CN109122306A - 一种获得高大麻二酚含量工业大麻植株的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种获得高大麻二酚含量工业大麻植株的方法，属于细胞生物学技术领域，该方法的步骤包括：当工业大麻实生苗植株初长到拔节期或灌浆期时，在植株茎尖上包裹或放置棉团，然后用甲基磺酸乙酯溶液滴于植株茎尖的棉团上，进行诱变反应；移去棉团，用NaS2O3溶液涂抹茎尖终止诱变反应，再用流水冲洗，作成长高度标记；待工业大麻植株从标记的部位向上长到获得生长高度时，取插穗进行扦插，待插穗生根后移栽，并按常规栽培管理；经甲基磺酸乙酯处理后成活的突变植株，对其进行性状稳定性验证后，从中筛选出大麻二酚CBD含量高的突变植株。此方法比杂交育种或物理诱变育种方法简单、育种周期短，快速获得高CBD含量的工业大麻植株。

Description

一种获得高大麻二酚含量工业大麻植株的方法
技术领域
本发明涉及细胞生物学技术领域，具体地说是一种获得高大麻二酚含量工业大麻植株的方法。
背景技术
工业大麻(Stevia rebaudiana Bertoni)为大麻科大麻属一年生雌雄异株的草本植物，广泛分布于世界各地。世界上大麻属植物主要有野生大麻(Cannabis ruderalisJanisch)、印度大麻(Cannabis indica Lam)和栽培大麻(Cannabis sativaL)3个种，在长期的生物进化过程中又产生了许多大麻变种和亚种。由于大麻中含有一种致幻成瘾的次生代谢产物—四氢大麻酚(tetrahydrocannabinol，THC)，因而成为公众熟知的毒品原植物之一。为了方便监管和合理使用，国际上将大麻中THC含量<0.3％的大麻品种定义不具备毒品利用价值的工业大麻。目前世界上种植工业大麻的国家已达27个，培育出的符合THC含量<0.3％的工业大麻品种26个。工业大麻植株高大，枝杈少，纤维含量高，其经济价值涉及造纸、纺织、建材、食品、医药等多个方面。
已有研究表明，工业大麻中非成瘾性成分大麻二酚(cannabidiol，CBD)具有抗炎、杀菌、镇痛、抗焦虑、抗精神病、抗氧化、改善学习记忆、神经保护和减少肠蠕动等作用，可用于治疗多发性动脉硬化与帕金森病、预防心肌梗死、阻断乳腺癌转移、抑制神经胶质瘤细胞转移和抑制性激素分泌等，也可用于治疗青光眼、截瘫与多发性硬化症病人的痉挛状态及运动障碍、癌痛、神经痛、偏头痛、癫痫等作用。因此，大力开发和利用工业大麻是一项利国利民和保护自然生态环境的绿色工程，其多样化制品具有广阔的国际市场。
目前，许多国家通过品种选育与改良、杂交与基因工程育种手段，已经选育出了很多优良工业大麻的新品种。我国也对工业大麻的种植和育种方面进行了不断的探索。如云南省农业科学院率先选育出云麻1号、云麻2号、云麻3号、云麻4号、云麻5号、云麻6号、云麻7号等多个云麻系列的工业大麻品种，这些品种在国内已有推广种植，如在内蒙古、黑龙江、安徽等地都有栽培应用。但是，目前栽培面积较多的云麻系列品种，其叶中CBD含量较低，大约在0.7％，培育CBD含量高的工业大麻新品种，对于我国工业大麻可持续发展具有重要意义。
发明内容
本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种获得高大麻二酚含量工业大麻植株的方法。
甲基磺酸乙酯是烷化剂的一种，可以通过与核苷酸中的磷酸、嘌呤和嘧啶等分子直接反应来诱发突变。甲基磺酸乙酯诱变产生点突变的频率较高，而染色体畸变相对较少，可以对植物的某一种特殊性状进行改良。与其它诱变剂相比，甲基磺酸乙酯诱变后产生的显性突变体相对较多，因而易于进行突变体筛选。另外，利用甲基磺酸乙酯诱变，还有突变效率高、范围大，专一性强，诱变后代稳定快、育种年限短等优点。
因此，我们利用甲基磺酸乙酯处理工业大麻植株顶端生长点，并使其发生基因突变，从中筛选突变株系，并检测CBD含量，从而筛选出CBD含量高的工业大麻突变体的植株，旨在为工业大麻产业可持续发展提供优良种质资源。
