黑龍江省工業(yè)大麻種質(zhì)資源收集保存 鑒定評(píng)價(jià)與利用

董曉慧，單大鵬，姜 輝，王翠玲，李 賀，孫 宇，孫 浩，孫德祿

（1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院綏化分院，黑龍江 綏化 152052；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院克山分院，黑龍江 齊齊哈爾 161000；3.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全所，黑龍江 哈爾濱 150000；4.綏化學(xué)院，黑龍江 綏化 152052；5.綏化職業(yè)技術(shù)教育中心黑龍江 綏化 151431）

工業(yè)大麻是一年生草本植物，多為雌雄異株異花授粉，少數(shù)為雌雄同株。根據(jù)其使用方式不同分為纖用、籽用及花葉用3種。工業(yè)大麻種質(zhì)資源是工業(yè)大麻遺傳改良及新品種選育的物質(zhì)基礎(chǔ)，野生工業(yè)大麻種質(zhì)資源的保護(hù)和高效利用，能有效推進(jìn)工業(yè)大麻產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

1 基本概念

1.1 種質(zhì)資源

在遺傳育種學(xué)上，種質(zhì)資源是指存在一定利用價(jià)值，并承載了不同物種遺傳信息的物質(zhì)。該概念的來(lái)源主要得益于自然界所有生物的自身遺傳現(xiàn)象，因此，種質(zhì)資源對(duì)于新物種的培育、親本品種的保護(hù)及雜交育種等工作，都有十分重要的意義。

1.2 工業(yè)大麻種質(zhì)資源

工業(yè)大麻種質(zhì)資源屬于農(nóng)作物種質(zhì)資源的一種，其范圍包含古老培育品種、特色品種、雜交品種、基因改良品種、國(guó)外引進(jìn)種質(zhì)，改良創(chuàng)制及品系等，以工業(yè)大麻種胚、幼苗等育種材料、離體材料、遺傳片段信息、基因及基因組信息等為表現(xiàn)形態(tài)。工業(yè)大麻種質(zhì)資源不僅是工業(yè)大麻新品種選育遺傳改良的基礎(chǔ)，更是提高工業(yè)大麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基石[1]。

2 工業(yè)大麻種質(zhì)資源收集和保存

我國(guó)工業(yè)大麻品種、品系和類(lèi)型超過(guò)200 個(gè)，分布在云南、貴州、廣西、四川、安徽、山東、山西、河南、河北、黑龍江和吉林等地。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)國(guó)家種質(zhì)資源庫(kù)所保存的工業(yè)大麻種質(zhì)資源已超400 份，僅黑龍江省接近100 份[2]。現(xiàn)今，黑龍江省的工業(yè)大麻種質(zhì)資源工作以收集與保存為重點(diǎn)，以評(píng)價(jià)與利用為核心，以創(chuàng)新和挖掘?yàn)閷?dǎo)向，注重規(guī)范技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，加快推進(jìn)研究和審查體系，著重創(chuàng)建溝通協(xié)作平臺(tái)，強(qiáng)化多品種發(fā)掘和探索，有計(jì)劃、有目標(biāo)地開(kāi)展工業(yè)大麻種質(zhì)資源保護(hù)與利用研究工作。

2.1 種質(zhì)資源的收集

黑龍江省目前主要采用實(shí)地收集的形式，也可因地制宜采用委托或郵寄等方式進(jìn)行收集。收集時(shí)，要注重種質(zhì)資源的保護(hù)。同時(shí)，應(yīng)保證收集種質(zhì)的量和質(zhì)均符合標(biāo)準(zhǔn)，且具有一定的代表性。截至目前，國(guó)家種質(zhì)資源庫(kù)已收集工業(yè)大麻種植資源883份，黑龍江省提供130份[3]。

完成收集后，相關(guān)人員會(huì)根據(jù)評(píng)價(jià)體系進(jìn)行整理和登記。登記完成后，需將種質(zhì)的信息進(jìn)行匯總?cè)霂?kù)。目前，黑龍江省主要采取標(biāo)識(shí)張貼以及建立詳細(xì)表等方式進(jìn)行信息匯總。需詳細(xì)記錄品種特質(zhì)、采集的時(shí)間和地點(diǎn)以及采集數(shù)量和采集人等，簡(jiǎn)要記錄采集地的氣候和土壤信息，并拍照記錄工業(yè)大麻的自然環(huán)境和周?chē)h(huán)境。

2.2 工業(yè)大麻種質(zhì)資源保存

目前，黑龍江省對(duì)于工業(yè)大麻種質(zhì)資源的保存方法主要有種子保存及試管苗保存2種。由于工業(yè)大麻種子芽率退化嚴(yán)重，在常溫狀態(tài)下每年芽率退化可達(dá)25%[4]，因此，需根據(jù)種子保存期限及貯藏環(huán)境建立適宜貯藏的種子庫(kù)，這造成投資和建設(shè)成本攀升。大麻離體種質(zhì)資源主要依靠試管苗保存，試管苗保存需每隔30～60 d對(duì)離體材料進(jìn)行繼代培養(yǎng)，因此，造成管理成本和維護(hù)成本的提高。

3 工業(yè)大麻的種質(zhì)資源鑒定與評(píng)價(jià)

