摘  要：為獲得全雌性工業(yè)大麻植株，增加植株中CBD含量。通過對工業(yè)大麻的扦插育苗和組織培養(yǎng)育苗進(jìn)行綜述，并分別分析扦插方法、扦插部位、扦插時期及基質(zhì)配方對工業(yè)大麻扦插苗生根和成活率的影響，以及愈傷組織誘導(dǎo)、不定芽分化、生根培養(yǎng)和練苗移栽對工業(yè)大麻無性繁殖植株生長的影響，以期為工業(yè)大麻育苗產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：全雌；工業(yè)大麻；高效育苗

大麻（Cannabis sativa L.）為大麻科（Cannabinaceae）大麻屬（Cannabis）的1年生草本植物，分為工業(yè)大麻和毒品大麻。工業(yè)大麻又名漢麻，是指植株群體頂部葉片及花穗的四氫大麻酚（THC）含量低于0.3%的大麻，不具備毒品利用價值，在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用^[1]。目前，全球有41個國家宣布醫(yī)用大麻合法化，超過50個國家宣布大麻二酚（CBD）合法化。我國云南省和黑龍江省在許可和備案制度下允許工業(yè)大麻種植。工業(yè)大麻全身是寶，麻籽可以榨油，莖稈可用于提取纖維，花葉中含有400余種藥用成分，特別是CBD具有幫助睡眠，緩解疼痛，治療阿爾茨海默癥、癲癇、抑郁癥、帕金森病的作用。工業(yè)大麻主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)種植、紡織、造紙、軍需、化工、醫(yī)藥、建筑和包裝等許多領(lǐng)域，是經(jīng)典的生產(chǎn)資料，經(jīng)濟(jì)價值較高。

隨著全球?qū)I(yè)大麻的廣泛應(yīng)用和藥用價值的挖掘，CBD高含量的工業(yè)大麻品種逐漸成為各國關(guān)注的重點(diǎn)。CBD在大麻授粉前雌性植株花葉中含量最高，授粉后的花葉中CBD含量急劇降低。為了提高花葉中的CBD含量，采取雌性工業(yè)大麻植株扦插或者組織培養(yǎng)育苗是保持高CBD含量，提升田間小苗整齊度的最佳方式。同時，由于工業(yè)大麻為異花授粉作物，種子的變異率高，很難獲得純正的工業(yè)大麻品系和保存優(yōu)良種源^[2]。扦插育苗和組織培養(yǎng)育苗方式可以通過完全復(fù)制母體基因的方式來保持母體的優(yōu)良性狀，解決工業(yè)大麻天然異花授粉基因混雜的問題和增加花葉中的CBD含量。對工業(yè)大麻的扦插育苗、組織培養(yǎng)育苗及育苗的各種影響因素進(jìn)行綜述，以期為工業(yè)大麻高效育苗技術(shù)提供參考。

1 工業(yè)大麻扦插育苗研究

扦插育苗是培育植物常用的一種無性繁殖方法，是指從植物母體上切取莖、根和葉的一部分，在適宜的環(huán)境條件下促使成為獨(dú)立新植株的育苗方法。這種方法可以保留母株的優(yōu)良基因，使苗木生長迅速，避免播種繁殖生產(chǎn)的變異。工業(yè)大麻扦插育苗為近年新興的育苗方式，需要扦插方法、扦插時期、扦插苗快速生根、生長環(huán)境條件、基質(zhì)配方各因子的合理搭配，才能培育出生長健壯、長勢良好的扦插苗。

