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工业大麻新品种【中汉麻2、3、4号】是如何选育成功的?
时间:2022-02-28      来源:麻类产业资讯      作者:新麻在线


原文标题:工业大麻新品种中汉麻2、3、4号选育报告


程超华1,粟建光1,谭昕2,戴志刚1,陈越2,唐蜻1,王卫2,施逢时2,胡岂瑄2,刘有贵2


(1.中国农业科学院麻类研究所,湖南长沙410205;2.云南素麻生物科技有限公司,云南昆明650200)


摘  要:中汉麻2、3、4号是云南素麻生物科技有限公司和中国农业科学院麻类研究所共同选育的低毒、高CBD工业大麻系列专用新品种。3个品种的大麻二酚(CBD)平均含量分别为3.22%、4.22%、4.29%,四氢大麻酚(THC)平均含量分别为0.18%、0.19%、0.17%,其中中汉麻3、4号为全雌品种,雌株率分别为97.1%和96.4%。多年多点区域试验,中汉麻2、3、4号的花叶平均产量分别为1723.5、1693.5、1627.5kg/hm2。3个品种均具有较好的白绢病抗性和抗旱性,生长期内未见明显叶斑病、灰霉病、白粉病、根腐病发生。3个品种于2020年10月10日通过云南省种子管理站组织专家进行品种鉴定。


关键词:工业大麻;品种;中汉麻2、3、4号


大麻是大麻科大麻属的一年生草本植物,起源于中亚、喜马拉雅山和西伯利亚中部以及高加索和里海南部。中国是大麻的主要生产国和重要的起源地之一。工业大麻为四氢大麻酚(THC)含量低于0.3%的大麻品种类型,其经济价值高,广泛用于纺织、大健康、食品、生物工程材料、造纸等。近年来,以花叶种植提取大麻二酚(CBD)等大麻素,已经逐渐成为工业大麻产业发展的一个新的重要方向[1-3],但推广种植品种CBD含量偏低一直是制约行业发展的主要瓶颈之一。2019年,中国农业科学院麻类研究所种质资源研究室选育的CBD含量3.19%的中汉麻1号在云南省通过品种鉴定,成为中国云南等南方地区首个CBD含量高于3%的药用工业大麻专用品种[4]。因此,继续培育CBD含量高且THC含量低于0.3%,花叶产量高、抗逆性好、抗病性强、适应性强的优良工业大麻新品种,可以丰富中国工业大麻品种类型,促进中国工业大麻产业健康良性发展,提高中国工业大麻产业的国际核心竞争力。


1选育程序


2014年从国家麻类种质资源中期库鉴定出优异大麻资源DMG230和DMG213,将之作为育种亲本,与栽培品种进行杂交。利用温室、海南三亚冬繁等条件,进行一年多代繁育。其中,DMG213作为亲本,具有总大麻素含量较高、生育期较长、分枝较多等特点,与云麻7号和中大麻3号分别杂交后,经多代单株混合选择,分别形成高代品系HMZY0233和HMZY0234;DMG230来源于中低纬度地区,株型紧凑,分枝较多,总大麻素含量较高,与云麻7号杂交后经多代混合选择和多代单株选择,形成优良高代品系HMZY0230。雌化种子的繁育方法参考文献[5]。


2018年,三个高代品系在湖南沅江进行品种(系)比较试验,2019~2020年进行多年多点区域试验,2020年进行生产示范,示范结果表明,该系列品系符合育种目标,2020年10月10日,在云南昆明通过云南省种子管理站组织专家进行品种鉴定,分别被命名为中汉麻2号、中汉麻3号和中汉麻4号。


本文涉及的材料均为雌雄异株,性状考察和株系选择主要针对雌株进行。



2试验结果


2.1品比试验结果


2018年,在湖南省沅江市中国农业科学院麻类研究所试验基地进行品比试验。试验采用随机区组设计,3次重复,试验小区面积66m2(6m×11m),采用穴盘育苗的方式育苗移栽,行株距1.1m×1.2m,种植密度7500株/hm2,对照品种为云南主栽品种云麻7号(下同)。


汉麻2、3、4号的花叶成熟期和全生育期均早于对照。株高分别为2.19、2.13、1.68m,均低于对照(2.67m)。中汉麻2、3、4号的花叶产量分别为1786.5、1767.0、1627.5kg/hm2,比对照品种云麻7号分别低183.0、202.5、342.0kg/hm2。中汉麻2、3、4号的CBD含量分别为3.27%、3.38%、4.19%,高于对照品种云麻7号(p<0.01,差异水平为极显著),分别达到2.84、2.94、3.64倍。中汉麻2、3、4号的THC含量均低于0.2%,符合国家规定的THC含量低于0.3%的标准范围,为低毒品种类型。中汉麻系列3个品种株型偏矮,茎粗和分枝长度适中,分枝节位低,有效分枝数多,CBD含量较高,THC含量低于0.3%,符合药用型工业大麻优良品种的要求。


