浅析黑龙江省药用大麻品种选育策略

随着对大麻二酚研究的深入以及对其药理作用的挖掘,药用大麻已经成为一个全球性的研究热点。分析了黑龙江省药用大麻的现状,提出药用大麻的育种策略,以期为加快黑龙江省药用大麻品种选育提供理论依据。

药用大麻的收获技术

在我国种植的大麻是四氢大麻酚含量低于0.3%的大麻,主要有纤维用大麻、籽粒用大麻、纤维籽粒两用大麻及药用(医用)大麻。药用大麻主要是提取CBD(大麻二酚),CBD医疗价值很高,具有抗痉挛、抗焦虑、消炎、镇痛等药理作用,欧美国家已经有相当多数量的CBD药品、保健品、化妆品在市场销售。随着我国放开工业大麻种植和花叶提取的政策实施,种植业结构调整因素,大麻有利于农作物的品种轮作倒茬,具有良好的土壤修复作用,成为中低产田和盐渍土地改良首选作物。汉麻的亩收益较高,尤其是药用大麻的效益远高于纤维用麻,药用大麻主要是收集汉麻叶、汉麻花穗来提取CBD,而收获的方式较多,需要依据种植方式不同和根茎的直径不同,而采用不同的收获方法,给设备的研制带来很多不确定因素。

药用大麻在健康产业的应用价值及浙江发展对策

药用大麻中的大麻二酚在现代健康产业中具有广泛的应用价值,但大麻在我国仍是毒品管制植物。目前,全球范围内,美国、加拿大等51个国家和地区医药行业的大麻应用已实现合法化。我国云南、黑龙江、吉林等省也正在稳步推进药用大麻产业。结合省情,从栽培历史与自然环境、治安环境、经济资本、市场需求、政策支撑等方面,对在浙江发展药用大麻产业的可行性进行理论探讨;并就药用大麻产业发展,提出由政府主导建立检验检测标准体系、由公安部门主导完善监管体系、由立法部门完善政策法规、科研先行的对策前瞻。

药用大麻种植及新品种育种研究

近年来,工业大麻是国内外研究热点,尤其是药用工业大麻研究方兴未艾。大麻植物中含一百多种大麻素,其中大麻二酚(CBD),不具有成瘾性并且具有极高的药用价值,可以作为重要的药基原料。由于工业大为麻雌雄异株,为育种工作造成了一定困难,由于高CBD低四氢大麻酚(THC)的药用大麻品种繁育困难、种植比较粗放不够规范,成为我国药用大麻产业发展的瓶颈。该文通过分子辅助育种、诱变育种、雌化育种等方式结合传统育种,提出高CBD低THC含量药用大麻新品种选育的策略,并调节药用大麻适宜生长的栽培因子,通过合理调控药用大麻营养结构和光照属性提高药用大麻的CBD含量及籽粒的产量,加大对药用大麻经济价值的利用和挖掘。

药用大麻专用播种机关键部件的研究设计

随着我国部分省区药用大麻种植的合法化,我国药用大麻的种植面积逐年增加,目前已形成一定规模,产业化格局初步形成。由于药用大麻种植生产的特殊性,普通播种机无法满足其种植要求,因此研究药用大麻专用播种机关键技术部件,实现大垄距、大株距、分段施肥、精量穴播及种肥同步,满足药用大麻播种技术要求。

药用大麻专用播种机关键部件技术研究

我国开放部分省区大麻种植的合法化,促使种植面积逐年增加,目前已形成一定规模,产业化格局已经基本形成。然而,药用大麻播种的特殊性,非专用播种机无法作业,因此研究药用大麻专用播种机关键技术部件,目标是实现大垄距.大株距,分段施肥、种子精量穴播及种肥同步。

药用工业大麻茎叶中10种重金属含量测定

建立了药用工业大麻茎叶中10种重金属(Cu、Zn、Mn、Fe、Ni、Cd、Pb、Cr、Hg、As)含量的火焰原子吸收分光光度法和电感耦合等离子体质谱检测方法,并对重金属的可能来源进行分析。结果表明,检测方法准确、可靠,10种重金属元素在各自范围内线性关系良好(R^(2)≥0.999)。药用工业大麻中重金属(Pb、As、Cd、Hg、Cu)质量分数均符合《中国药典》(2020)对药材及饮片(植物类)中重金属限量标准,但Cu、Cr和Hg元素的质量分数超过其他不同国家和组织的最小重金属限量标准,超标率分别为63.64%, 45.45%, 9.09%。药用工业大麻茎叶中重金属主要来源为环境因素,其次为生产种植因素,以及多种残留物产生的多重累积和协同效应。

药用大麻活性成分、产品开发及育种研究进展

大麻是一种传统的经济作物,有着数千年的使用历史,可作药用,也可用于食品和纺织领域。随着药用活性成分的研究深入,大麻引起了国内外医药界广泛关注。目前全球已有55个国家将医用大麻合法化,我国云南和黑龙江两省可以合法种植和加工工业大麻。但工业大麻的大麻二酚(CBD)含量低,不利于后续开发与研究。笔者以陈士林团队定义的药用大麻[四氢大麻酚(THC)质量分数<0.3%,CBD含量高,主要用于提取CBD的大麻]作为研究对象,从药用大麻的活性成分、CBD分离纯化技术、大麻素类相关产品开发与应用、育种方法4个方面展开综述。通过梳理,建议后续研究应重视挖掘CBD合成基因,通过基因编辑技术进化大麻的分子育种,开发绿色提取工艺,发现更多活性成分,并通过合成生物学与无细胞体系高产CBD,以期为药用大麻在国内的开发与应用提供参考。

