雌雄异株工业大麻杂交育种试验研究

董晓慧　景玉良　郭丽　姜辉　单大鹏　宋泽

摘要 在杂交育种过程中，杂交试验方法多种多样，随着近年来工业大麻杂交育种的发展，育种家常用的试验方法多为使用杂交棚或套白布罩进行隔离、整株自然或人工授粉。以黑龙江省4个工业大麻主栽品种龙大麻5号、龙大麻3号、庆大麻1号、龙大麻1號为试验材料，开展工业大麻套袋杂交育种试验。在玉米套袋杂交育种基础上进行改良，开展雌雄异株工业大麻套袋杂交育种试验，人工授粉杂交结束后测定杂交结实率，结果证实该试验方法行之有效，可用于亲本数量稀少情况下的种质资源扩充及选择。

关键词 工业大麻;杂交育种;杂交方法;结实率

中图分类号 S563.3文献标识码 A文章编号 0517-6611（2020）11-0032-02

Abstract Hybrid test methods varied in the process of cross breeding. With the development of industrial hemp cross breeding in recent years， the commonly used test method is to use more hybrid breeders shed or set of white cloth cover for isolation， natural or artificial pollination. With four industrial hemps Longdama 5， Longdama 3， Qingdama 1 and Longdama 1 as the test materials， bagged cross breeding test of dioecious industrial hemps was carried out. The experimental method was improved on the basis of maize bagging crossbreeding， and the bagging crossbreeding experiment of dioecious Chinese hemp was carried out. After artificial pollination， the seed setting rate was measured. The experimental results proved that this method was effective and could be used to expand and select germplasm resources in the case of few parents.

Key words Industrial hemp;Cross breeding;Hybrid method;Seedsetting rate

工业大麻即汉麻，指四氢大麻酚（tetrahydrocan-nabinol，THC）含量低于0.3%的大麻（Cannabis sativa L.）一种，是大麻科（Cannabinaceae）大麻属（Cannabis）一年生草本植物[1]。汉麻的韧皮部是天然的植物纤维原料，可用于纺线织布、造纸;籽粒可食用和榨油，其叶、杆、根等可入药，有润肠、镇痛、麻醉、催眠等疗效[2]。自20世纪90年代初以来，欧美等发达国家加大了工业大麻产业开发力度，已开发出约3万种产品，形成了一个巨型的产业群。进入21世纪，我国也开始加强工业大麻产业的发展，并应运而生了许多开发利用工业大麻的科研单位、企业和集团公司。目前，工业大麻已成为黑龙江省产业发展的热点[3]。

随着人们认知的增加，工业大麻作为一种普通植物，在野生状态驯化过程中逐渐发展起几种传统的选育方法。20世纪80年代末，云南省农业科学院开展工业大麻品种的选育及利用研究，己成功选育出4个高产、优质、适合低纬度地区种植的工业大麻品种，即云麻l号、云麻2号、云麻3号和云麻4号。这些品种的THC含量均低于0.3%，成为国内目前仅有的4个可以合法推广种植的工业大麻品种，这些品种的诞生为云南乃至中国的工业大麻产业发展做出了贡献[4]。不同大麻素在大麻植株中的含量有各自的特征，THC的含量在幼苗生长期较低，快速生长期最高，现蕾期达到顶峰[5]。不同大麻品种中的THC含量差别很大，THC含量低于0.3%的品种被列为工业大麻，能够进行种植和相关利用[6]。

在茎杆及种子成熟期THC含量下降，但是工业大麻是一种雌雄同株、雌雄异株和12种间性植物，因此增加了选育难度。目前，国内工业大麻育种工作中应用的育种方法主要包括系统选育和杂交育种2种方法。杂交育种是针对期望的育种目标，获得具有双亲优良性状的新品种的一种最有效的育种方法，已成为改良工业大麻纤维、籽实产量与品质指标的重要手段[7-8]。鉴于此，笔者针对杂交育种手段进行试验研究，以玉米、水稻在传统的杂交育种方法基础上进行改良，寻求一种适用于工业大麻的传统杂交育种试验方法;在前期工业大麻种质资源调查的基础上，开展工业大麻杂交育种试验，测定其结实率及表型性状特征，为工业大麻新材料、新品种培育提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

杂交试验在黑龙江省绥化市北林区进行，以龙大麻5号（代号M1）为母本，龙大麻3号（代号FB1）、龙大麻1号（代号FB2）和庆大麻1号（代号FB3）为父本。

1.2 试验方法

1.2.1 母本套袋。为便于试验操作及时打顶，在母本M1（雌雄异株品种）的品种中选择长势良好的9个样株。在雌花显蕾初期（因工业大麻雌株开花不易判断，可选择部分雌花开花后，在分支中随机选择发育良好的雌花花序将柱头变为深红色的雌花用镊子去除），用半透明硫酸纸袋将雌花套入袋中（15 cm×25 cm半透明硫酸纸袋），两端封口并进行编号、挂牌，每株套袋10个，共3次重复，套袋3～5 d后观察柱头，待柱头呈倒八字形准备收粉。

