淺析工業大麻育種中幾種雜交的操作方法

董曉慧，康媛

（黑龍江省農業科學院綏化分院，黑龍江綏化 152052）

工業大麻的栽培種植在世界上已經有8 000 多年歷史，大麻的栽培歷史悠久，曾經是人類重要的纖維、油料、食用作物之一[1]。有意識地對工業大麻品質進行選擇始于20 世紀初，從20 世紀50 年代開始前蘇聯、德國、意大利、匈牙利、法國等國家就先后開始了現代工業大麻的遺傳育種工作，我國的育種工作比較落后，在20 世紀50—60 年代較為重視，各地選育出了一些品種，如黑龍江的‘五常40’、‘東寧9’、‘勃利 153’、‘阿城 47’，內蒙古的‘豐鎮 169’等 ，70年代遼棉麻科研所通過配置親本組合進行雜交，通過幾代選擇及品系比較、區域性試驗及生產試驗得到了包括‘822’、‘812’、‘333’、‘112’等在內的多個品系，但是到20 世紀90 年代我國工業大麻育種幾近停滯。直到近年來伴隨著工業大麻產業的快速發展，我國也開始重新重視工業大麻的科研育種等工作。目前國內的主要育種技術手段包括系統育種、分子育種、誘變育種及雜交育種。通過常規育種中雜交育種手段選育出的品種，具有產量高、品質好、抗性強等優勢，且雜交種只限利用第1 代種子進行種植，可以為禁毒監管部門及品種知識產權保護提供可靠的保障。雜交育種中的雜交操作方法主要有空間隔離雜交、套帶隔離雜交、分支套袋隔離人工雜交3 種方法。

1 雜交育種

雜交育種是通過品種間雜交創造新變異而選育品種的方法。是目前國內外最普遍選用的育種方法。雜交育種親本選配是關鍵，直接關系到雜交后代能否出現好的變異，選出優異品種。選配親本一般有4點原則：一是親本優點多，具有突出的目標性狀，不良性狀少、容易控制；二是生態類型差異較大，親緣關系較遠；三是親本之一選用當地主推品種；四是根據育種目標及親本特點確定雜交方式，選擇單交或多交。雜交時注意花期調節及親本隔離?；ㄆ谡{節就是在花期不遇的親本間利用人工進行花期調節使其實現相遇。控制花期的方法主要有3 個，一是分期播種，將晚熟親本適時播種，早熟親本分期播種；二是短日照暗箱處理，對晚熟品種進行短日照處理促進其提早開花；三是將父本花粉提前收藏保存，待雌花開花后進行人工授粉。親本隔離是通過物理隔離保證親本純合不混雜。該研究以雌雄異株纖維用工業大麻品種慶大麻1 號為母本，同生育期雌雄異株地方品種F 為父本，對空間隔離雜交、套帶隔離雜交、分支套袋隔離人工雜交3 種雜交操作方法進行分析，找出其各自的優缺點，供育種工作者根據不同需求而選擇性使用。

1.1 空間隔離雜交法

利用屏障或者空間距離來防止所選擇的育種材料被未知的外來花粉污染，避免偏離育種目標，提高選擇育種的準確性和效率稱為空間隔離。在此基礎上進行雜交稱為空間隔離雜交法。將試驗用母本、父本在同一時期選擇空間隔離2 km 以上。母本現雄花時將雄株全部除掉，防止混雜。同時拔除雌株中的病株劣株，保留優秀母本植株；父本品種區只留下典型雄柱，其余拔掉。雌花開花后搜集父本花粉人工授粉，一般選擇上午 10：00—12：00 間取花粉，然后進行授粉雜交，晴天上午授粉效果好[2]?；蛘咴谕粎^將父本、母本同時種植，采取跟上一種相同的留株方式，開花時自由授粉，為了增加組合數，一般選擇建造雜交棚以防混雜。

1.2 套袋隔離雜交法

運用套袋技術隔離未知花粉，人工進行針對性授粉雜交的方法稱為套帶隔離雜交法。將父、母本品種相鄰或隔穴種植，開花時把雌雄2 株花序套在一個紙袋內，開花時搖動植株使其授粉，這種雜交操作也可稱扣交法。為提高有限空間內的配置組合數，重點關注開花時間，要提前將雌雄株進行套袋隔離?；蛘邔⑿壑昊ㄐ蜓厣也肯飨轮糜谒恐?，再用支架放在雌株附近后用紙袋將雌雄花序套在一起使其授粉，期間注意保證雄花的生物活性[3]。

1.3 分支套袋隔離雜交法

在套袋隔離雜交法基礎上，將父、母本順序種在雜交圃內，開花前對父、母本當選植株進行適當疏剪，而后分別套袋隔離再雜交稱為分支套袋隔離法。紙袋大小以26～38 cm 為宜，待雌株及雄株紙袋內花序已有部分開花時，摘下雄株上盛有花粉的紙袋（同時重新套上一個新袋子方便以后用于重復授粉使用）套在雌株花序上授粉，注意迅速換袋防止混雜。紙袋需在雌株上保留20 d 以上，期間進行復查，有授粉不良可以重復授粉。在自然條件下花粉的生活力可達14 d，貯藏花粉的最適宜條件是空氣干燥、低溫和完全黑暗。花粉貯藏在0℃～5℃的干燥器中可以保持38～48 d，雌株開花日數持續15～30 d，工業大麻的這一生理特性完全可以滿足這種雜交操作方法。

2 3 種雜交操作方法比較

通過對空間隔離雜交、套帶隔離雜交、分支套袋隔離人工雜交3 種雜交操作方法的試驗與分析，試驗中均能夠得到F1代雜交種，且種子質量能達到飽滿、大小均勻的狀態。對比幾種不同的操作方法，得出其不同的優缺點如下：

表1 3 種雜交操作方法優缺點對比分析

3 討論

工業大麻雜交育種，隔離方法非常重要，因為工業大麻是雌雄異株異花授粉作物，天然雜交率非常高，品種遺傳基礎復雜，雜交育種難度大。為了克服工業大麻植株的雜合狀態，利用雜種優勢的一個重要步驟就是人工控制授粉，進行雜交選育品種。一是根據選種目標，選定親本材料通過連續4-5 代近交，育成純合系，再利用純合系進行組配雜交，選擇優良后代。無論是利用雜種優勢育種還是雜交育種高代選擇都需要采用隔離授粉的方法。該研究中的3 種方法是最常用的，各自具有不同的優劣勢。自然環境下的雜交育種試驗，因耕地量有限，為了有更多的配置組合機會，一般選用分支套袋隔離人工雜交方法，操作簡便，節省土地資源，另外2 種操作方法育種工作者工作量稍大。在所需配置組合不多、條件允許的情況下可以考慮用雜交棚，一勞永逸，投入性大，但是利用時間長。