药用工业大麻种植技术研究

为科学规范种植药用工业大麻,介绍了药用工业大麻的种植过程,包括种子选择、种植区域选择、田间管理、田间肥料需求、工业大麻的花芽分化技术、雌雄株的辨认,充分了解其习性,掌握种植技术要点,更好地发挥药用工业大麻的应用价值。

非精神活性药用大麻的应用及开发

非精神活性药用大麻即四氢大麻酚(THC)质量分数<0.3%且大麻二酚(CBD)含量高(原则上应>2.0%),主要用于药用的大麻植物。大麻的药用性历史悠久,笔者基于大麻的本草考证以及国际药用历史,阐述了大麻素类化合物特别是CBD在开发抗癫痫药品、精神疾病药品、镇痛抗炎药品及抗肿瘤药品上的应用,并对其在食品、保健品、化妆品等领域的应用情况进行总结。基于目前高CBD含量药用大麻的新品种匮乏、基础研究薄弱等问题,建议应加强CBD等有效成分的基础研究,推动药用大麻五类新药及保健品等的开发,通过挖掘药用大麻遗传信息,建立其综合鉴定体系并加快高CBD含量新品种选育,保障药用大麻的安全性及有效性,促进药用大麻产业的可持续发展。

高大麻二酚(CBD)含量药用大麻的新品种选育及生产

目前低THC及高CBD含量的大麻新品种匮乏、种植技术不规范等问题,成为药用大麻产业发展的瓶颈。该文基于大麻种质资源现状,通过分子标记开发辅助育种、基因工程育种结合传统育种等措施,提出高CBD含量、籽用型及高光效、矮化型药用大麻新品种选育的策略。并依据药用大麻适宜生态因子,通过调控药用大麻营养结构和光照属性、科学采收及存储等措施来提高药用大麻的CBD含量及籽粒的产量。同时,为进一步加快药用大麻的应用,可通过挖掘药用大麻遗传信息,加快药用大麻新品种选育,加强现代农业的信息化、自动化等技术在药用大麻生产中的应用,为高品质、高产量新型药用大麻品种的培育和广泛应用提供依据。

药用大麻种质资源分类与研究策略

当前我国将大麻分为工业大麻和医用大麻2类进行管理。工业大麻[四氢大麻酚(tetrahydrocannabinol,THC)<0. 3%)]用于获取纤维和种子,医用大麻(THC>0. 3%)严禁种植和使用。近年来,大麻非精神活性类成分大麻二酚(cannabidiol,CBD)的作用机制和新药研发取得了突破性进展,基于CBD的各种大麻新产品开发成为了国际热点,而我国在该领域的研究几乎空白。种质资源管理分类方式的滞后是主要原因之一。明确药用大麻种质资源的概念和研究策略,是我国大麻资源战略发展的关键一步。该文系统分析了大麻的药用历史、大麻种质资源研究的重要成果,首次提出了药用大麻的学术定义和大麻种质资源管理三级分类体系,即医用大麻(THC>0. 3%)、药用大麻(THC<0. 3%,CBD含量高)和工业大麻(THC<0. 3%,用于获取纤维和种子,CBD含量低)。在总结了药用大麻种质和遗传信息研究进展的基础上,该文提出了药用大麻四大研究策略——阐明遗传机制提高单株CBD含量、性别控制提高雌性植株比例、植物工厂实现周年连续种植、异源表达突破CBD合成局限。

大麻二酚高产因素研究进展

工业大麻是一种传统经济作物,大麻二酚(Cannabidiol,CBD)是工业大麻中特有的萜烯酚类化合物,具有镇痛、抗炎、抗抑郁、调节免疫、抗肿瘤等丰富的药理活性,医疗潜力强大。国际市场上CBD供不应求,CBD产量的提升备受国际关注。文章主要从影响CBD含量的遗传调控机制、外界环境因素等角度出发,对近5年CBD研究进展进行归纳、梳理和阐述,以期为CBD增产的深入研究提供参考依据,同时为药用大麻产业的发展提供新思路。

火麻仁基原植物bZIP基因家族鉴定及其调控油脂代谢的功能初探

bZIP(basic leucine zipper)基因家族是真核生物中最大的转录因子家族之一,其成员在逆境响应、次级代谢、植物生长、种子发育等方面发挥着重要作用。为探究火麻仁基原植物大麻(Cannabis sativa L.)bZIP(CsbZIP)基因的生物学功能,本研究基于大麻全基因组和转录组数据,利用生物信息学方法对CsbZIP基因家族进行系统性研究。结果表明,在大麻中鉴定到55个CsbZIP基因家族成员(CsbZIP1~CsbZIP55),分布在10条染色体上,属于12个亚家族,同一亚家族成员之间的基因结构和蛋白基序分布相似。片段重复是CsbZIP基因家族扩张的主要因素。顺式作用元件分析表明73个油脂合成基因的启动子区含有G-box或A-box元件,qRT-PCR实验表明7个CsbZIP基因和7个油脂合成基因在火麻仁中的相对表达量较高。相关性分析表明7个CsbZIP基因和7个油脂合成基因之间存在显著的正相关关系。本研究揭示了CsbZIP基因的结构特征、进化方式和表达模式,为进一步研究CsbZIP基因对火麻仁油脂代谢的调控提供了重要线索。