工業(yè)大麻種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀初步評價

王慶峰 張雪 李慶鵬

摘 要：為找到適宜于吉林省種植的籽用型工業(yè)大麻品種，以22份工業(yè)大麻種質(zhì)資源為試材，進行初步評價與鑒定。本研究采用田間觀察與數(shù)據(jù)相關性分析等方法，研究了供試材料的農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量性狀。結果表明：小區(qū)籽粒產(chǎn)量與株高、莖粗、分支數(shù)、分支習性存在正相關關系，隨著株高、莖粗、分枝數(shù)、分支習性的增加，小區(qū)籽粒產(chǎn)量越高;小區(qū)籽粒產(chǎn)量與葉長、葉寬存在負相關關系。得出結論，JM0002、JM0008、JM0015、JM0019因其種子成熟期早、收獲早、籽粒產(chǎn)量較高作為籽用型工業(yè)大麻品種適宜在吉林省種植。

關鍵詞：工業(yè)大麻;種質(zhì)資源;評價

中圖分類號：S563.3 ? ? ? 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200530009

工業(yè)大麻（Cannabis sativa L.）是大麻科（Cannabinaceae）大麻屬（Cannabis）的一年生植物，又名漢麻、火麻[1]，工業(yè)大麻是指四氫大麻酚（THC）含量低于0.3%的大麻品種。大麻籽油由于含有均衡的ω-3和ω-6不飽和脂肪酸多在食品、化妝品和藥品中應用[2-4]。大麻纖維和稈芯是建筑材料、特供軍需品、嬰兒內(nèi)衣、紡織品等方面的優(yōu)良原材料，大麻纖維具有防輻射、抗菌、彈性好等優(yōu)點，市場前景廣闊、經(jīng)濟效益巨大[5-7]。

大麻的種植起源于中亞，大約在公元前2000—1000年前后進入東亞、南亞和歐洲，進而貫穿非洲和美洲大陸。各國的文化差異和生產(chǎn)技術水平?jīng)Q定了其對大麻的不同種植方法和使用目的。歐洲、北亞和東亞地區(qū)主要利用大麻的纖維和可食用的種子;非洲、中東、南亞和東南亞地區(qū)則主要是將其作為一種影響精神的藥物，其次是利用纖維和可食用的種子;歐洲和東亞最先應用纖維，南亞最先應用藥物，并在公元100年左右傳播到東南亞、南非和東非。中國是工業(yè)大麻的重要起源中心之一，工業(yè)大麻也是中國最早種植作物之一[8]。隨著工業(yè)大麻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)多家科研機構針對當?shù)丨h(huán)境和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求培育出許多工業(yè)大麻品種。如，云南省農(nóng)業(yè)科學院的云麻系列品種;黑龍江省科學院培育出漢麻系列品種;黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院的慶大麻和龍大麻系列品種;山西省農(nóng)業(yè)科學院的汾麻系列品種;中國農(nóng)業(yè)科學院麻類研究所培育的中大麻系列品種等[9]。我國麻類遺傳資源主要有種質(zhì)庫和資源圃2種保存形式，且主要整理編入《中國主要麻類作物品種資源目錄》中[10]。工業(yè)大麻新品種培育向著低THC、抗性強、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的方向發(fā)展，資源基礎的數(shù)量和純度就顯得尤為重要，種質(zhì)資源的保存方法和評價方法可以很好地幫助科研工作者找到適宜于當?shù)胤N植的工業(yè)大麻品種（系）。本試驗通過廣泛收集工業(yè)大麻品種，并對收集的到工業(yè)大麻種質(zhì)資源進行保存和表現(xiàn)型的分析及相關性的分析，旨在為工業(yè)大麻低THC、籽粒產(chǎn)量高、抗性好的新品種選育提供有利條件。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在吉林省農(nóng)業(yè)科學院范家屯鎮(zhèn)試驗基地進行，位于N43°43′21″，E125°5′28″。