1.1 扦插方法及扦插時期與工業(yè)大麻扦插苗的關(guān)系

工業(yè)大麻雌性母株從種子生長至可以扦插育苗需要45～60d。母株準(zhǔn)備完成后，扦插部位、扦插方法及扦插時期對扦插苗的生根及成活率具有重要影響。

邊境等^[3]選取工業(yè)大麻快速生長期、開花期和種子成熟期的枝條進(jìn)行扦插，發(fā)現(xiàn)快速生長期枝條的成活率和生根率均最高，顯著高于開花期及種子成熟期；種子成熟期枝條的扦插成活率和生根率均最低。主要原因在于工業(yè)大麻營養(yǎng)快速生長時，可以扦插的枝條比較幼嫩，分生組織細(xì)胞活躍度高，較容易生根。植株進(jìn)入生殖生長期，體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)多用于生殖生長，分生組織的細(xì)胞活性降低，生根率降低，因此大麻扦插宜選用處于快速營養(yǎng)生長期的枝條。工業(yè)大麻的扦插方法為當(dāng)分枝上部生長至15～20 cm長度時，使用鋒利的剪刀或單面刀片按45°方向斜向剪切10～15 cm長的頂端枝條，保留頂部2～3個尚未完全伸展的葉片，去掉多余的葉片和葉柄，在高錳酸鉀5000倍液或生根液中浸泡20～30min插入準(zhǔn)備好的基質(zhì)或育苗塊中^[4]。盧群松等^[5]研究了營養(yǎng)試劑對工業(yè)大麻扦插苗成活率及生根的影響，發(fā)現(xiàn)浸取生根壯苗劑的扦插枝條成活率與浸取快速生根粉和鈣鎂鋅硼的扦插枝條成活率和生根數(shù)量之間無顯著差異，但顯著高于未浸取營養(yǎng)試劑（CK）的工業(yè)大麻扦插苗成活率和生根數(shù)量，說明試驗(yàn)中的試劑均具有相應(yīng)的生根作用和營養(yǎng)物質(zhì)，且對于扦插生根有極大幫助。

1.2 工業(yè)大麻扦插苗生長的基質(zhì)配方

營養(yǎng)基質(zhì)在植物生長過程中具有重要作用，可以支持固定植物，為植物提供營養(yǎng)，保持水分和透氣性。市場上常用的基質(zhì)有草炭土、巖棉、河沙、蛭石、椰糠。

工業(yè)大麻扦插消毒后，需要放入基質(zhì)內(nèi)進(jìn)行生根。不同基質(zhì)類型中工業(yè)大麻的成活率和生長速度不同。楊桐琿等^[2]將草炭土、蛭石、珍珠巖和椰糠按照不同比例進(jìn)行混合，通過研究不同基質(zhì)配方與工業(yè)大麻扦插苗生長的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，草炭土、蛭石、珍珠巖、椰糠按4∶2∶2∶2比例混合是最適合工業(yè)大麻扦插的基質(zhì)配方。盧群松等^[5]選取快速生長階段的扦插苗在混合基質(zhì)、當(dāng)?shù)赝寥篮陀缁|(zhì)上進(jìn)行扦插，研究發(fā)現(xiàn)，用當(dāng)?shù)赝寥狼げ鍟r，扦插生根成活率和生根數(shù)均最低，混合基質(zhì)的扦插生根成活率和生根數(shù)次之，育苗基質(zhì)的扦插生根成活率和生根數(shù)最高，可達(dá)到98.77%和11.12根/棵。邊境等^[3]使用黑土、草炭土和育苗基質(zhì)進(jìn)行扦插育苗，發(fā)現(xiàn)黑土為扦插基質(zhì)時，其扦插成活率最低，育苗基質(zhì)的扦插苗成活率最高。綜上，工業(yè)大麻扦插育苗時，選用工業(yè)大麻專用的育苗基質(zhì)可以提高扦插苗的成活率和生根速率，促進(jìn)工業(yè)大麻植株健壯生長。

1.3 工業(yè)大麻扦插苗生長的環(huán)境條件要求

影響植物生長的環(huán)境條件主要有水分、空氣、溫度、光照和土壤等多方面因素，其中環(huán)境溫濕度和光照對工業(yè)大麻扦插苗的成活和生長發(fā)育具有重要作用。

