套用領域
獲準合法種植的工業大麻,均是低含毒量的品種,THC值均低於0.3%。這些工業大麻(THC<0.3%)被認為不具備毒品利用價值,但依舊全身是寶,其套用至少包括紡織、造紙、食品、醫藥、衛生、日化、皮革、汽車、建築、裝飾、包裝等領域。是經典的生產資料。
漢麻主要套用於農業種植、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。多年來,漢麻育種的研究工作主要集中在如何提高出麻率方面,但由於漢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,遺傳基礎複雜,優良性狀不穩定性等給育種工作帶來困難,但可通過對漢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。
研究進展
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,使其再生髮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,現報導如下。
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。Feeney M.等套用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。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%。
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]。張利國等採用濃度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後達到最高,且沒有造成污染。
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。尹品訓等在小苗長至5~10 cm高時,取其莖尖進行處理。
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。在已報導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。尹品訓等以工業大麻品種雲麻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。Loh W.H.T.等以大麻的莖和葉進行愈傷組織的誘導。
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。
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、花葯培養、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。
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。由於植物細胞的全能性,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。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培養基是套用最廣泛的培養基。在其他麻類作物的研究中所用基本培養基有的有所不同,這在以後大麻組織培養中可以進行借鑑。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。
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,並取得了很好的成就。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後工業大麻的研究提供理論依據。
合法種植
大麻作為彝族、苗族、瑤族等山民世代耕作的經濟作物,在雲南少數民族中有著特殊的地位。苗族、瑤族的家庭,嫁人沒有麻衣,就不成其為婚禮。但是本地人從未將其作為毒品看待。但是大麻熬制的油,大麻織成的襪子,大麻因其所含的致幻性成分四氫大麻酚(THC),曾一度被聯合國禁毒公約列為與海洛因、古柯鹼並列的三大毒品之一。如今,它去除毒性,卻成了中國套用廣泛、頗具競爭力的產業新熱點。
雲南是全國至今唯一一個以法規形式允許並監管工業大麻種植的省份。根據《中國農業統計年鑑 》和聯合國糧農組織的統計數字顯示,中國已是工業大麻種植面積最大的國家,種植面積占全世界一半左右。世界智慧財產權組織的統計稱,全球606項涉及大麻的專利中,有309項來源於中國企業和個人。
1991年前後,荷蘭、法國等國剛剛培育出低THC含量的工業大麻新品種,開始合法化種植。
1997、1998年的時候,雲南省農科院 研究團隊篩選低毒含量的工業大麻本地品種。2001年通過了認證。
2010年以來,雲南共核定種植工業大麻22萬多畝,遍及13個州(市)的38個縣(市、區)。
當2014年年初,大洋彼岸的美國國會還在為剛剛通過的大麻合法種植法案歡呼時,在中國雲南,這些被稱作“工業大麻”的植物被合法種植,已悄然度過了十三年。
2016年11月國內首個工業大麻生物萃取分離基地——雲南漢素·工業大麻生物萃取分離基地落成慶典儀式在昆明舉行,目前,雲南是唯一一個以法規形式允許並監管工業大麻種植加工的省份。省公安廳禁毒局作為工業大麻花葉加工萃取分離的主管單位,下一步將在基地內設立大麻成分檢測中心,用科技力量服務國家禁毒工作。
發現案例
2014年8月21日,公安部利用“高分一號”衛星數據和高分專項先期攻關成果,在黑龍江、內蒙古、河北等地發現了多處罌粟種植區;在吉林、內蒙古等地發現了建國以來最大面積的大麻種植區;在中朝邊界、新疆發現數十條非法越境通道;在福建發現海上大型走私油庫等。據了解,這些成果為公安部有關部門執法提供了重要信息支撐。有關人士認為,“如果通過衛星發現大麻種植區,種植的也很有可能是這種工業大麻”。