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(huán)保和健康等理念，對(duì)工業(yè)大麻的特性有了深入的了解，世界各國對(duì)工業(yè)大麻資源的利用與開發(fā)越來越重視。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，目前世界上種植工業(yè)大麻的國家有27個(gè)。隨著基因工程的快速發(fā)展，大麻組織培養(yǎng)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到大麻育種工作中，文中主要簡(jiǎn)述工業(yè)大麻（漢麻）組織培養(yǎng)技術(shù)的研究進(jìn)展，為培育優(yōu)良的大麻新品種奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞工業(yè)大麻（漢麻）（Cannabis sativa L.）；組織培養(yǎng)；研究進(jìn)展

中圖分類號(hào)S563.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）01-00007-02

基金項(xiàng)目黑龍江省科學(xué)院青年創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目。

作者簡(jiǎn)介姜穎（1986- ），女，吉林通化人，研究實(shí)習(xí)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(yè)大麻和毒品大麻，現(xiàn)在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的大麻為工業(yè)大麻。工業(yè)大麻是指四氫大麻酚含量低于0.3%的大麻，我國將工業(yè)大麻稱為漢麻（hemp）。大麻渾身是寶，主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)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(yī)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(nèi)不同個(gè)體間表現(xiàn)多樣性，遺傳基礎(chǔ)復(fù)雜，優(yōu)良性狀不穩(wěn)定性等給育種工作帶來困難，但可通過對(duì)大麻的組織培養(yǎng)技術(shù)來穩(wěn)定其優(yōu)良特性，為穩(wěn)定雜種優(yōu)勢(shì)、繁殖優(yōu)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(yǎng)（plant tissue culture）是指在無菌和人工控制的環(huán)境條件下，利用人工培養(yǎng)基，對(duì)植物的胚胎、器官、組織、細(xì)胞、原生質(zhì)體等進(jìn)行離體培養(yǎng)，使其再生發(fā)育成完整植株的過程。大麻通過組織培養(yǎng)得到無性繁殖的植株已有研究，筆者系統(tǒng)地簡(jiǎn)述工業(yè)大麻（漢麻）組織培養(yǎng)的研究進(jìn)展，現(xiàn)報(bào)道如下。

1大麻的基因型研究

組織培養(yǎng)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(tài)發(fā)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(yǎng)材料，其形態(tài)發(fā)生的條件要求也越類似[10]。Feeney M.等應(yīng)用4個(gè)不同的大麻基因型UnikoB、Kompolti、Anka和Felina34進(jìn)行組織培養(yǎng)和農(nóng)桿菌介導(dǎo)[11]。SlusarkiewiczJaraina A.等以5個(gè)大麻品種（Silesia、Fibrimon24、Novosadska、Juso15和Fedrina74為試驗(yàn)材料進(jìn)行愈傷組織誘導(dǎo)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(dá)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(shí)間的確定是組織培養(yǎng)有效進(jìn)行的關(guān)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(yǎng)基上，萌發(fā)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(jìn)行3次處理，消毒時(shí)間為18、21和24 min，發(fā)芽率在濃度10%次氯酸鈉消毒18 min后達(dá)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(shí)間也是影響組培成功的關(guān)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(yōu)良品種（系）幼苗的真葉長到1～2對(duì)的中上部葉莖作為外植體[9]。尹品訓(xùn)等在小苗長至5～10 cm高時(shí)，取其莖尖進(jìn)行處理[8]。

4外植體的來源研究

RichezDumanois C.等研究表明，對(duì)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(bào)道的大麻組織培養(yǎng)相關(guān)文獻(xiàn)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(hào)的下胚軸進(jìn)行組織培養(yǎng)[13]。尹品訓(xùn)等以工業(yè)大麻品種云麻1號(hào)的帶節(jié)莖段為外植體進(jìn)行了離體培養(yǎng)與快速繁殖研究[15]。Loh W.H.T.等以大麻的莖和葉進(jìn)行愈傷組織的誘導(dǎo)[16]。

5培養(yǎng)基研究

培養(yǎng)基是外植體賴以生長的物質(zhì)基礎(chǔ)，不同組分的培養(yǎng)基和不同比例激素的添加都會(huì)產(chǎn)生不同的效果。另外，培養(yǎng)基的pH值對(duì)組織培養(yǎng)也有一定的影響，pH值為5.8時(shí)，分化誘導(dǎo)率均最大。筆者對(duì)國內(nèi)外大麻再生體系的培養(yǎng)基進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，如表1。

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

6小結(jié)及展望

綜上所述，大麻離體培養(yǎng)過程中，無菌苗和外植體的獲得是關(guān)鍵，選擇適宜的消毒劑和處理時(shí)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(tài)更好的實(shí)生苗。由于植物細(xì)胞的全能性，植物體的任何部分均能夠誘導(dǎo)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(dǎo)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(yǎng)的有效進(jìn)行。培養(yǎng)基是植物組織培養(yǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，建立一項(xiàng)新的培養(yǎng)體系時(shí)，選擇合適的培養(yǎng)基是組織培養(yǎng)成功的前提。培養(yǎng)基統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：MS培養(yǎng)基是應(yīng)用最廣泛的培養(yǎng)基。在其他麻類作物的研究中所用基本培養(yǎng)基有的有所不同，這在以后大麻組織培養(yǎng)中可以進(jìn)行借鑒。植物生長調(diào)節(jié)劑可以調(diào)節(jié)培養(yǎng)物的生長發(fā)育進(jìn)程、分化方向和器官發(fā)生，具有重要的作用。

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

參考文獻(xiàn)

[1] 高志強(qiáng)，馬會(huì)英.大麻纖維的性能及其應(yīng)用研究[J].濟(jì)南紡織化纖科技，2004（2）：27-29.