2.2多年多点区域试验结果


试验采用随机区组设计,小区面积66m2(60m×1.1m),采用穴盘育苗的方式进行,行株距(1.1m×1.2m),种植密度约7500株/hm2。2019~2020年进行了多年多点区域试验,其中,2019年在云南昆明东川、普洱思茅和腾冲固安3点进行,2020年在云南昆明阳宗、普洱思茅、腾冲滇滩和文山薄竹4点进行。


结果表明,汉麻2号为中晚熟雌雄异株品种,其雄花周期18d,比对照品种短23d。雄株开花时间较集中,有利于田间集中去雄,减少了去雄时间,降低了劳动力成本。花叶产量为1723.5kg/hm2,CBD含量为3.26%,是对照品种的3.63倍。


中汉麻3号为全雌型品种,雌株比例达97.1%。花叶成熟期156d,比对照品种短18d,表现出较明显早熟。其花叶产量为1693.5kg/hm2,CBD含量为4.07%,是对照品种的4.52倍。全雌品种比常规品种减少了去雄成本,且没有去雄后植株分布不均的问题,提高了土地的利用效率和整体种植效益。


中汉麻4号为全雌型品种,雌株比例达96.4%。花叶成熟期144d,比对照品种短30d,表现出明显早熟。其花叶产量为1627.5kg/hm2,CBD含量为4.25%,是对照品种的4.72倍。除具有雌株比例高的优点外,明显早熟这一特性使其可适当延后播种,待南方雨季来临时播种,可提高种植效率。


注:雄花周期指第一株雄花现蕾至雄株全部被去除所需的时间周期;花叶成熟期指出苗至最佳花叶采收时的天数;全生育期为出苗至种子成熟的天数。


从多年多点试验花叶产量和CBD含量方差分析可以看出,中汉麻2号、3号和4号年份组间p-value>0.05,地点组间p-value>0.01,说明该三个品种年份、地点组间差异不显著,表明参试品种在不同年份和地点种植,花叶产量均较为稳定。CBD产量方差分析显示,中汉麻2号、3号和4号年份组间、地点组间p-value>0.05,说明该3个品种CBD含量年份、地点组间差异不显著,表明参试品种CBD含量较为稳定,受外界环境影响较小。


汉麻2号、3号和4号花叶产量均值分别为1723.65、1692.90、1626.90kg/hm2,与对照(1846.05kg/hm2)相比,中汉麻3号、中汉麻4号差异水平为极显著(p-value<0.001),说明对照品种的花叶产量明显高于中汉麻3号及中汉麻4号;中汉麻2号、3号和4号的CBD含量均值分别为3.26%、4.07%和4.26%,与对照(0.90%)差异极显著(p-value<0.001),表明中汉麻2号、中汉麻3号、中汉麻4号的CBD含量显著高于对照。


从上述分析可知,各品种的花叶产量、CBD和THC含量在不同年份、不同地点虽有所差异,但波动幅度较小,整体保持稳定。三个新品种(系)的花叶产量和CBD含量对其单位面积的CBD产出总体评价,其CBD产能均优于对照。


2.3生产试验结果


2020年在云南昆明梁王山进行,中汉麻2、3、4号表现生长整齐一致,综合经济性状良好。中汉麻2、3、4号花叶产量分别为1804.5、1854.0、1654.5kg/hm2,比对照品种分别低258.0、202.5、402.0kg/hm2;中汉麻2、3、4号CBD含量分别为3.34%、4.15%、4.27%,是对照(1.13%)的2.96、3.67、3.78倍;中汉麻2、3、4号与对照的THC含量均小于0.3%。由此数据可知,中汉麻2、3、4号是花叶产量较高、CBD含量高、THC达标的优良品种,适合在云南地区推广种植。


2019~2020年,委托云南佩林科技有限公司对中汉麻2号、3号和4号进行了白绢病抗性鉴定。委托云南农业大学水资源和节水灌溉重点实验室进行了抗旱性鉴定评价。


鉴定结果表明,中汉麻2号、3号和4号抗旱指数多年多点平均为0.97、0.95和0.92,抗旱水平评级均为中,与对照水平基本相当。中汉麻2号白绢病平均病株率为3.97%,平均病情指数为39.73,为中抗品种;中汉麻3号白绢病田间自然发病率为1.50%,平均病情指数14.98,为抗病品种;中汉麻4号白绢病平均发病率为2.37%,平均病情指数为23.73,为抗病品种;对照品种田间自然发病率为4.96%,平均病情指数为49.56,为中抗品种。中汉麻2号、3号和4号在品种对比试验、多年多点区域试验和生产示范试验期间,未见明显叶斑病、灰霉病、白粉病、根腐病发生。


