Hoppa till innehåll
En ny studie har identifierat 227 terpener i cannabis och kartlagt de gener som bidrar till att olika sorter utvecklar sina karakteristiska dofter och terpenprofiler.
Studien, som publicerats i den vetenskapliga tidskriften Acta Pharmaceutica Sinica B, kombinerade genetisk sekvensering, mätningar av terpener, analys av genuttryck och laboratorietester av enskilda enzymer. Enligt forskarna ger arbetet den hittills mest omfattande funktionella kartläggningen av cannabisplantans system av terpensyntaser – de enzymer som deltar i bildandet av terpener.
Terpener är aromatiska ämnen som ligger bakom en stor del av cannabisens karakteristiska dofter, från citrus och tall till blommiga, kryddiga och jordiga toner. Ämnena är också vetenskapligt intressanta eftersom vissa forskare har föreslagit att de kan påverka cannabinoidernas effekter. Hur omfattande och kliniskt betydelsefulla dessa möjliga samspel är undersöks dock fortfarande.
Forskarna analyserade 28 prover från olika växtdelar, utvecklingsstadier och sex cannabissorter. Totalt upptäcktes 227 flyktiga terpener, varav 88 monoterpener och 139 seskviterpener.
Förekomsten av ämnena varierade kraftigt beroende på vilken del av plantan som undersöktes och när provet samlades in. Blommor och stödblad var de viktigaste platserna för terpenproduktion, medan rötter och mogna frön nästan helt saknade terpener.
I sorten Dinamed Kush upptäcktes endast en flyktig terpen i rötterna och tre i de mogna fröna. Terpenprofilerna förändrades dessutom i takt med att plantorna gick från tidig till sen blomning.
Skillnaderna mellan sorterna var lika tydliga. Trots att de sex sorterna producerade ungefär lika många flyktiga terpener totalt skilde sig de exakta blandningarna tillräckligt mycket för att bilda igenkännbara kemiska fingeravtryck.
De fem vanligaste terpenerna i de undersökta sorterna var beta-myrcen, trans-beta-ocimen, terpinolen, (–)-beta-pinen och alfa-pinen. Vissa sorter utmärkte sig genom särskilt höga koncentrationer av specifika ämnen. Red Pure förknippades med förhöjda nivåer av beta-myrcen och terpinen, George Gloria med guaiol och kamfen samt Dinamed Kush med karyofyllen och humulen.
Forskarna identifierade 33 flyktiga terpener som förekom i samtliga sex sorter. Samtidigt hittades 60 terpener endast i enskilda sorter. Resultatet visar att cannabis både har en gemensam grundläggande terpenprofil och en omfattande variation mellan olika sorter.
Ett särskilt tydligt exempel gällde trans-beta-ocimen. Ämnet förekom i höga halter i flera sorter men endast i mycket låga nivåer i Painkiller. Forskarna kunde koppla skillnaden till en terpensyntasgen vars aktivitet var omkring 20 gånger lägre i Painkiller än i de övriga fem sorterna. Därmed kunde de visa ett direkt samband mellan genaktivitet och plantans färdiga terpenprofil.
Den genetiska analysen visade också att systemet är betydligt mer komplicerat än att varje terpen motsvaras av en enda gen.
I de två separat kartlagda genuppsättningarna, eller haplotyperna, i Dinamed Kush identifierade forskarna först 56 möjliga gener för terpensyntaser. Efter att ofullständiga och avkortade sekvenser hade sorterats bort återstod 41 fullständiga gener med hög tillförlitlighet.
Av dessa tillhörde 18 familjen TPS-b, som främst är kopplad till produktionen av monoterpener. Ytterligare 14 tillhörde familjen TPS-a, där många terpensyntaser som producerar seskviterpener ingår.
Många av generna låg samlade i grupper som uppstått genom genduplicering. I ett enda område hittades en grupp med tolv TPS-b2-gener inom ett DNA-avsnitt på omkring 480 000 baspar.
Forskarna fann betydande skillnader i både antalet gener och hur de var placerade i cannabisplantans två genuppsättningar. Det tyder på att de genetiska varianter som en planta ärver kan påverka dess förmåga att producera olika terpener.
Det blev särskilt tydligt i genen CsTPS3DK. Den liknade starkt en tidigare identifierad och fungerande terpensyntasgen och var dessutom relativt aktiv i cannabisblommorna. Trots detta upptäckte forskarna att den ena versionen saknade en avgörande molekylär struktur som behövs för att enzymet ska fungera. Genen var därför i praktiken inaktiv.
Enligt forskarna visar resultatet varför det inte räcker att enbart fastställa om en terpenrelaterad gen finns eller är aktiv för att kunna förutsäga vilka ämnen plantan faktiskt producerar.
Analysen av genuttrycket identifierade också 15 terpensyntasgener som genomgående var aktiva i blommor och stödblad hos samtliga sorter. Det tyder på att cannabis har ett bevarat grundprogram för produktion av terpener i blommorna.
Aktiviteten hos andra gener skilde sig däremot kraftigt mellan sorterna. I vissa fall var skillnaden i genuttryck mer än hundrafaldig.