董曉慧等^[6]研究發(fā)現(xiàn)，扦插完成后，要根據(jù)天氣狀況調(diào)節(jié)環(huán)境溫度、光照、濕度。為提高苗木成活率，盡量延長營養(yǎng)生長時間，補(bǔ)充光照，使光照強(qiáng)度達(dá)到8000～10000lx，但要避開強(qiáng)光，在晴好天氣10∶00-14∶00采用遮陽網(wǎng)進(jìn)行遮光處理。溫度控制在20～30℃范圍內(nèi)，適當(dāng)通風(fēng)，避免濕度過大或過小。一般在扦插后2周內(nèi)保證空氣濕度在80%左右。譚巍等^[7]發(fā)現(xiàn)，扦插后為防止插條蒸騰失水，除保持基質(zhì)水分充足，還要通過地上部分遮陰、覆蓋、噴霧等方法減少和補(bǔ)充水分蒸騰。每天葉面噴霧加濕2～4次，生根后減少葉面噴霧加濕次數(shù)，每日2次即可。夜溫控制在16～20℃，晝溫控制在25～30℃。環(huán)境條件適宜的條件下，一般扦插后3～5d形成愈傷組織，5～7d長出新根，15～20d即可進(jìn)行移栽。

2 工業(yè)大麻組織培養(yǎng)育苗研究

植物組織培養(yǎng)育苗技術(shù)，是指在無菌操作下利用植物體的根、莖、葉、花、果實(shí)等組織以及單個細(xì)胞，給予它們適合生長發(fā)育的條件，使之分生成完整植株的育苗方法。目前，植物組培育苗技術(shù)已成為工廠化育苗的主要方式^[8]。由于大麻的組織培養(yǎng)技術(shù)起步緩慢，目前大麻再生培養(yǎng)的發(fā)展主要集中在激素和外植體種類選擇對大麻特定品種愈傷誘導(dǎo)和再生頻率影響方面，但再生的效率普遍較低。目前已經(jīng)有研究通過組織培養(yǎng)獲得大麻的無性繁殖植株。工業(yè)大麻的組織培養(yǎng)主要包括愈傷誘導(dǎo)、不定芽分化、生根培養(yǎng)和練苗移栽。

2.1 愈傷組織的誘導(dǎo)

植物組織或器官在離體培養(yǎng)條件下，外植體切口處及其附近可以形成愈傷組織。愈傷組織是指在形態(tài)上沒有分化但能進(jìn)行活躍分裂的細(xì)胞團(tuán)，細(xì)胞分裂疏松無序或較為緊密。愈傷組織細(xì)胞具有再分化的潛力，即細(xì)胞能夠分裂、增殖和分化出不同形態(tài)、執(zhí)行不同功能的組織和器官。愈傷組織培養(yǎng)技術(shù)是植物組織培養(yǎng)中一項很重要的技術(shù)，絕大多數(shù)植物在培養(yǎng)時都要先經(jīng)過愈傷組織階段，再進(jìn)行形態(tài)發(fā)生過程。

姜穎等^[9]以工業(yè)大麻實(shí)生苗的下胚軸作為外植體，在不同激素組合的愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基下實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基（MS+1.0mg/L 6-BA+0.5mg/L NAA）的愈傷組織誘導(dǎo)率最高，且誘導(dǎo)愈傷組織時間最短，愈傷組織生長情況較好。胡華冉^[10]以“云麻1號”的葉片作為外植體，采用近20種激素配比誘導(dǎo)愈傷組織，發(fā)現(xiàn)用于“云麻1號”葉片愈傷組織誘導(dǎo)的最適培養(yǎng)基為0.4mg/L TDZ+0.1mg/L NAA+MS+8g瓊脂+30g糖，誘導(dǎo)出的愈傷塊大且翠綠。Wielgus等^[11]以3個大麻品種的子葉、莖、根作為外植體，發(fā)現(xiàn)子葉的再生率最高，根最低。

2.2 不定芽的分化

植物器官、組織、細(xì)胞離體培養(yǎng)中產(chǎn)生的愈傷組織，在一定條件下可進(jìn)一步誘導(dǎo)器官再生成芽和根而形成植株。大量試驗(yàn)表明，只有少數(shù)的芽能在原培養(yǎng)基上存活增殖，大部分芽褐化死亡。只有添加促進(jìn)分化的適量濃度分裂激素才能促使愈傷組織形成不定芽或者叢生芽。

