摘 要：为获得全雌性工业大麻植株，增加植株中CBD含量。通过对工业大麻的扦插育苗和组织培养育苗进行综述，并分别分析扦插方法、扦插部位、扦插时期及基质配方对工业大麻扦插苗生根和成活率的影响，以及愈伤组织诱导、不定芽分化、生根培养和练苗移栽对工业大麻无性繁殖植株生长的影响，以期为工业大麻育苗产业发展提供参考。
关键词：全雌；工业大麻；高效育苗
大麻（Cannabis sativa L.）为大麻科（Cannabinaceae）大麻属（Cannabis）的1年生草本植物，分为工业大麻和毒品大麻。工业大麻又名汉麻，是指植株群体顶部叶片及花穗的四氢大麻酚（THC）含量低于0.3%的大麻，不具备毒品利用价值，在国内外广泛应用[1]。目前，全球有41个国家宣布医用大麻合法化，超过50个国家宣布大麻二酚（CBD）合法化。我国云南省和黑龙江省在许可和备案制度下允许工业大麻种植。工业大麻全身是宝，麻籽可以榨油，茎秆可用于提取纤维，花叶中含有400余种药用成分，特别是CBD具有帮助睡眠，缓解疼痛，治疗阿尔茨海默症、癫痫、抑郁症、帕金森病的作用。工业大麻主要应用于农业种植、纺织、造纸、军需、化工、医药、建筑和包装等许多领域，是经典的生产资料，经济价值较高。
随着全球对工业大麻的广泛应用和药用价值的挖掘，CBD高含量的工业大麻品种逐渐成为各国关注的重点。CBD在大麻授粉前雌性植株花叶中含量最高，授粉后的花叶中CBD含量急剧降低。为了提高花叶中的CBD含量，采取雌性工业大麻植株扦插或者组织培养育苗是保持高CBD含量，提升田间小苗整齐度的最佳方式。同时，由于工业大麻为异花授粉作物，种子的变异率高，很难获得纯正的工业大麻品系和保存优良种源[2]。扦插育苗和组织培养育苗方式可以通过完全复制母体基因的方式来保持母体的优良性状，解决工业大麻天然异花授粉基因混杂的问题和增加花叶中的CBD含量。对工业大麻的扦插育苗、组织培养育苗及育苗的各种影响因素进行综述，以期为工业大麻高效育苗技术提供参考。
1 工业大麻扦插育苗研究
扦插育苗是培育植物常用的一种无性繁殖方法，是指从植物母体上切取茎、根和叶的一部分，在适宜的环境条件下促使成为独立新植株的育苗方法。这种方法可以保留母株的优良基因，使苗木生长迅速，避免播种繁殖生产的变异。工业大麻扦插育苗为近年新兴的育苗方式，需要扦插方法、扦插时期、扦插苗快速生根、生长环境条件、基质配方各因子的合理搭配，才能培育出生长健壮、长势良好的扦插苗。
1.1 扦插方法及扦插时期与工业大麻扦插苗的关系
工业大麻雌性母株从种子生长至可以扦插育苗需要45～60d。母株准备完成后，扦插部位、扦插方法及扦插时期对扦插苗的生根及成活率具有重要影响。
边境等[3]选取工业大麻快速生长期、开花期和种子成熟期的枝条进行扦插，发现快速生长期枝条的成活率和生根率均最高，显著高于开花期及种子成熟期；种子成熟期枝条的扦插成活率和生根率均最低。主要原因在于工业大麻营养快速生长时，可以扦插的枝条比较幼嫩，分生组织细胞活跃度高，较容易生根。植株进入生殖生长期，体内营养物质多用于生殖生长，分生组织的细胞活性降低，生根率降低，因此大麻扦插宜选用处于快速营养生长期的枝条。工业大麻的扦插方法为当分枝上部生长至15～20 cm长度时，使用锋利的剪刀或单面刀片按45°方向斜向剪切10～15 cm长的顶端枝条，保留顶部2～3个尚未完全伸展的叶片，去掉多余的叶片和叶柄，在高锰酸钾5000倍液或生根液中浸泡20～30min插入准备好的基质或育苗块中[4]。卢群松等[5]研究了营养试剂对工业大麻扦插苗成活率及生根的影响，发现浸取生根壮苗剂的扦插枝条成活率与浸取快速生根粉和钙镁锌硼的扦插枝条成活率和生根数量之间无显著差异，但显著高于未浸取营养试剂（CK）的工业大麻扦插苗成活率和生根数量，说明试验中的试剂均具有相应的生根作用和营养物质，且对于扦插生根有极大帮助。
1.2 工业大麻扦插苗生长的基质配方