1.2 試驗材料

供試材料為吉林省農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟植物研究所在2013—2017年搜集的22份工業(yè)大麻品種，包含國內(nèi)外工業(yè)大麻品種，由于其中存在沒有名字的品種，所以把各品種進行重新編碼在自然開花結果條件下對農(nóng)藝性狀進行鑒定。所有品種都是大麻科大麻屬。

1.3 試驗方法

前茬為大豆，直播，株距80cm，試驗采用隨機區(qū)組設計，小區(qū)寬2.6m（4壟，壟寬65cm），長2m，3次重復，小區(qū)面積為5.2m2。施基肥（復合肥），正常田間管理，苗期及時除草，防止病蟲害（主要為立枯病和跳鉀）的發(fā)生。

試驗測定項目：參考粟建光[11]等編寫的《大麻種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》。

播種期：播種日期。

出苗期：50%幼苗子葉展平的日期。

收獲期：田間收獲工業(yè)大麻的日期。

工藝成熟期：50%～75%雄株已過花期，花粉大量散落，雌株開始結實，莖上部葉片黃綠色，下部1/3葉片凋落的日期。

種子成熟期：50%～75%雌株大部分葉片凋落卷縮，花序中部的苞片呈褐色枯干的日期。

葉色、葉長、葉寬、分支習性、株高、莖粗、小區(qū)籽粒產(chǎn)量均采用觀察、卷尺和稱稱重。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2007進行數(shù)據(jù)整理。利用SPSS Statistics 17.0統(tǒng)計軟件對工業(yè)大麻品種進行相關性分析。

2 結果與分析

2.1 工業(yè)大麻農(nóng)藝性狀的初步評價

由表2可知，22份種質(zhì)資源中JM0008分支習性最弱，JM0002、JM0004、JM0006、JM0011、JM0012、JM0015、JM0018、JM0019、JM0021、JM0022分支習性強;JM0002和JM0005在10月1日收獲，其它品種都在10月10日收獲;工藝成熟期在8月上旬的為JM0001、JM0003、JM0004、JM0006、JM0008、JM0011、JM0013、JM0020～JM0022，其它品種工藝成熟期在8月中旬;種子成熟期在9月上旬或更早的為JM0003和JM0012，種子成熟期在9月中旬的為JM0002、JM0004、JM0005、JM0007、JM0010、JM0011、JM0013～JM0016、JM0018～JM0022，其它品種的種子成熟期在9月下旬。小區(qū)籽粒產(chǎn)量范圍為0.57～2.38kg，小區(qū)籽粒產(chǎn)量最少的為JM0010，小區(qū)籽粒產(chǎn)量最多的為JM0008。

2.2 工業(yè)大麻產(chǎn)量性狀的相關性分析

通過6個農(nóng)藝性狀分別與小區(qū)籽粒產(chǎn)量的相關性進行分析，得到圖表如下所示。由圖1表明，分支習性與小區(qū)籽粒產(chǎn)量存在正相關關系，分生側枝的能力越強，小區(qū)籽粒產(chǎn)量越高。如圖2所示，分枝數(shù)與小區(qū)籽粒產(chǎn)量存在正相關，分枝數(shù)越多，小區(qū)籽粒產(chǎn)量越高。

由圖3可知，葉長與小區(qū)籽粒產(chǎn)量存負相關關系，葉長越長小區(qū)籽粒產(chǎn)量越低。圖4所示，葉寬與小區(qū)籽粒產(chǎn)量存在負相關關系，小區(qū)籽粒產(chǎn)量隨著葉寬的增加而減少。

如圖5所示，株高與小區(qū)籽粒產(chǎn)量呈正相關關系，工業(yè)大麻的株高越高，小區(qū)籽粒產(chǎn)量越高。由圖6可知，莖粗與小區(qū)籽粒產(chǎn)量存在正相關關系，工業(yè)大麻植株越粗，小區(qū)籽粒產(chǎn)量越高。