胡華冉^[10]使用4種激素組合的芽分化培養(yǎng)基進(jìn)行“云麻1號”不定芽的誘導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)在TDZ+2,4-D組合的不定芽分析培養(yǎng)基下，愈傷組織在10 d內(nèi)仍可結(jié)實(shí)且翠綠。張利國等^[12]對“龍大麻一號”的再生體系研究發(fā)現(xiàn)，ZT是一種十分有效的分裂素，誘導(dǎo)率可以達(dá)到BA的2～3倍，且隨著ZT濃度的升高，不定芽誘導(dǎo)率逐漸升高，0.6mg/L ZT的不定芽誘導(dǎo)率最高，可達(dá)57.7%。尹品訓(xùn)等^[13]研究發(fā)現(xiàn)，6-BA對叢生芽的誘導(dǎo)起積極作用。

2.3 生根培養(yǎng)

植物組織培養(yǎng)中，愈傷組織長出的根也被稱為不定根，不定根的發(fā)生可分為誘導(dǎo)階段、起始階段、模化階段和顯現(xiàn)階段4個過程。從1902年德國植物生理學(xué)家Haberlandt提出“細(xì)胞全能性”開始，一直到1957年Skoog和Miller發(fā)現(xiàn)低激動素/生長素比例促進(jìn)根的發(fā)生，此后經(jīng)過50多年的研究，愈傷組織不定根的形成過程逐漸明確。生長素可以促進(jìn)維管組織分化，細(xì)胞分裂素抑制根尖分生組織的分化，但可促進(jìn)分化以后分生組織的分裂。

佟金鳳等^[14]研究了生長激素、基本培養(yǎng)基和蔗糖濃度對工業(yè)大麻試管苗生根的影響，發(fā)現(xiàn)大麻試管苗生根的優(yōu)化培養(yǎng)基為1/2 MS+0.1mg/L IBA+0.05mg/L NAA+30mg/L蔗糖，培養(yǎng)基的pH值為5.8時生根數(shù)量和根誘導(dǎo)率最高。胡華冉^[10]發(fā)現(xiàn)ZT+IAA、KT+NAA激素組合及單獨(dú)添加6-BA激素可以從愈傷組織中長出根。尹品訓(xùn)等^[13]發(fā)現(xiàn)工業(yè)大麻的不定芽只有在2.0～3.0mg/L IBA濃度時才能較好生根，在2.5～3.0mg/L IBA濃度的培養(yǎng)基上培養(yǎng)4周，莖基部出現(xiàn)白色點(diǎn)狀凸起，繼續(xù)培養(yǎng)一周后，可長出5～8條有白色絨毛的新根。

2.4 煉苗移栽

組培苗直接移栽成活率低，必須經(jīng)過開瓶煉苗階段才能適宜外界的環(huán)境條件。開瓶煉苗一般3～5d，時間過長會造成培養(yǎng)基發(fā)霉，導(dǎo)致工業(yè)大麻組培苗根部腐爛。煉苗后，將打開瓶口煉好的苗用清水沖洗掉培養(yǎng)基，栽培在和組織培養(yǎng)室環(huán)境條件一致，已經(jīng)消毒好的基質(zhì)內(nèi)。基質(zhì)的溫度一般為18～27℃，光照強(qiáng)度為8000～10000lx，上面罩有塑料薄膜，濕度控制在80%～90%，經(jīng)過10～12d基質(zhì)培養(yǎng)，植株成活并能正常生長。

待新根在基質(zhì)中吸收水分和養(yǎng)分后，可以進(jìn)一步增強(qiáng)光照，緩慢揭掉塑料薄膜，根據(jù)生長情況逐漸移至室外。室外煉苗約20d后，可以移入田間，及時澆水、除草、防病蟲，以保證幼苗健壯成長。