1.2.2 花粉采集。在雄花散粉初期，晴天08：00—11：00采集雄花序，摘取即将散粉雄花，此时黄粉囊呈淡黄色。将其放置于花粉收集器皿中备用。

1.2.3 杂交授粉。待雌花柱头开张呈倒“八”字形时，在晴天、无风08：00—10：00或阴天08：00—11：00进行人工授粉。授粉时打开硫酸纸袋，将结实部分、柱头变色部分以及雌花花序顶尖全部去除。将花粉囊剪开均匀淋洒到柱头上，然后立即封好，并记录授粉雌花数。6～10 d后，观察雌花柱头是否授粉成功（育种工作中若雌花未授粉或者授粉不充分的，在雌株选择新的分支套袋以备进行2～3次补充授粉）[7]。

1.3 测定内容与方法

授粉14 d后，摘除硫酸纸，摘袋5 d后调查并统计结实率，共统计1次。结实率=（结实数/雌花总数）×100%。

2 结果与分析

2.1 亲本特征特性比较

2.1.1 龙大麻5号特征特性。龙大麻5号具有高CBD含量，干花叶中CBD含量为1.12%，高于对照1倍以上，远高于药用品种认定含量0.5%，该品种具有高花叶产量，鲜花叶产量为1.72 t/hm2，高于对照11.7%，该品种抗病性强。

2.1.2 龙大麻3号特征特性。龙大麻3号性喜冷凉，株高179.8 cm，苗期生长健壮，生长势强，叶片墨绿色，花期集中，株型紧凑，工艺成熟期叶片脱落快、茎杆为淡黄色。种子千粒重19.5 g。该品种抗旱、抗病、抗倒伏性强，耐盐碱较强。

2.1.3 庆大麻1号特征特性。庆大麻1号为纤用型雌雄异株工业大麻品种。积温2 350 ℃左右，生育日数112 d，工艺成熟期95 d。苗期植株生长健壮，叶片淡绿色，后期叶片绿色。株高170.0 cm，无分枝，茎粗0.5 cm左右，茎杆直立。种子宿存萼片（苞叶）包被紧，种皮暗灰色，种子千粒重19.0 g;干茎出麻率23.8%～24.2%，纤维产量1 734～1 987 kg/hm2，纤维品质优良[9]。

2.1.4 龙大麻1号特征特性。龙大麻1号苗期生长健壮，茎绿色，叶片墨绿色，花序短而集中，株型紧凑，种皮灰黑色，千粒重19.8 g，工艺成熟日数101 d，生育日数125 d，属于中熟品种。纤维强度269 N，株高175.1 cm，能够用于加工的纤维长度161.8 cm，茎粗5 mm，茎杆直立，有弹性，抗倒伏能力强，较抗盐碱，耐瘠薄，抗旱、抗病性较强[10]。

2.2 同杂交组合的结实率比较

雌雄异株工业大麻杂交组合结实率的分析结果见表1。由表1可知，FB1、FB2、FB3组合的父本分别为龙大麻3号、龙大麻1号和庆大麻1号;平均结实率为89.17%、77.51%、75.79%;总平均结实率较高，为80.82%。根据育种目标确定亲本，该杂交方法同样可以获得杂交组合F1代。

3 结论与讨论

该试验方法虽然可以通过亲本之间杂交获得F1代，但是因为工业大麻的性别特点，不同性别表现的工业大麻亲本之间杂交后代在性别比例上有多种变化。因此，该方法获得的F1代更多地可用作育种的中间材料，且因为人工授粉工作量大、产生种子数量少等问题，在F1代使用过程中育种家要辅助配合使用离体培养、快速繁殖等方法进行F1代扩繁，进而开展进一步育种试验研究。

参考文献

[1] 曹焜，孙宇峰，王晓楠，等.4个工业大麻品种对根际土壤酶活性的影响[J].生物技术，2019，29（2）：193-198.

[2] 张建春.汉麻种植与初加工技术[M].北京：化学工业出版社，2009.

[3] 潘冬梅，孙宇峰，韩承伟，等.3个乌克兰工业大麻品种在黑龙江省大庆地区引种试种试验总结[J].中国麻业科学，2018，40（6）：270-276.

[4] 杨明，郭鸿彦，胡学礼，等.大麻育种及其与大麻产业的关系[C]//2009中国天然纤维论坛论文集.南通：中国纺织工业协会，2009：385-391.

[5] 陈璇，杨明，郭鸿彦，等.大麻植物中大麻素成分研究进展[J].植物学报，2011，46（2）：197-205.

[6] 王莎，吴泞孜，陈善波，等.早实核桃杂交育种试验初报[J].四川林业科技，2018，39（2）：43-46，84.

[7] 陈善波，金銀春，熊量，等.美国加州核桃产业化发展与借鉴[J].四川林业科技，2017（5）：109-114.

[8] 赵爽.‘绿岭核桃生长结果性状遗传与杂交优株选择[D].保定：河北农业大学，2015.

[9] 王明泽，郭丽，车野，等.“庆大麻1号”的特征特性及高产栽培技术[J].中国麻业科学，2018，40（1）：33-35.

[10] 宋宪友，张利国，房郁妍，等.大麻新品种“龙大麻1号”的选育[J].中国麻业科学，2011，33（3）：109-111.