[2] 周景輝，楊汝男，張高華.纖維用大麻的開發(fā)利用[J].中國造紙，2001（5）：63-65.

[3] PASILA A.A biological oil adsorption filter[J].Marine Pollution Bulletin，2004，49：1006-1012.

[4] GUZMAN M.Cannabinoids：potential anticancer agents[J].Nature Review Cancer，2003（3）：745-755.

[5] VELASCO G，GALVE-ROPERH I，SANCHEZ C，et al.Hypothesis：cannabinoid therapy for the treatment of gliomas？[J].Neuropharmacology，2004，47：315-323.

[6] 張建春，關(guān)華，劉雪強(qiáng)，等.漢麻種植與粗加工技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[7] 關(guān)鳳芝.大麻遺傳育種與栽培技術(shù)[M].哈爾濱：黑龍江人民出版社，2010.

[8] 尹品訓(xùn)，楊明，郭鴻彥，等.大麻組織培養(yǎng)中玻璃化苗研究初報(bào)[J].云南農(nóng)業(yè)科技，2004（4）：12.

[9] 劉以福.大麻組織培養(yǎng)首次獲得綠苗[J].中國麻作，1984（2）：29，19.

[10] 賈婉琪.亞麻高效再生體系優(yōu)化及抗除草劑bar基因的遺傳轉(zhuǎn)化研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2011：1-4.

[11] FEENEY M，PUNJA Z K.Tissue culture and Agrobacterium-mediated transformation of hemp （Cannabis sativa L.） [J].In Vitro Cellular & Developmental BiologyPlant，2003，39：578-585.

[12] SLUSARKIEWICZ-JARZINA A，PONITKA A，KACZMAREK Z.Influence of cultivar，explant source and plant growth regulator on callus induction and plant regeneration of Cannabis sativa L[J]. Acta Biological Cracoviensla Series Botanica，2005，47：145-151.

[13] 張利國，宋憲友，房郁妍，等.大麻新品種龍大麻一號(hào)再生體系初探[J].中國麻業(yè)科學(xué)，2012，34（3）：112-114.

[14] RICHEZ DUMANOIS C，BRAUT BOUCHER F，COSSON L，et al.Multiplication vegetative in vitro du chanvre （Cannabis sativa L.）.Application a la conservation des clones selectionnes [croissance，apex，cal，rhizogenese，conditions phytotroniques，cannabidiol，delta 9-tetrahydrocannabinol，CPG][J].Agronomie，1986，6（5）：487-495.

[15] 尹品訓(xùn)，楊明，郭鴻彥，等.大麻的離體培養(yǎng)與快速繁殖[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2005，18（4）：503-505.

[16] LOH W H T，HARTSEL S C，ROBERTSON L W.Tissue Culture of Cannabis sativa L.and in vitro Biotransformation of Phenolics[J].Journal of Plant Physiology，1983，111：395-400.

[17] 佟金鳳，高南，李凝，等.大麻試管苗生根培養(yǎng)基的優(yōu)化[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（33）：14438-14440.

[18] 張志揚(yáng).亞麻組織培養(yǎng)及高效遺傳轉(zhuǎn)化體系的建立[D].長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

[19] 秦先超，祁建民，方平平，等.紅麻高效再生體系優(yōu)化及雙價(jià)抗蟲基因遺傳轉(zhuǎn)化的初步研究[C]//趙衛(wèi)東.遺傳學(xué)進(jìn)步促進(jìn)糧食安全與人口健康高峰論壇[J].鄭州：中國遺傳學(xué)會(huì)，2012：30.

[20] 呂玲玲，易克賢，徐雪榮.H.11648麻高效再生體系的建立[J].中國麻業(yè)，2006，28（2）：79-83.

[21] 易自力，李祥，蔣建雄.苧麻再生體系的建立及抗蟲轉(zhuǎn)基因苧麻的獲得[J].中國麻業(yè)，2006，28（2）：61-66.

[22] BHAGWAT B，LANE W D.In vitro shoot regeneration from leaves of sweet cherry （Prunus avium） ‘Lapins and ‘sweetheart[J].Plant Cell，Tissue an d Organ Culture，2004，78：173-181.

[23] WANG H D，WEI Y F.Survey on the Germplasm Resources of Cannabis sativa L[J].Medicinal Plant，2012，3（7）：11-14

[24] 胡學(xué)禮，郭鴻彥，劉旭云，等.云南工業(yè)大麻品種在黑龍江大興安嶺地區(qū)的適應(yīng)性研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012（3）：838-841.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，Journal of Anhui Agri. Sci.2014，42（1）：9-11