3 總結(jié)及展望

隨著工業(yè)大麻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和花葉CBD在醫(yī)藥、化妝品和食用等方面的深入研究，為了提升工業(yè)大麻中的花葉CBD含量和保持CBD高含量工業(yè)大麻品種的純度，越來越多的企業(yè)會選擇種植全雌性工業(yè)大麻。

為了獲得全雌性工業(yè)大麻小苗，提升田間植株生長的整齊度，增加工業(yè)大麻花葉中的CBD含量，扦插育苗和組織培養(yǎng)育苗是兩種有效育苗的方法。扦插育苗和組織培養(yǎng)育苗法均可以獲得健壯生長的全雌性工業(yè)大麻苗，需要具有相關(guān)專業(yè)技能，熟練操作育苗技術(shù)的專人負(fù)責(zé)。扦插育苗技術(shù)相對簡單，容易操作，但是獲得的雌性小苗數(shù)量取決于母株的株數(shù)，而且占地面積較大。組織培養(yǎng)育苗技術(shù)中誘導(dǎo)愈傷組織、不定芽分化和生根的激素種類及濃度很難摸索，但是技術(shù)形成后可以培育大量雌性工業(yè)大麻小苗，而且組織培養(yǎng)所需空間較小，不需要大面積的土地?？傊?，兩種全雌性工業(yè)大麻育苗方式各有利弊，可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。

參考文獻(xiàn)

[1]姜穎，韓承偉，李秋芝，等.工業(yè)大麻（漢麻）組織培養(yǎng)的研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014,42(1):7-8.

[2]楊桐琿，胡楠，續(xù)延國，等.基質(zhì)配方及微肥種類對工業(yè)大麻扦插苗形態(tài)生理特性的影響[J].東北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022,47(5):42-46,56.

[3]邊境，田玉杰，高宇，等.大麻扦插生根影響因素研究[J].特種經(jīng)濟(jì)動植物，2020,23(10):27-30.

[4]韓承偉，姜穎，孫宇峰，等.黑龍江省籽用型工業(yè)大麻的應(yīng)用及高產(chǎn)栽培關(guān)鍵技術(shù)[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023,46(4):121-124.

[5]盧群松，夏湛.工業(yè)大麻扦插無性擴(kuò)繁研究[J].種子科技，2021,39(23):30-31.

[6]董曉慧，單大鵬，姜輝，等.工業(yè)大麻扦插快繁技術(shù)及操作規(guī)程[J].農(nóng)業(yè)科技通訊，2022,51(4):268-270.

[7]譚巍，王禹，甄燦福.漢麻溫室育苗技術(shù)[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2022,42(7):71-73.

[8]單春生.園藝植物組培育苗技術(shù)與改善對策[J].廣東蠶業(yè)，2021,55(7):75-76.

[9]姜穎，夏尊民，韓承偉，等.工業(yè)大麻高效再生體系的初步研究[J].中國麻業(yè)科學(xué)，2015,37(3):126-129.

[10]胡華冉.工業(yè)大麻耐鹽候選基因GDH2和NACs的克隆及功能分析[D].昆明：云南大學(xué)，2019.

[11]Wielgus K,Luwanska A,Lassocinski W,et al. Estimation of Canabis sativa L. tissue culture conditions essential for callus induction and plant regeneration. Journal of natural fibers[J]. 2008,5(3):199-207.

[12]張利國，宋憲友，房郁妍，等.大麻新品種龍大麻一號再生體系初探[J].中國麻業(yè)科學(xué)，2012,34(3):112-114.

[13]尹品訓(xùn)，楊明，郭鴻彥，等.大麻的離體培養(yǎng)與快速繁殖[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2005,18(4):503-505.

[14]佟金鳳，高南，李凝，等.大麻試管苗生根培養(yǎng)基的優(yōu)化[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008,47(33):14 439-14 442.

文章摘自：王曉慧,胡楠,李振清,等. 全雌工業(yè)大麻高效育苗研究進(jìn)展 [J]. 特種經(jīng)濟(jì)動植物, 2024, 27 (03): 189-192.