营养基质在植物生长过程中具有重要作用，可以支持固定植物，为植物提供营养，保持水分和透气性。市场上常用的基质有草炭土、岩棉、河沙、蛭石、椰糠。
工业大麻扦插消毒后，需要放入基质内进行生根。不同基质类型中工业大麻的成活率和生长速度不同。杨桐珲等[2]将草炭土、蛭石、珍珠岩和椰糠按照不同比例进行混合，通过研究不同基质配方与工业大麻扦插苗生长的关系发现，草炭土、蛭石、珍珠岩、椰糠按4∶2∶2∶2比例混合是最适合工业大麻扦插的基质配方。卢群松等[5]选取快速生长阶段的扦插苗在混合基质、当地土壤和育苗基质上进行扦插，研究发现，用当地土壤扦插时，扦插生根成活率和生根数均最低，混合基质的扦插生根成活率和生根数次之，育苗基质的扦插生根成活率和生根数最高，可达到98.77%和11.12根/棵。边境等[3]使用黑土、草炭土和育苗基质进行扦插育苗，发现黑土为扦插基质时，其扦插成活率最低，育苗基质的扦插苗成活率最高。综上，工业大麻扦插育苗时，选用工业大麻专用的育苗基质可以提高扦插苗的成活率和生根速率，促进工业大麻植株健壮生长。
1.3 工业大麻扦插苗生长的环境条件要求
影响植物生长的环境条件主要有水分、空气、温度、光照和土壤等多方面因素，其中环境温湿度和光照对工业大麻扦插苗的成活和生长发育具有重要作用。
董晓慧等[6]研究发现，扦插完成后，要根据天气状况调节环境温度、光照、湿度。为提高苗木成活率，尽量延长营养生长时间，补充光照，使光照强度达到8000～10000lx，但要避开强光，在晴好天气10∶00-14∶00采用遮阳网进行遮光处理。温度控制在20～30℃范围内，适当通风，避免湿度过大或过小。一般在扦插后2周内保证空气湿度在80%左右。谭巍等[7]发现，扦插后为防止插条蒸腾失水，除保持基质水分充足，还要通过地上部分遮阴、覆盖、喷雾等方法减少和补充水分蒸腾。每天叶面喷雾加湿2～4次，生根后减少叶面喷雾加湿次数，每日2次即可。夜温控制在16～20℃，昼温控制在25～30℃。环境条件适宜的条件下，一般扦插后3～5d形成愈伤组织，5～7d长出新根，15～20d即可进行移栽。
2 工业大麻组织培养育苗研究
植物组织培养育苗技术，是指在无菌操作下利用植物体的根、茎、叶、花、果实等组织以及单个细胞，给予它们适合生长发育的条件，使之分生成完整植株的育苗方法。目前，植物组培育苗技术已成为工厂化育苗的主要方式[8]。由于大麻的组织培养技术起步缓慢，目前大麻再生培养的发展主要集中在激素和外植体种类选择对大麻特定品种愈伤诱导和再生频率影响方面，但再生的效率普遍较低。目前已经有研究通过组织培养获得大麻的无性繁殖植株。工业大麻的组织培养主要包括愈伤诱导、不定芽分化、生根培养和练苗移栽。
2.1 愈伤组织的诱导
植物组织或器官在离体培养条件下，外植体切口处及其附近可以形成愈伤组织。愈伤组织是指在形态上没有分化但能进行活跃分裂的细胞团，细胞分裂疏松无序或较为紧密。愈伤组织细胞具有再分化的潜力，即细胞能够分裂、增殖和分化出不同形态、执行不同功能的组织和器官。愈伤组织培养技术是植物组织培养中一项很重要的技术，绝大多数植物在培养时都要先经过愈伤组织阶段，再进行形态发生过程。
姜颖等[9]以工业大麻实生苗的下胚轴作为外植体，在不同激素组合的愈伤组织诱导培养基下实验，发现培养基（MS+1.0mg/L 6-BA+0.5mg/L NAA）的愈伤组织诱导率最高，且诱导愈伤组织时间最短，愈伤组织生长情况较好。胡华冉[10]以“云麻1号”的叶片作为外植体，采用近20种激素配比诱导愈伤组织，发现用于“云麻1号”叶片愈伤组织诱导的最适培养基为0.4mg/L TDZ+0.1mg/L NAA+MS+8g琼脂+30g糖，诱导出的愈伤块大且翠绿。Wielgus等[11]以3个大麻品种的子叶、茎、根作为外植体，发现子叶的再生率最高，根最低。
2.2 不定芽的分化
