CBD), tetrahydrocannabinol (THC)] and acids (CBDA, THCA) was determined by using a thin layer chromatography (TLC) and gas-liquid chromatography (GLC) methods. For the study, 11 monoecious varieties of C. sativa: ‘YuSO 1’, ‘YuSO 31’, ‘Hliana’, ‘Viktoriia’, ‘Hlesiia’, ‘Hlukhivskyi 46’, ‘Hlukhivski 51’, ‘Zoloto­niski 15’ and 3 introduced varieties: ‘Fedora 17’, ‘Felina 32’, ‘Futura 77’ (France) which differed among themselves in morphological, biological, genetic, ecological-geographical and economically valuable characteristics were selected.Results. Biological and morphological characteristics of modern monoecious varieties of C. sativa were investigated depending on the ecological and geographical zones of origin, conditions of the growing season and the stage of ontogenesis. The functional interdependence between the formation of specialized excretory structures and the content of cannabinoid substances in plants of different varieties of C. sa­tiva  was revealed. The following promising varieties of C. sativa in a ration of ((THC + CBN) ≤ CBD) point the possibility to use them as the source material for creating the medicinal varie­ties of plants with a high content of CBD.Conclusions. Nowadays C. sativa is the main source of phyto material for industrial production of natural CBD. In recent years, high-yielding varieties of C. sativa have been created, which, together with high commercially valuable traits, did not contain psychoactive THC and had an insignificant amount of CBD. The results of the research indicated the features of the seasonal growth rhythm, development of the plants and the morphological and biological features of modern monoecious introduced and domestic varieties of C. sativa in the North-east region of Ukraine. The low correlation between the content of cannabinoid substances and their acids in varieties, which are cha­racterized by the low content of cannabinoid compounds was established. According to the developed own classification (THC + KBN): CBD, varieties with a predominant CBD content ‘Hlukhivskyi 46’, ‘Zolotoniski 15’, ‘Hliana’ which are of significant medicinal value were identified.

Ukrainian. Мета. Установити особливості сезонного ритму росту й розвитку рослин та морфобіологічні відмітності в однодом­них вітчизняних та інтродукованих сортів Cannabis sativa L. в умовах Північного Сходу України.Методи. Дослідження проводили впродовж 2014–2019 рр. Застосовували польові (фенологічні спостереження, добір зразків для лабораторного аналізу), мікроскопічні (дослідження морфологічної будови залозистих і цистолітових волосків на вегетативних та генеративних органах, визначення розміру й густоти формування волосків), лабораторно-аналітичні (визначення вмісту канабіноїдних речовин методами тонкошарової та газорідинної хроматографії) та біоморфологічні методи (аналіз морфологічних ознак рослин). Хімічний аналіз на вміст канабіноїдних речовин проводили в лабораторії відділу селекції та насінництва Інституту луб’яних культур НААН України (м. Глухів, 2014–2019 рр.). Уміст нейтральних речовин [канабінол – КБН, канабідіол – КБД та тетрагідроканабінол – ТГК і кислот (канабідіолової та тетрагідроканабінолової)] визначали з використанням методів тонкошарової та газорідинної хроматографії. Досліджували 11 однодомних сортів C. sativa, які різнилися за морфологічними, біологічними, генетичними, еколого-географічними і господарсько-цінними ознаками: ‘ЮСО 1’, ‘ЮСО 31’, ‘Гляна’, ‘Вікторія’, ‘Глесія’, ‘Глухівський 46’, ‘Глухівські 51’, ‘Золотоніські 15’, а також інтродуковані ‘Fedora 17’, ‘Felina 32’, ‘Futura 77’ (країна походження – Франція).Результати. Досліджено морфобіологічні особливості рослин сучасних однодомних сортів C. sativa залежно від еколого-географічних зон походження, умов вегетаційного періоду та етапу онтогенезу. Установлено функціональну взаємозалежність між формуванням спеціалізованих видільних структур та вмістом канабіноїдних речовин у рослин різних сортів культури. Виокремлено перспективні сорти C. sativa за співвідношенням [(ТГК + КБН) ≤ КБД], що свідчить про можливість використання їх як вихідного матеріалу для створення сортів з підвищеним умістом КБД.Висновки. Сьогодні рослини C. sativa є основною фітосировиною для отримання в промислових масштабах природного КБД. За останні роки створено високоврожайні сорти культури, які характеризуються не тільки високими господарсько-цінними ознаками, але й не містять психоактивного ТГК та мають незначну кількість КБД. Установлено особливості сезонного ритму росту й розвитку рослин та морфобіологічні відмітності сучасних однодомних вітчизняних та інтродукованих сортів C. sativa в умовах Північного Сходу України. Виявлено низький коефіцієнт кореляції між умістом нейтральних речовин та кислот у сортів, які характеризуються невисоким умістом канабіноїдних сполук. За розробленою власною класифікацією (ТГК + КБН) : КБД визначено сорти з переважальним умістом КБД – ‘Глухівський 46’, ‘Золотоніські 15’, ‘Гляна’, які мають значну лікарську цінність.