本发明的技术方案是按以下方式实现的，本发明的一种获得高大麻二酚含量工业大麻植株的方法，该方法的步骤包括：当工业大麻实生苗植株初长到拔节期或灌浆期时，在植株茎尖上包裹或放置棉团，然后用甲基磺酸乙酯溶液滴于植株茎尖的棉团上，进行诱变反应；
通过甲基磺酸乙酯溶液处理后在植株茎尖移去棉团，用NaS2O3溶液涂抹茎尖终止诱变反应，再用流水冲洗，作成长高度标记；
待工业大麻植株从标记的部位向上长到获得生长高度时，取插穗进行扦插，待插穗生根后移栽，并按常规栽培管理；
经甲基磺酸乙酯处理后成活的突变植株，对其进行性状稳定性验证后，每个植株分别取叶片后，采用无水甲醇法提取大麻二酚，并利用高效液相色谱仪进行大麻二酚含量检测，从中筛选出大麻二酚CBD含量高的突变植株。
当工业大麻实生苗植株初长到株高为10cm时，进行植株茎尖的诱变反应。
甲基磺酸乙酯溶液在植株茎尖的棉团上的滴入剂量以棉团饱和吸收为度。
甲基磺酸乙酯溶液的质量浓度为0.2％。
诱变反应的甲基磺酸乙酯溶液的诱变处理时间为24h。
NaS2O3溶液的质量浓度为10％。
待工业大麻植株从标记的部位向上长到获得10cm生长高度时，取插穗进行扦插。
常规栽培管理即非人工诱变处理的自然生长栽培管理。
一种获得高大麻二酚含量工业大麻植株的方法，该方法的优选步骤是：当工业大麻实生苗植株的株高8～12cm时，在植株茎尖上包裹棉团，然后用0.2％w/w甲基磺酸乙酯溶液滴于植株茎尖的棉团上进行诱变反应，24h后移去棉团，用10％w/w NaS2O3溶液涂抹茎尖终止诱变反应，再用流水冲洗；作成长高度标记；待植株从标记的部位向上长8～12cm时，取插穗进行扦插，待插穗生根后移栽并按常规栽培管理；经甲基磺酸乙酯处理后成活的植株，对其进行稳定性验证后，每个植株分别取叶片后，采用无水甲醇法提取CBD含量，并利用高效液相色谱仪进行CBD含量检测，从中筛选出大麻二酚CBD含量高的突变植株。
甲基磺酸乙酯作为诱变剂在获得高产大麻二酚含量工业大麻植株中的应用。
本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：
本发明的一种获得高大麻二酚含量工业大麻植株的方法无需转基因程序，具有缩短高CBD含量的工业大麻新品种培育周期的特点，从而可以快速、高效为工业大麻产业提供高CBD含量的新品种，可以为工业大麻产业可持续发展提供品种资源保障。
本发明的一种获得高大麻二酚含量工业大麻植株的方法具有诱变植株后代稳定快、育种年限短，快速获得高CBD含量的工业大麻植株等优点。与对照品种中CBD含量0.7％相比，增加到1.2％之多。
此方法比杂交育种或物理诱变育种方法简单、育种周期短，快速获得高CBD含量的工业大麻植株。
本发明具有简单、快速获得高CBD含量的工业大麻植株的特性。
该一种获得高大麻二酚含量工业大麻植株的方法工艺设计合理、安全可靠、方便操作，具有良好的推广使用价值。
附图说明
图1为工业大麻品种‘云麻7号’植株；
图2为对照品种‘云麻7号’的CBD高效液相色谱图；
图3为甲基磺酸乙酯诱导后获得突变植株的CBD高效液相色谱图；
图4为CBD标准品高效液相色谱图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种获得高大麻二酚含量工业大麻植株的方法作以下详细说明。
如附图所示，本发明的一种获得高大麻二酚含量工业大麻植株的方法，
利用国内优良工业大麻品种，通过高效液相色谱仪检测后，选取了CBD含量较高的工业大麻品种云麻7号作为甲基磺酸乙酯溶液诱变的亲本植株，利用甲基磺酸乙酯诱变剂处理方法，获得高CBD含量工业大麻植株，其方法具体如下：
(1)当工业大麻实生苗植株的株高约10cm时，在植株茎尖上放置大豆粒大小的棉团，然后用0.2％w/w甲基磺酸乙酯溶液滴于植株茎尖的棉团上，以不滴落为度。进行诱变反应.
