浅析工业大麻育种中几种杂交的操作方法

董晓慧，康媛

（黑龙江省农业科学院绥化分院，黑龙江绥化 152052）

工业大麻的栽培种植在世界上已经有8 000 多年历史，大麻的栽培历史悠久，曾经是人类重要的纤维、油料、食用作物之一[1]。有意识地对工业大麻品质进行选择始于20 世纪初，从20 世纪50 年代开始前苏联、德国、意大利、匈牙利、法国等国家就先后开始了现代工业大麻的遗传育种工作，我国的育种工作比较落后，在20 世纪50—60 年代较为重视，各地选育出了一些品种，如黑龙江的‘五常40’、‘东宁9’、‘勃利 153’、‘阿城 47’，内蒙古的‘丰镇 169’等 ，70年代辽棉麻科研所通过配置亲本组合进行杂交，通过几代选择及品系比较、区域性试验及生产试验得到了包括‘822’、‘812’、‘333’、‘112’等在内的多个品系，但是到20 世纪90 年代我国工业大麻育种几近停滞。直到近年来伴随着工业大麻产业的快速发展，我国也开始重新重视工业大麻的科研育种等工作。目前国内的主要育种技术手段包括系统育种、分子育种、诱变育种及杂交育种。通过常规育种中杂交育种手段选育出的品种，具有产量高、品质好、抗性强等优势，且杂交种只限利用第1 代种子进行种植，可以为禁毒监管部门及品种知识产权保护提供可靠的保障。杂交育种中的杂交操作方法主要有空间隔离杂交、套带隔离杂交、分支套袋隔离人工杂交3 种方法。

1 杂交育种

杂交育种是通过品种间杂交创造新变异而选育品种的方法。是目前国内外最普遍选用的育种方法。杂交育种亲本选配是关键，直接关系到杂交后代能否出现好的变异，选出优异品种。选配亲本一般有4点原则：一是亲本优点多，具有突出的目标性状，不良性状少、容易控制；二是生态类型差异较大，亲缘关系较远；三是亲本之一选用当地主推品种；四是根据育种目标及亲本特点确定杂交方式，选择单交或多交。杂交时注意花期调节及亲本隔离。花期调节就是在花期不遇的亲本间利用人工进行花期调节使其实现相遇。控制花期的方法主要有3 个，一是分期播种，将晚熟亲本适时播种，早熟亲本分期播种；二是短日照暗箱处理，对晚熟品种进行短日照处理促进其提早开花；三是将父本花粉提前收藏保存，待雌花开花后进行人工授粉。亲本隔离是通过物理隔离保证亲本纯合不混杂。该研究以雌雄异株纤维用工业大麻品种庆大麻1 号为母本，同生育期雌雄异株地方品种F 为父本，对空间隔离杂交、套带隔离杂交、分支套袋隔离人工杂交3 种杂交操作方法进行分析，找出其各自的优缺点，供育种工作者根据不同需求而选择性使用。

1.1 空间隔离杂交法

利用屏障或者空间距离来防止所选择的育种材料被未知的外来花粉污染，避免偏离育种目标，提高选择育种的准确性和效率称为空间隔离。在此基础上进行杂交称为空间隔离杂交法。将试验用母本、父本在同一时期选择空间隔离2 km 以上。母本现雄花时将雄株全部除掉，防止混杂。同时拔除雌株中的病株劣株，保留优秀母本植株；父本品种区只留下典型雄柱，其余拔掉。雌花开花后搜集父本花粉人工授粉，一般选择上午 10：00—12：00 间取花粉，然后进行授粉杂交，晴天上午授粉效果好[2]。或者在同一区将父本、母本同时种植，采取跟上一种相同的留株方式，开花时自由授粉，为了增加组合数，一般选择建造杂交棚以防混杂。

1.2 套袋隔离杂交法

运用套袋技术隔离未知花粉，人工进行针对性授粉杂交的方法称为套带隔离杂交法。将父、母本品种相邻或隔穴种植，开花时把雌雄2 株花序套在一个纸袋内，开花时摇动植株使其授粉，这种杂交操作也可称扣交法。为提高有限空间内的配置组合数，重点关注开花时间，要提前将雌雄株进行套袋隔离。或者将雄株花序沿梢部削下置于水瓶中，再用支架放在雌株附近后用纸袋将雌雄花序套在一起使其授粉，期间注意保证雄花的生物活性[3]。

1.3 分支套袋隔离杂交法

在套袋隔离杂交法基础上，将父、母本顺序种在杂交圃内，开花前对父、母本当选植株进行适当疏剪，而后分别套袋隔离再杂交称为分支套袋隔离法。纸袋大小以26～38 cm 为宜，待雌株及雄株纸袋内花序已有部分开花时，摘下雄株上盛有花粉的纸袋（同时重新套上一个新袋子方便以后用于重复授粉使用）套在雌株花序上授粉，注意迅速换袋防止混杂。纸袋需在雌株上保留20 d 以上，期间进行复查，有授粉不良可以重复授粉。在自然条件下花粉的生活力可达14 d，贮藏花粉的最适宜条件是空气干燥、低温和完全黑暗。花粉贮藏在0℃～5℃的干燥器中可以保持38～48 d，雌株开花日数持续15～30 d，工业大麻的这一生理特性完全可以满足这种杂交操作方法。

2 3 种杂交操作方法比较

通过对空间隔离杂交、套带隔离杂交、分支套袋隔离人工杂交3 种杂交操作方法的试验与分析，试验中均能够得到F1代杂交种，且种子质量能达到饱满、大小均匀的状态。对比几种不同的操作方法，得出其不同的优缺点如下：

表1 3 种杂交操作方法优缺点对比分析

3 讨论

工业大麻杂交育种，隔离方法非常重要，因为工业大麻是雌雄异株异花授粉作物，天然杂交率非常高，品种遗传基础复杂，杂交育种难度大。为了克服工业大麻植株的杂合状态，利用杂种优势的一个重要步骤就是人工控制授粉，进行杂交选育品种。一是根据选种目标，选定亲本材料通过连续4-5 代近交，育成纯合系，再利用纯合系进行组配杂交，选择优良后代。无论是利用杂种优势育种还是杂交育种高代选择都需要采用隔离授粉的方法。该研究中的3 种方法是最常用的，各自具有不同的优劣势。自然环境下的杂交育种试验，因耕地量有限，为了有更多的配置组合机会，一般选用分支套袋隔离人工杂交方法，操作简便，节省土地资源，另外2 种操作方法育种工作者工作量稍大。在所需配置组合不多、条件允许的情况下可以考虑用杂交棚，一劳永逸，投入性大，但是利用时间长。