工业大麻（汉麻）组织培养的研究进展

姜颖 韩承伟 李秋芝等

摘要大麻是重要的纤维、油料以及粮食作物。近年来，随着人们回归自然，更加重视环保和健康等理念，对工业大麻的特性有了深入的了解，世界各国对工业大麻资源的利用与开发越来越重视。据联合国粮农组织统计，目前世界上种植工业大麻的国家有27个。随着基因工程的快速发展，大麻组织培养技术被广泛的应用到大麻育种工作中，文中主要简述工业大麻（汉麻）组织培养技术的研究进展，为培育优良的大麻新品种奠定基础。

关键词工业大麻（汉麻）（Cannabis sativa L.）；组织培养；研究进展

中图分类号S563.3文献标识码A文章编号0517-6611（2014）01-00007-02

基金项目黑龙江省科学院青年创新基金资助项目。

作者简介姜颖（1986- ），女，吉林通化人，研究实习员，从事作物遗传育种研究，Email：bazhujiangying@126.com。

收稿日期20131205大麻（Cannabis sativa L.）是大麻科（Cannabinaceae）大麻属（Cannabis）1年生草本植物，分为工业大麻和毒品大麻，现在国内外广泛应用的大麻为工业大麻。工业大麻是指四氢大麻酚含量低于0.3%的大麻，我国将工业大麻称为汉麻（hemp）。大麻浑身是宝，主要应用于农业种植、纺织、服装、造纸、军需、化工、新型建材、生物能源、食品保健、医药和饲料等方面[1-6]。多年来，大麻育种的研究工作主要集中在如何提高出麻率方面，但由于大麻是雌雄异株的异花作物，同一群体内不同个体间表现多样性，遗传基础复杂，优良性状不稳定性等给育种工作带来困难，但可通过对大麻的组织培养技术来稳定其优良特性，为稳定杂种优势、繁殖优良单株和品种（系）的提纯以及建立无性繁殖系提供新的途径[7-9]。

植物组织培养（plant tissue culture）是指在无菌和人工控制的环境条件下，利用人工培养基，对植物的胚胎、器官、组织、细胞、原生质体等进行离体培养，使其再生发育成完整植株的过程。大麻通过组织培养得到无性繁殖的植株已有研究，笔者系统地简述工业大麻（汉麻）组织培养的研究进展，现报道如下。

1大麻的基因型研究

组织培养能否成功，基因型的选择是非常重要的。不同物种和同一物种的不同基因型，其形态发生能力往往有巨大差异。但值得注意的是，遗传上和亲缘上越相近的培养材料，其形态发生的条件要求也越类似[10]。Feeney M.等应用4个不同的大麻基因型UnikoB、Kompolti、Anka和Felina34进行组织培养和农杆菌介导[11]。SlusarkiewiczJaraina A.等以5个大麻品种（Silesia、Fibrimon24、Novosadska、Juso15和Fedrina74为试验材料进行愈伤组织诱导及植株再生，在所有类型外植体的分化率中，大麻品种Fibrimon24的分化率达到61.92%[12]。

2大麻种子消毒研究

种子消毒剂的选择以及消毒时间的确定是组织培养有效进行的关键。刘以福等将大麻种子用浓度0.1%升汞水浸泡30 min，接种到琼脂培养基上，萌发获得无菌苗[9]。张利国等采用浓度10%次氯酸钠作为消毒剂，进行3次处理，消毒时间为18、21和24 min，发芽率在浓度10%次氯酸钠消毒18 min后达到最高，且没有造成污染[13]。

3大麻的生理年龄研究

外植体的取材时间也是影响组培成功的关键因素，一般情况下，幼苗的生活能力和再生能力都比较好。刘以福等以大麻杂交一代及优良品种（系）幼苗的真叶长到1～2对的中上部叶茎作为外植体[9]。尹品训等在小苗长至5～10 cm高时，取其茎尖进行处理[8]。

4外植体的来源研究

RichezDumanois C.等研究表明，对2种纤维用大麻植株而言，外植体的选择非常重要[14]。在已报道的大麻组织培养相关文献中，主要选择的外植体有：叶子、下胚轴及茎尖等。张利国等选用大麻新品种龙大麻一号的下胚轴进行组织培养[13]。尹品训等以工业大麻品种云麻1号的带节茎段为外植体进行了离体培养与快速繁殖研究[15]。Loh W.H.T.等以大麻的茎和叶进行愈伤组织的诱导[16]。

5培养基研究

培养基是外植体赖以生长的物质基础，不同组分的培养基和不同比例激素的添加都会产生不同的效果。另外，培养基的pH值对组织培养也有一定的影响，pH值为5.8时，分化诱导率均最大。笔者对国内外大麻再生体系的培养基进行了统计，如表1。

另外，麻类作物组织培养在麻类科研工作人员多年的努力下，在快速繁殖、花药培养、原生质体培养、体细胞胚发生和器官发生等研究方面取得了较好的进展，在遗传转化的研究上也取得了一定的成效，可以为大麻组织培养的研究提供一些依据（表2）。

6小结及展望

综上所述，大麻离体培养过程中，无菌苗和外植体的获得是关键，选择适宜的消毒剂和处理时间，既有良好的除菌效果，大大降低了初始污染率，又获得了生长状态更好的实生苗。由于植物细胞的全能性，植物体的任何部分均能够诱导成苗，但大量研究资料表明，同一植物的不同器官甚至同一器官的不同部位其诱导与分化能力都大不相同[22]。所以，适宜外植体的确定将影响组织培养的有效进行。培养基是植物组织培养的物质基础，建立一项新的培养体系时，选择合适的培养基是组织培养成功的前提。培养基统计结果发现：MS培养基是应用最广泛的培养基。在其他麻类作物的研究中所用基本培养基有的有所不同，这在以后大麻组织培养中可以进行借鉴。植物生长调节剂可以调节培养物的生长发育进程、分化方向和器官发生，具有重要的作用。

目前，转基因技术已成为基因功能验证的重要方法之一，主要在改善植物品质、提高植物抗性以及利用植物作为生物反应器等方面进行了大量的研究，并取得了很好的成就。大麻的转基因技术迄今为止在国内外还未获成功，所以熟知大麻组织培养的研究进展将为今后工业大麻的研究提供理论依据。

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