(2)甲基磺酸乙酯溶液处理24h后移去棉团，用10％w/w NaS2O3溶液涂抹茎尖终止诱变反应，再用流水冲洗。用红色油性笔留下标记。
(3)待工业大麻植株从标记的部位向上长约10cm时，取插穗进行扦插，待插穗生根后移栽并按常规栽培管理。
(4)经甲基磺酸乙酯处理后成活的突变植株，对其进行性状稳定性验证后，每个植株分别取叶片后，采用无水甲醇法提取CBD含量，并利用高效液相色谱仪进行CBD含量检测。从中筛选出CBD含量高的突变植株。
此方法比杂交育种或物理诱变育种方法简单、育种周期短，快速获得高CBD含量的工业大麻植株。

Claims (10)

1.一种获得高大麻二酚含量工业大麻植株的方法，其特征在于该方法的步骤包括：当工业大麻实生苗植株初长到拔节期或灌浆期时，在植株茎尖上包裹或放置棉团，然后用甲基磺酸乙酯溶液滴于植株茎尖的棉团上，进行诱变反应；
通过甲基磺酸乙酯溶液处理后在植株茎尖移去棉团，用NaS2O3溶液涂抹茎尖终止诱变反应，再用流水冲洗，作成长高度标记；
待工业大麻植株从标记的部位向上长到获得生长高度时，取插穗进行扦插，待插穗生根后移栽，并按常规栽培管理；
经甲基磺酸乙酯处理后成活的突变植株，对其进行性状稳定性验证后，每个植株分别取叶片后，采用无水甲醇法提取大麻二酚，并利用高效液相色谱仪进行大麻二酚含量检测，从中筛选出大麻二酚CBD含量高的突变植株。
2.根据权利要求1所述的一种获得高大麻二酚含量工业大麻植株的方法，其特征在于：当工业大麻实生苗植株初长到株高为10cm时，进行植株茎尖的诱变反应。
3.根据权利要求1所述的一种获得高大麻二酚含量工业大麻植株的方法，其特征在于：甲基磺酸乙酯溶液在植株茎尖的棉团上的滴入剂量以棉团饱和吸收为度。
4.根据权利要求1所述的一种获得高大麻二酚含量工业大麻植株的方法，其特征在于：甲基磺酸乙酯溶液的质量浓度为0.2％。
5.根据权利要求1所述的一种获得高大麻二酚含量工业大麻植株的方法，其特征在于：诱变反应的甲基磺酸乙酯溶液的诱变处理时间为24h。
6.根据权利要求1所述的一种获得高大麻二酚含量工业大麻植株的方法，其特征在于：NaS2O3溶液的质量浓度为10％。
7.根据权利要求1所述的一种获得高大麻二酚含量工业大麻植株的方法，其特征在于：待工业大麻植株从标记的部位向上长到获得10cm生长高度时，取插穗进行扦插。
8.根据权利要求1所述的一种获得高大麻二酚含量工业大麻植株的方法，其特征在于：常规栽培管理即非人工诱变处理的自然生长栽培管理。
9.根据权利要求1所述的一种获得高大麻二酚含量工业大麻植株的方法，其特征在于该方法的步骤包括：当工业大麻实生苗植株的株高8～12cm时，在植株茎尖上包裹棉团，然后用0.2％w/w甲基磺酸乙酯溶液滴于植株茎尖的棉团上进行诱变反应，24h后移去棉团，用10％w/w NaS2O3溶液涂抹茎尖终止诱变反应，再用流水冲洗；作成长高度标记；待植株从标记的部位向上长8～12cm时，取插穗进行扦插，待插穗生根后移栽并按常规栽培管理；经甲基磺酸乙酯处理后成活的植株，对其进行稳定性验证后，每个植株分别取叶片后，采用无水甲醇法提取CBD含量，并利用高效液相色谱仪进行CBD含量检测，从中筛选出大麻二酚CBD含量高的突变植株。
10.甲基磺酸乙酯作为诱变剂在获得高产大麻二酚含量工业大麻植株中的应用。
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