3特征特性


综上所述,中汉麻2、3、4号品种的THC含量均符合国际及云南省地方标准《工业大麻品种类型》(DB53/T295.1-2009)THC<0.3%的规定,抗旱性和白绢病抗病性中度。各品种的主要特征特性如下:


中汉麻3号为全雌品系,雌株比例为97.1%,全生育期165~180d,属于中熟品种。植株生物学性状为平均株高2.32m,茎粗2.3~3.1cm,茎秆深绿色,雌花序长度20~25cm,种子宽卵圆形,灰褐色,千粒重18.7g,节间长度15.2cm,叶型狭长锯齿形。CBD含量4.04%~4.32%,平均含量4.22%,THC平均含量0.19%。


中汉麻4号为全雌品系,雌株比例为96.4%,全生育期155~165d,属于中熟品种。植株生物学性状为平均株高168.1cm,茎粗2.44cm,茎秆绿色,叶绿色,宽大锯齿形,叶柄浅紫色,雌花序长度25~35cm,种子宽卵圆形,灰褐色,千粒重13~18g,总节数20~27节,节间长度9.7cm。CBD含量4.01%~4.53%,平均含量4.29%,THC平均含量0.17%。


中汉麻2号为雌雄异株,雌雄比约为1∶1,全生育期170~180d,属于中晚熟品种。该品种茎秆绿色,叶绿色,宽大锯齿形,叶柄浅紫色,平均株高218.5cm,茎粗2.52cm,雌花序长度25~35cm,种子宽卵圆形,灰褐色,千粒重18~25g,总节数25~35节,节间长度16cm。CBD含量3.01%~3.44%,平均含量3.22%,THC平均含量0.18%。


4栽培技术要点


4.1选择地块


选择土壤肥沃、疏松、土层深厚且pH在5.8~6.5的通透性较好的壤土,忌盐渍土和排水不良的地块。


4.2适时育苗、移栽


4月中上旬即可进行育苗工作,育苗方式选择穴盘育苗或其他育苗方式进行,待苗生长高度达15cm,根系成团状时即可移栽。


4.3科学施肥


在整个生育期施1次底肥,苗高50~60cm时每穴施尿素15g;间隔20d左右进行第二次施肥,每穴施尿素30g;第三次施肥在去雄结束后进行,每穴施用氮磷钾比例为10∶30∶20的复合肥20g。


4.4田间管理


在苗期生长高度达40cm左右时间苗,除去过高株或弱株,使每个穴内留有2~3株苗,剩余的苗应保持相对整齐一致。病虫草害及时防治,采用打穴盖膜的方式可有效降低杂草对大麻生长的影响。在雄麻开花前及时砍掉雄麻,砍雄麻时应做到及时、干净、彻底。


4.5适时收获


中汉麻系列品种常为9月中下旬至10月中上旬收获。于雄株现蕾期至初花时进行雄株花叶收获,至雌株盛花(蕊)期进行雌株收获,并对花叶及时晾晒,置阴凉、通风、干燥处保存。


4.6室内种植


中汉麻系列品种可在室内或温室种植,除进行常规栽培管理措施外,还应注意种植环境的通风、透气性。种植过程宜做好去雄工作,在有效隔绝花粉的条件下,CBD和THC含量均可比田间种植提高,同时THC含量在合规范围(<0.3%)。


5保持品种种性和种子生产的技术要点


汉麻3、4号的保种与常规雌雄异株工业大麻品种相同,其全雌种子的生产方法为:种植中汉麻3、4号常规品种,在现蕾期拔除所有雄株,并对部分雌株进行化学试剂喷施处理,诱导其产生雄花并产生可育花粉,这种花粉与正常雌株授精后得到的种子即为中汉麻3、4号全雌种子,喷施用的化学试剂配方及处理方法参见文献[5]。


6适宜区域


中汉麻系列品种是以高CBD含量为主的药用型专用品种,该品种适宜在中国云南、湖南等中低纬度地区种植。


7讨论


在THC含量低于0.3%的前提下,CBD含量较高、花叶产量高、抗逆性好、抗病性强、适应性强的优良工业大麻新品种,是中国药用工业大麻品种的培育方向。将优良品种进行雌化繁育,可节约去雄成本,且没有去雄后植株分布不均的问题,提高了土地的利用效率和整体种植效益。因此,中汉麻2、3、4号的选育及雌化培育,丰富了中国工业大麻品种类型,对促进中国工业大麻产业健康良性发展具有积极意义。


参考文献


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文章摘自:程超华,粟建光,谭昕,戴志刚,陈越,唐蜻,王卫,施逢时,胡岂瑄,刘有贵.工业大麻新品种中汉麻2、3、4号选育报告[J].中国麻业科学,2021,43(06):281-286.


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