試驗對7個農(nóng)藝性狀之間的相關性進行分析，相關系數(shù)如表3所示。結果表明：小區(qū)籽粒產(chǎn)量與6個農(nóng)藝性狀相關系數(shù)排序為株高>分支習性>莖粗>分枝數(shù)>葉長>葉寬。小區(qū)籽粒產(chǎn)量與分支習性、分枝數(shù)、株高、莖粗有正相關關系，與葉長、葉寬有負相關關系。葉寬與葉長、株高、莖粗有顯著正相關關系，葉長與葉寬、株高、莖粗有顯著正相關關系。分支習性與葉長、葉寬、株高、莖粗存在負相關關系。分枝數(shù)與莖粗存在負相關關系。

3 結論與討論

3.1 結論

通過田間觀察和農(nóng)藝性狀分析，小區(qū)籽粒產(chǎn)量的排序為JM0008>JM0002>JM0015>JM0019>JM0018>JM0021>JM0013>JM0022>JM0020>JM0001>JM0011>JM0003>JM0006>JM0014>JM0012>JM0004>JM0016>JM0009>JM0005>JM0017>JM0007>JM0010。JM0002、JM0008、JM0015、JM0019因其種子成熟期早、收獲早、籽粒產(chǎn)量較高作為籽用型工業(yè)大麻品種適宜在吉林省種植。

小區(qū)籽粒產(chǎn)量分別與株高、莖粗等6個農(nóng)藝性狀進行相關性分析比較，分支習性、分枝數(shù)、株高、莖粗與小區(qū)籽粒產(chǎn)量呈正相關關系，葉長、葉寬與小區(qū)籽粒產(chǎn)量存在負相關關系。分支習性、分枝數(shù)、葉長、葉寬、株高、莖粗、小區(qū)產(chǎn)量兩兩相互進行相關性分析，小區(qū)籽粒產(chǎn)量與6個農(nóng)藝性狀相關系數(shù)排序為株高>分支習性>莖粗>分枝數(shù)>葉長>葉寬。結果表明，小區(qū)籽粒產(chǎn)量與株高、莖粗、分支數(shù)、分支習性存在正相關關系，隨著株高、莖粗、分枝數(shù)、分支習性的增加，小區(qū)籽粒產(chǎn)量越高。

3.2 討論

工業(yè)大麻因其在醫(yī)藥、食品、保健品、紡織等領域的廣泛用途而被世界關注[12]，工業(yè)大麻種質(zhì)資源的收集、保存和評價自然而然成為新品種選育或培育的重要物質(zhì)基礎。國際上研究工業(yè)大麻比較早的國家已經(jīng)擁有甚至培育出較多工業(yè)大麻品種，如以色列、荷蘭、俄羅斯、烏克蘭等，近幾年越來越多的國家加入到種質(zhì)資源收集、保存和新品種培育的隊伍里，這使工業(yè)大麻的種質(zhì)資源更加的豐富，也使工業(yè)大麻種子市場更加混亂。同名異物、同物異名的現(xiàn)象在國內(nèi)已有顯現(xiàn)。工業(yè)大麻因其品種在培育過程中極易接受外來花粉，所以品種內(nèi)易混雜、純度低，嚴重影響工業(yè)大麻種子質(zhì)量和新品種培育[13]。湯志成[14]對12份野生大麻種質(zhì)和4個栽培品種進行遺傳多態(tài)性的研究，通過分析其表現(xiàn)型和RAPD標記位點的多態(tài)性，結果表明，野生大麻表現(xiàn)型變異非常豐富，14條RAPD引物共擴增出106條譜帶，其中79條為多態(tài)性譜帶，多態(tài)性比率為74.52%，表明品種間差異較大。房郁妍[15]等人對13份工業(yè)大麻種質(zhì)資源對農(nóng)藝形態(tài)性狀進行聚類分析、相關性及主成分分析，結果表明，供試材料在6.8～15.1的歐氏距離區(qū)間分成3個類群，相關性分析表明，莖橫切面與雄花色，株高與莖粗呈顯著正相關;主成分分析表明，葉片外形性狀、大麻株莖性狀、葉數(shù)及單葉小葉數(shù)性狀是影響大麻分類的幾個主要指標。本試驗初步對22份收集到的工業(yè)大麻種質(zhì)的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)型進行相關性分析，可為以后的工業(yè)大麻新品種培育提供夯實物質(zhì)基礎。

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（責任編輯 李媛媛）