Abstract In January of 2020, COVID-19 became a worldwide pandemic. As many industries shutdown to comply with social distancing measures, the cannabis industry was deemed an essential business in most U.S. jurisdictions. Cannabis is manually farmed, trimmed and packaged. Employees and trimmers in cannabis grows have been reported to test qPCR positive for SARs-CoV-2 and as a result cannabis flower can be a potential inhaled SARs-CoV-2 fomite. Many of the comorbidities described in COVID-19 are also qualifying conditions for medical cannabis access. Bat guano has been identified as a rich source for novel coronavirus discovery and it is also a common fertilizer in the cannabis field. To better assess cannabis fomite risk we developed a SARs-CoV-2 quantitative PCR assay optimized to operate with a hemp flower background matrix. This assay was utilized to estimate the stability of gamma irradiated SARs-CoV-2 as a hemp flower fomite.

Cannabis is a diverse and polymorphic species. To better understand cannabinoid synthesis inheritance and its impact on pathogen resistance, we shotgun sequenced and assembled a Cannabis trio (sibling pair and their offspring) utilizing long read single molecule sequencing. This resulted in the most contiguous Cannabis sativa assemblies to date. These reference assemblies were further annotated with full-length male and female mRNA sequencing (Iso-Seq) to help inform isoform complexity, gene model predictions and identification of the Y chromosome. To further annotate the genetic diversity in the species, 40 male, female, and monoecious cannabis and hemp varietals were evaluated for copy number variation (CNV) and RNA expression. This identified multiple CNVs governing cannabinoid expression and 82 genes associated with resistance to Golovinomyces chicoracearum, the causal agent of powdery mildew in cannabis. Results indicated that breeding for plants with low tetrahydrocannabinolic acid (THCA) concentrations may result in deletion of pathogen resistance genes. Low THCA cultivars also have a polymorphism every 51 bases while dispensary grade high THCA cannabis exhibited a variant every 73 bases. A refined genetic map of the variation in cannabis can guide more stable and directed breeding efforts for desired chemotypes and pathogen-resistant cultivars.

Cannabinoid expression is an important genetically determined feature of cannabis that presents clinical and legal implications for patients seeking cannabinoid specific therapies like Cannabidiol (CBD). Cannabinoid, terpenoid, and flavonoid marker assisted selection can accelerate breeding efforts by offering genetic tools to select for desired traits at an early stage in growth. To this end, multiple models for chemotype inheritance have been described suggesting a complex picture for chemical phenotype determination. Here we explore the potential role of copy number variation of THCA Synthase using phased single molecule sequencing and demonstrate that copy number and sequence variation of this gene is common and suggests a more nuanced view of chemotype prediction.

The Center for Disease Control estimates 128,000 people in the U.S. are hospitalized annually due to food borne illnesses. This has created a demand for food safety testing targeting the detection of pathogenic mold and bacteria on agricultural products. This risk extends to medical Cannabis and is of particular concern with inhaled, vaporized and even concentrated Cannabis products. As a result, third party microbial testing has become a regulatory requirement in the medical and recreational Cannabis markets, yet knowledge of the Cannabis microbiome is limited. Here we describe the first next generation sequencing survey of the microbial communities found in dispensary based Cannabis flowers and demonstrate the limitations in the culture based regulations that are being superimposed from the food industry.