工業大麻（漢麻）組織培養的研究進展

姜穎 韓承偉 李秋芝等

摘要大麻是重要的纖維、油料以及糧食作物。近年來，隨著人們回歸自然，更加重視環保和健康等理念，對工業大麻的特性有了深入的了解，世界各國對工業大麻資源的利用與開發越來越重視。據聯合國糧農組織統計，目前世界上種植工業大麻的國家有27個。隨著基因工程的快速發展，大麻組織培養技術被廣泛的應用到大麻育種工作中，文中主要簡述工業大麻（漢麻）組織培養技術的研究進展，為培育優良的大麻新品種奠定基礎。

關鍵詞工業大麻（漢麻）（Cannabis sativa L.）；組織培養；研究進展

中圖分類號S563.3文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）01-00007-02

基金項目黑龍江省科學院青年創新基金資助項目。

作者簡介姜穎（1986- ），女，吉林通化人，研究實習員，從事作物遺傳育種研究，Email：bazhujiangying@126.com。

收稿日期20131205大麻（Cannabis sativa L.）是大麻科（Cannabinaceae）大麻屬（Cannabis）1年生草本植物，分為工業大麻和毒品大麻，現在國內外廣泛應用的大麻為工業大麻。工業大麻是指四氫大麻酚含量低于0.3%的大麻，我國將工業大麻稱為漢麻（hemp）。大麻渾身是寶，主要應用于農業種植、紡織、服裝、造紙、軍需、化工、新型建材、生物能源、食品保健、醫藥和飼料等方面[1-6]。多年來，大麻育種的研究工作主要集中在如何提高出麻率方面，但由于大麻是雌雄異株的異花作物，同一群體內不同個體間表現多樣性，遺傳基礎復雜，優良性狀不穩定性等給育種工作帶來困難，但可通過對大麻的組織培養技術來穩定其優良特性，為穩定雜種優勢、繁殖優良單株和品種（系）的提純以及建立無性繁殖系提供新的途徑[7-9]。

植物組織培養（plant tissue culture）是指在無菌和人工控制的環境條件下，利用人工培養基，對植物的胚胎、器官、組織、細胞、原生質體等進行離體培養，使其再生發育成完整植株的過程。大麻通過組織培養得到無性繁殖的植株已有研究，筆者系統地簡述工業大麻（漢麻）組織培養的研究進展，現報道如下。

1大麻的基因型研究

組織培養能否成功，基因型的選擇是非常重要的。不同物種和同一物種的不同基因型，其形態發生能力往往有巨大差異。但值得注意的是，遺傳上和親緣上越相近的培養材料，其形態發生的條件要求也越類似[10]。Feeney M.等應用4個不同的大麻基因型UnikoB、Kompolti、Anka和Felina34進行組織培養和農桿菌介導[11]。SlusarkiewiczJaraina A.等以5個大麻品種（Silesia、Fibrimon24、Novosadska、Juso15和Fedrina74為試驗材料進行愈傷組織誘導及植株再生，在所有類型外植體的分化率中，大麻品種Fibrimon24的分化率達到61.92%[12]。

2大麻種子消毒研究

種子消毒劑的選擇以及消毒時間的確定是組織培養有效進行的關鍵。劉以福等將大麻種子用濃度0.1%升汞水浸泡30 min，接種到瓊脂培養基上，萌發獲得無菌苗[9]。張利國等采用濃度10%次氯酸鈉作為消毒劑，進行3次處理，消毒時間為18、21和24 min，發芽率在濃度10%次氯酸鈉消毒18 min后達到最高，且沒有造成污染[13]。

3大麻的生理年齡研究

外植體的取材時間也是影響組培成功的關鍵因素，一般情況下，幼苗的生活能力和再生能力都比較好。劉以福等以大麻雜交一代及優良品種（系）幼苗的真葉長到1～2對的中上部葉莖作為外植體[9]。尹品訓等在小苗長至5～10 cm高時，取其莖尖進行處理[8]。

4外植體的來源研究

RichezDumanois C.等研究表明，對2種纖維用大麻植株而言，外植體的選擇非常重要[14]。在已報道的大麻組織培養相關文獻中，主要選擇的外植體有：葉子、下胚軸及莖尖等。張利國等選用大麻新品種龍大麻一號的下胚軸進行組織培養[13]。尹品訓等以工業大麻品種云麻1號的帶節莖段為外植體進行了離體培養與快速繁殖研究[15]。Loh W.H.T.等以大麻的莖和葉進行愈傷組織的誘導[16]。

5培養基研究

培養基是外植體賴以生長的物質基礎，不同組分的培養基和不同比例激素的添加都會產生不同的效果。另外，培養基的pH值對組織培養也有一定的影響，pH值為5.8時，分化誘導率均最大。筆者對國內外大麻再生體系的培養基進行了統計，如表1。

另外，麻類作物組織培養在麻類科研工作人員多年的努力下，在快速繁殖、花藥培養、原生質體培養、體細胞胚發生和器官發生等研究方面取得了較好的進展，在遺傳轉化的研究上也取得了一定的成效，可以為大麻組織培養的研究提供一些依據（表2）。

6小結及展望

綜上所述，大麻離體培養過程中，無菌苗和外植體的獲得是關鍵，選擇適宜的消毒劑和處理時間，既有良好的除菌效果，大大降低了初始污染率，又獲得了生長狀態更好的實生苗。由于植物細胞的全能性，植物體的任何部分均能夠誘導成苗，但大量研究資料表明，同一植物的不同器官甚至同一器官的不同部位其誘導與分化能力都大不相同[22]。所以，適宜外植體的確定將影響組織培養的有效進行。培養基是植物組織培養的物質基礎，建立一項新的培養體系時，選擇合適的培養基是組織培養成功的前提。培養基統計結果發現：MS培養基是應用最廣泛的培養基。在其他麻類作物的研究中所用基本培養基有的有所不同，這在以后大麻組織培養中可以進行借鑒。植物生長調節劑可以調節培養物的生長發育進程、分化方向和器官發生，具有重要的作用。

目前，轉基因技術已成為基因功能驗證的重要方法之一，主要在改善植物品質、提高植物抗性以及利用植物作為生物反應器等方面進行了大量的研究，并取得了很好的成就。大麻的轉基因技術迄今為止在國內外還未獲成功，所以熟知大麻組織培養的研究進展將為今后工業大麻的研究提供理論依據。

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