MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798265409881
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32241003
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a575
■1001  ▼aGrassa,  Christopher  J.
■24510▼aEstablishing  a  Genetic  System  for  Studying  Cannabis  Domestication
■260    ▼a[Sl]▼bHarvard  University▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a478  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-05,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Mallet,  James.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Harvard  University,  2025.
■520    ▼aCannabis  represents  a  globally  significant  crop  with  extensive  domestication  history  for  fiber  production,  nutritional  applications,  and  psychoactive  compound  biosynthesis.  Despite  economic  and  cultural  importance,  comprehensive  understanding  of  evolutionary  trajectory,  genetic  diversification  mechanisms,  and  selective  pressures  remains  fragmented  across  disciplinary  boundaries.  This  dissertation  employs  an  integrated  genomic-economic  analytical  framework,  combining  population  genetics,  molecular  chronometry,  and  quantitative  economic  analysis  to  resolve  fundamental  questions  in  Cannabis  evolution  and  domestication.            Chapter  1  establishes  theoretical  and  historical  context  through  comprehensive  literature  synthesis.  This  analysis  delineates  the  multi-stage  domestication  process,  traces  historical  biogeography  and  diversification  patterns  across  Eurasia,  and  characterizes  the  biology  of  key  agronomic  traits  under  selection,  including  seed  dehiscence  mechanisms,  sexual  expression  systems,  flowering  time  phenology,  and  trichome  density  variation.            Chapter  2  presents  chromosome-scale  reference  genome  assembly  utilizing  hybrid  nanopore  long-read  and  Illumina  short-read  sequencing  technologies.  Whole-genome  sequencing  of  96  F2  individuals  and  parental  lines  from  hemp    marijuana  crosses  enabled  high-resolution  genetic  mapping  to  order  and  orient  assembly  contigs.  Quantitative  trait  locus  mapping  identified  a  single  locus  on  chromosome  7  explaining  greater  than  90%  of  variance  in  THC:CBD  ratios.  Population  genomic  analysis  revealed  that  high-CBD  phenotypes  result  from  recent  introgression  of  functional  hemp-derived  CBDAS  alleles  into  high-potency  marijuana  genetic  backgrounds,  which  typically  possess  non-functional  THCAS  alleles,  demonstrating  rapid  evolutionary  responses  to  changing  regulatory  frameworks.            Chapter  3  constructed  fossil-calibrated  molecular  chronograms  for  Cannabaceae  utilizing  comprehensive  phylogenomic  datasets.  Rigorous  re-evaluation  of  paleobotanical  evidence  established  robust  temporal  frameworks  for  family-level  evolution,  estimating  Cannabis-Humulus  divergence  at  35.6  (95%  HPD:  33.94-38.30)  million  years  ago  while  inferring  ancestral  genome  sequences.  This  temporal  framework  and  ancestral  reconstruction  provided  calibration  points  for  demographic  inference  and  allele  polarization  in  subsequent  population  analyses.            Chapter  4  conducted  population  genomic  analysis  utilizing  a  comprehensive  tissue  library  of  approximately  2,000  herbarium  specimens  from  22  institutions,  with  collection  dates  spanning  from  Cesalpino's  16th-century  material  through  the  modern  era,  concentrated  around  the  mid-20th  century  with  notable  wartime  collection  gaps.  This  temporal  distribution  minimizes  confounding  effects  of  recent  anthropogenic  globalization  on  genetic  admixture  patterns.  Low-coverage  whole-genome  sequencing  of  212  strategically  selected  individuals  revealed  ten  major  polymorphic  chromosomal  inversions  exhibiting  strong  clinal  variation  across  latitudinal  gradients.  These  structural  variants  contain  genes  enriched  for  flowering  time  regulation  and  environmental  stress  response  functions,  displaying  significant  inter-inversion  linkage  disequilibrium  patterns.  Demographic  analyses,  maintained  methodologically  independent  from  selection-based  inference  frameworks,  indicate  these  inversions  function  as  supergenes  facilitating  local  adaptation  while  maintaining  ecological  differentiation  between  populations.            Chapter  5  quantifies  selective  pressures  imposed  by  20th-century  prohibition  regimes  on  drug-type  Cannabis  through  integrated  economic-evolutionary  analysis.  Application  of  the  Alchian-Allen  theorem  to  genomic  datasets  revealed  strong  positive  correlation  ()  between  federal  enforcement  expenditure  and  THC  potency  evolution,  demonstrating  market-mediated  adaptive  responses  to  regulatory  pressure.  Economic  analysis  indicates  that  prohibition-induced  artificial  scarcity  selected  for  increased  potency  per  unit  mass,  consistent  with  theoretical  predictions  for  quality-differentiated  commodities  under  transport  cost  increases.  This  chapter  documents  extreme  artificial  selection  on  Cannabis  reproductive  systems,  where  estimated  selection  coefficients  against  male  individuals  approach  1.0  in  elite  cultivation  practices,  resulting  in  functionally  unisexual  populations  maintained  through  clonal  propagation  and  feminized  seed  production  technologies.            Collectively,  this  dissertation  provides  multi-scale  analysis  of  Cannabis  evolutionary  dynamics.  The  research  establishes  refined  evolutionary  chronologies,  identifies  large-scale  structural  variants  as  primary  drivers  of  adaptive  differentiation,  and  quantifies  intense  recent  selective  pressures  producing  modern  crop  varieties  through  an  integrated  temporal-genomic  analytical  framework.
■590    ▼aSchool  code:  0084.
■650  4▼aGenetics
■650  4▼aArchaeology
■650  4▼aCultural  anthropology
■650  4▼aForensic  anthropology
■653    ▼aCannabis
■653    ▼aGenetic  system
■653    ▼aDomestication
■653    ▼aMolecular  chronometry
■690    ▼a0369
■690    ▼a0324
■690    ▼a0339
■690    ▼a0326
■71020▼aHarvard  University▼bBiology,  Organismic  and  Evolutionary.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-05B.
■790    ▼a0084
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17359598▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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