對(duì)工業(yè)大麻種質(zhì)資源進(jìn)行鑒定，不僅是入庫(kù)的前提也是評(píng)價(jià)和利用的重要依據(jù)。通過(guò)多年的研究，黑龍江省主要從植物學(xué)性狀、經(jīng)濟(jì)性狀、抗逆性和抗病蟲(chóng)害性上展開(kāi)。植物學(xué)鑒定包括植物形態(tài)特征鑒定和生物學(xué)特性的鑒定。生物學(xué)特性則是植物種質(zhì)對(duì)所生存的生態(tài)環(huán)境，經(jīng)自然選擇和人工選擇、長(zhǎng)期適應(yīng)而形成的各自的生態(tài)特點(diǎn)。植物形態(tài)特征鑒定包括質(zhì)量描述和數(shù)量描述，生物學(xué)特性的鑒定方法分自然環(huán)境下的鑒定以及人工環(huán)境下的鑒定。抗逆性鑒定主要是指工業(yè)大麻在不利于生長(zhǎng)發(fā)育的惡劣環(huán)境，如旱澇、鹽堿、高低溫等逆境的反應(yīng)，其中主要包括自然惡劣環(huán)境鑒定、人工模擬惡劣環(huán)境鑒定和間接鑒定。抗病蟲(chóng)害性鑒定則是對(duì)工業(yè)大麻對(duì)一些常規(guī)病蟲(chóng)害的反應(yīng)。

種質(zhì)資源評(píng)價(jià)更多側(cè)重于經(jīng)濟(jì)價(jià)值，經(jīng)濟(jì)價(jià)值包括直接、間接價(jià)值、開(kāi)發(fā)價(jià)和保護(hù)價(jià)值。由于評(píng)價(jià)指標(biāo)復(fù)雜多樣，且無(wú)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，因此在種質(zhì)資源評(píng)價(jià)上，黑龍江省還處于起步階段。。目前，有研究認(rèn)為除開(kāi)經(jīng)濟(jì)價(jià)值外，基于農(nóng)藝特性、遺傳性狀和環(huán)境因子進(jìn)行種質(zhì)評(píng)價(jià)較為科學(xué)和合理，通過(guò)將種質(zhì)資源的農(nóng)藝特性、遺傳性狀和環(huán)境因子數(shù)據(jù)進(jìn)行編入，再通過(guò)數(shù)學(xué)建模進(jìn)行模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化，可以確立精準(zhǔn)且快速的評(píng)價(jià)模式。

4 工業(yè)大麻種質(zhì)資源利用

4.1 新品種的篩選和培育

工業(yè)大麻作為草本植物，不僅種間差異顯著，且同一品種的同一性狀也存在一定差異。因此，工業(yè)大麻新品種除了具有單產(chǎn)穩(wěn)定和單產(chǎn)高的特點(diǎn)，還要注重植株體量、病蟲(chóng)害抗性、耐受性等特性選擇[5]。新品種育種工作是通過(guò)品種雜交、單倍體和多倍體育種、基因重組或突變育種等，來(lái)對(duì)作物某個(gè)或多個(gè)性狀進(jìn)行優(yōu)化。所選擇的育種材料的基礎(chǔ)屬性對(duì)育種的結(jié)果至關(guān)重要，而前期的收集與評(píng)價(jià)工作對(duì)確保育種材料的基礎(chǔ)屬性則十分關(guān)鍵。目前，針對(duì)工業(yè)大麻的市場(chǎng)需求以及種植需求，許多基于種質(zhì)資源庫(kù)的新品種已步入研究和試驗(yàn)階段。為擴(kuò)大工業(yè)大麻的種植面積，研究人員進(jìn)行了大量品種篩選和性質(zhì)優(yōu)化試驗(yàn)。針對(duì)高寒地區(qū)，可以先在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行工業(yè)大麻的品種收集和鑒定，然后對(duì)其植物學(xué)性狀、經(jīng)濟(jì)性狀、抗逆性和抗病蟲(chóng)害進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后得出結(jié)論。依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，判斷其是否能在高寒地區(qū)種植，并有一定的經(jīng)濟(jì)效益。若本地品種不符合要求，則需對(duì)品種進(jìn)行優(yōu)化或進(jìn)行新品種的培育，以適合高寒地區(qū)的種植。

4.2 工業(yè)大麻種質(zhì)資源遺傳多樣性研究

工業(yè)大麻種質(zhì)是工業(yè)大麻研究及利用的天然基因庫(kù)，也是工業(yè)大麻品種改良的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。工業(yè)大麻不僅能能用于工業(yè)大麻種質(zhì)資源遺傳多樣性的研究，也能為種質(zhì)鑒定提供重要參考，并且為新品種篩選和優(yōu)化提供基礎(chǔ)的遺傳信息支持[6]。許多品種的優(yōu)化是通過(guò)對(duì)特定基因的敲除來(lái)進(jìn)行性狀的提升。對(duì)遺傳信息的研究，包括基因敲除、基因編輯以及誘發(fā)突變等，對(duì)工業(yè)大麻對(duì)環(huán)境的適應(yīng)和經(jīng)濟(jì)性都會(huì)有存在較大的提升，因此，后續(xù)應(yīng)加大對(duì)種質(zhì)資源遺傳多樣性的研究和應(yīng)用。

5 結(jié)語(yǔ)

綜合上述，當(dāng)前黑龍江省對(duì)于工業(yè)大麻種質(zhì)資源較為重視，但處于剛起步階段，雖在種質(zhì)資源的收集保存和鑒定上已初步形成體系，但后續(xù)的評(píng)價(jià)和綜合利用還有待提高。