Forskarna fann även tecken på att produktionen av terpener och cannabinoider är nära sammankopplad på ämnesomsättningsnivå. En nätverksanalys identifierade 3 496 gener vars aktivitet hade ett starkt samband med minst en terpen. Bland dessa fanns 18 terpensyntasgener, sju gener kopplade till tidigare steg i terpenproduktionen, 159 transkriptionsfaktorer och elva gener som ingår i cannabinoidernas produktionsvägar.
Cannabinoider och monoterpener delar delar av samma biokemiska maskineri, däribland utgångsämnet geranylpyrofosfat, GPP. Forskarna såg en samordnad aktivitet mellan gener som är involverade i produktionen av terpener och cannabinoider i blommor, stödblad och körteltrikomer – de hartsproducerande strukturer där många av ämnena ansamlas.
För att ta reda på vad enskilda terpensyntasgener faktiskt gör testade forskarna sex tidigare okarakteriserade enzymer. Försöken genomfördes med genetiskt modifierade E. coli-bakterier som tillfördes olika utgångsämnen för terpenproduktion.
Experimenten avslöjade oväntat flexibla enzymer som kunde bilda flera olika ämnen och i vissa fall använda mer än en typ av utgångsämne.
När CsTPS19DK tillfördes GPP producerade enzymet främst limonen och beta-myrcen. När det i stället fick tillgång till FPP blev seskviterpenen aromadendren den huvudsakliga produkten.
CsTPS23DK bildade framför allt beta-ocimen från GPP men kunde även producera alfa-farnesen och maalien när det tillfördes FPP. CsTPS26DK producerade främst beta-elemen från FPP, medan CsTPS37DK bildade nerolidol och farnesol.
Forskarna drar slutsatsen att enzymernas flexibilitet hjälper till att förklara hur cannabis kan producera ett så stort antal terpener utan att behöva ett separat enzym för varje enskilt ämne. Analysen visade att cannabisens terpensyntaser kan ge upphov till minst tolv olika strukturella grupper av seskviterpener.
Den evolutionära analysen gav ytterligare en ledtråd. Cannabis och humle, som tillhör samma växtfamilj, har betydligt större familjer av terpensyntasgener än mullbär, som är en besläktad växt.
Forskarna identifierade omkring 41 fullständiga gener i cannabis och 49 i humle, jämfört med endast tolv i mullbär. Cannabis hade dessutom 18 TPS-b-gener, medan tomat hade nio och modellväxten Arabidopsis sex.
Enligt forskarna tycks upprepade gendupliceringar, följda av förändringar i hur generna regleras och vilka kemiska reaktioner deras enzymer kan utföra, ha varit en viktig drivkraft bakom cannabisens ovanligt stora mångfald av terpener.
Ett viktigt resultat var att genaktiviteten inte alltid kunde förutsäga koncentrationen av olika terpener. De flesta ämnen som producerades av enzymerna i laboratoriet hittades även i de verkliga cannabisproverna. Mängden och fördelningen av ämnena stämde dock inte alltid överens med aktiviteten hos de gener som förknippades med dem.
Det tyder på att en plantas terpenprofil formas av flera samverkande faktorer. Det handlar bland annat om tillgången till nödvändiga utgångsämnen, enzymer som kan producera flera olika slutprodukter, överlappande funktioner hos olika enzymer och kemiska förändringar av terpenerna efter att de har bildats.
Resultaten kan i framtiden bli användbara för förädlare som vill utveckla cannabissorter med särskilda doftprofiler eller för forskare som försöker styra plantans terpenproduktion.
Enligt studiens författare kan bättre funktionella kartor över terpengenerna bidra till markörassisterad växtförädling och metabol ingenjörskonst, med målet att öka, minska eller på andra sätt förändra mängden av specifika flyktiga ämnen. Kunskapen kan också användas för att undersöka möjliga samspel mellan terpener och cannabinoider samt den omdiskuterade entourageeffekten.
Studien har samtidigt flera begränsningar. De nyidentifierade enzymerna testades främst i modifierade mikroorganismer och inte direkt i cannabisplantor. Forskarna undersökte inte heller enzymernas reaktionshastigheter i detalj eller samtliga möjliga utgångsämnen. Endast en del av de tidigare okarakteriserade terpensyntaserna kunde testas funktionellt.
Forskarna påpekar dessutom att samspelet och konkurrensen mellan plantans produktion av cannabinoider och terpener fortfarande är dåligt kartlagt, särskilt när plantan utsätts för miljömässig stress.
Forskarna drar slutsatsen att kombinationen av genetiska analyser, mätningar av genaktivitet, enzymtester och kartläggning av terpener ger en ny grund för att förstå hur cannabis kan producera sin enorma variation av dofter och flyktiga ämnen. På längre sikt kan kunskapen göra det möjligt för växtförädlare att utveckla nya sorter med mer exakt definierade kemiska egenskaper.
Källa
- Martinelli, A. (2026). Study Identifies 227 Cannabis Terpenes and Details Why Cultivars Smell So Different. The Marijuana Herald, 13 augusti. Tillgänglig på: The Marijuana Herald (Hämtad: 18 augusti 2026).