植物器官、组织、细胞离体培养中产生的愈伤组织，在一定条件下可进一步诱导器官再生成芽和根而形成植株。大量试验表明，只有少数的芽能在原培养基上存活增殖，大部分芽褐化死亡。只有添加促进分化的适量浓度分裂激素才能促使愈伤组织形成不定芽或者丛生芽。
胡华冉[10]使用4种激素组合的芽分化培养基进行“云麻1号”不定芽的诱导，发现在TDZ+2,4-D组合的不定芽分析培养基下，愈伤组织在10 d内仍可结实且翠绿。张利国等[12]对“龙大麻一号”的再生体系研究发现，ZT是一种十分有效的分裂素，诱导率可以达到BA的2～3倍，且随着ZT浓度的升高，不定芽诱导率逐渐升高，0.6mg/L ZT的不定芽诱导率最高，可达57.7%。尹品训等[13]研究发现，6-BA对丛生芽的诱导起积极作用。
2.3 生根培养
植物组织培养中，愈伤组织长出的根也被称为不定根，不定根的发生可分为诱导阶段、起始阶段、模化阶段和显现阶段4个过程。从1902年德国植物生理学家Haberlandt提出“细胞全能性”开始，一直到1957年Skoog和Miller发现低激动素/生长素比例促进根的发生，此后经过50多年的研究，愈伤组织不定根的形成过程逐渐明确。生长素可以促进维管组织分化，细胞分裂素抑制根尖分生组织的分化，但可促进分化以后分生组织的分裂。
佟金凤等[14]研究了生长激素、基本培养基和蔗糖浓度对工业大麻试管苗生根的影响，发现大麻试管苗生根的优化培养基为1/2 MS+0.1mg/L IBA+0.05mg/L NAA+30mg/L蔗糖，培养基的pH值为5.8时生根数量和根诱导率最高。胡华冉[10]发现ZT+IAA、KT+NAA激素组合及单独添加6-BA激素可以从愈伤组织中长出根。尹品训等[13]发现工业大麻的不定芽只有在2.0～3.0mg/L IBA浓度时才能较好生根，在2.5～3.0mg/L IBA浓度的培养基上培养4周，茎基部出现白色点状凸起，继续培养一周后，可长出5～8条有白色绒毛的新根。
2.4 炼苗移栽
组培苗直接移栽成活率低，必须经过开瓶炼苗阶段才能适宜外界的环境条件。开瓶炼苗一般3～5d，时间过长会造成培养基发霉，导致工业大麻组培苗根部腐烂。炼苗后，将打开瓶口炼好的苗用清水冲洗掉培养基，栽培在和组织培养室环境条件一致，已经消毒好的基质内。基质的温度一般为18～27℃，光照强度为8000～10000lx，上面罩有塑料薄膜，湿度控制在80%～90%，经过10～12d基质培养，植株成活并能正常生长。
待新根在基质中吸收水分和养分后，可以进一步增强光照，缓慢揭掉塑料薄膜，根据生长情况逐渐移至室外。室外炼苗约20d后，可以移入田间，及时浇水、除草、防病虫，以保证幼苗健壮成长。
3 总结及展望
随着工业大麻产业的发展和花叶CBD在医药、化妆品和食用等方面的深入研究，为了提升工业大麻中的花叶CBD含量和保持CBD高含量工业大麻品种的纯度，越来越多的企业会选择种植全雌性工业大麻。
为了获得全雌性工业大麻小苗，提升田间植株生长的整齐度，增加工业大麻花叶中的CBD含量，扦插育苗和组织培养育苗是两种有效育苗的方法。扦插育苗和组织培养育苗法均可以获得健壮生长的全雌性工业大麻苗，需要具有相关专业技能，熟练操作育苗技术的专人负责。扦插育苗技术相对简单，容易操作，但是获得的雌性小苗数量取决于母株的株数，而且占地面积较大。组织培养育苗技术中诱导愈伤组织、不定芽分化和生根的激素种类及浓度很难摸索，但是技术形成后可以培育大量雌性工业大麻小苗，而且组织培养所需空间较小，不需要大面积的土地。总之，两种全雌性工业大麻育苗方式各有利弊，可以根据实际需求进行选择。
参考文献
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文章摘自：王晓慧,胡楠,李振清,等. 全雌工业大麻高效育苗研究进展 [J]. 特种经济动植物, 2024, 27 (03): 189-192.
