降低大麻植株中四氢大麻酚含量的方法与流程

1.本发明涉及农业技术领域，特别地，涉及一种降低大麻植株中四氢大麻酚含量的方法。


背景技术：

2.大麻(cannabis sativa l.)是传统经济作物，有着悠久的栽培历史，主要应用于纺织、造纸、食品和医药等多个领域。大麻素(cannabinoids)是大麻植物中特有的一类含有烷基和单萜基团的次级代谢天然产物，目前已经分离出120多种大麻素，主要有四氢大麻酚(thc)、大麻二酚(cbd)、大麻酚(cbn)和大麻萜酚(cbg)等。研究发现cbd具有阻断某些多酚对人体神经系统的不利影响，并且具有阻断乳腺癌转移、治疗癫痫、抗类风湿关节炎、抗失眠等一系列生理活性功能，对治疗多发性硬化症具有良好的效果。但thc具有致幻成瘾性，因此大麻也成为了一种公认的毒品源植物。为了有效且安全地利用大麻植株，欧盟、加拿大和中国云南省等地均以法律形式规定植株中thc含量＜0.3％的大麻为工业大麻。工业大麻无毒品利用价值，采取许可种植的方式来推广。因此，有效降低大麻植株中thc的含量，使其含量低于0.3％，对于大麻植株的推广利用和公众安全的保障具有重要意义。
3.大麻素物质受遗传控制，主要存在于大麻雌株叶、花萼等处的腺毛中，其含量与腺毛数量、腺毛结构等相关。研究人员可通过常规育种手段或分子育种手段，降低大麻雌株花叶中thc的含量。但常规育种育周期长，且需寻找合适的材料作为亲本，而当前大麻的分子育种技术还不完善。大麻素累积除了受大麻植株发育进程影响外，还受外界环境条件的影响。研究发现，大麻花叶中大麻素总含量受光照强度、环境温度、土壤肥料、病虫感染、外源添加物等多种环境因素的影响。陈璇(2016)等人的研究发现，三层遮阴、过度氮肥和重度干旱处理大麻植株，可降低盛花期和始果期thc含量，但遮阴难以适应于大规模种植，过度氮肥可能导致严重的环境污染，而重度干旱会降低植株生物量。因此寻找一种快速且容易实现的技术手段降低大麻植株中thc的含量意义重大。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种降低大麻植株中四氢大麻酚含量的方法，以解决现有技术无法快速且容易实现的降低大麻植株中四氢大麻酚含量的技术问题。
5.本发明采用的技术方案如下：
6.一种降低大麻植株中四氢大麻酚含量的方法，将纳米石墨烯分散液喷施于进入花期后的大麻植株上。
7.进一步地，纳米石墨烯分散液包括纳米氧化石墨烯分散液和/或还原型纳米石墨烯分散液。
8.进一步地，纳米石墨烯分散液的浓度为10mg/l～100mg/l。
9.进一步地，纳米石墨烯分散液喷施于进入花期后7天～28天的大麻植株上。
10.进一步地，每颗大麻植株喷施20ml～30ml的纳米石墨烯分散液。
11.进一步地，每间隔1天～3天喷施一次纳米石墨烯分散液，喷施次数为5次～7次。
12.进一步地，在纳米石墨烯分散液喷施于进入花期后的大麻植株之前，还包括：
13.s1、将大麻植株按照每日光照时长16h～20h培养；
14.s2、再按照每日光照时长10h～12h培养至进入花期。
15.进一步地，步骤s1中，将株高为13cm～23cm的大麻植株按照每日光照时长16h～20h培养，昼夜温度为25℃～30℃，培养生长至株高为40cm～50cm。
16.进一步地，在纳米石墨烯分散液喷施于进入花期后的大麻植株之后，还包括：在昼夜温度为22℃～28℃的环境下，继续培养14天～56天。
17.本发明具有以下有益效果：
18.本发明的降低大麻植株中四氢大麻酚含量的方法，通过将纳米石墨烯分散液喷施于进入花期后的大麻植株上，使其花叶中的四氢大麻酚含量明显降低，且低于0.3％，符合相关法律规定。喷施过纳米石墨烯分散液的大麻植株，其花叶的生物产量没有明显的减少，而且，在适当浓度范围内，花叶产量还有增加的趋势，主要是由于纳米石墨烯分散液是一种由碳原子构成的二维纳米材料，能增强植物的光合利用率，促进植物生长，从而使得花叶产量增加。
19.本发明的降低大麻植株中四氢大麻酚含量的方法，操作简单，对环境友好，不明显降低植株生物量的同时，大幅降低大麻植株中四氢大麻酚含量，易实现大面积应用。
20.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
21.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合实施例来详细说明本发明。
22.本实施例的降低大麻植株中四氢大麻酚含量的方法，将纳米石墨烯分散液喷施于进入花期后的大麻植株上。
23.本发明的降低大麻植株中四氢大麻酚含量的方法，通过将纳米石墨烯分散液喷施于进入花期后的大麻植株上，使其花叶中的四氢大麻酚含量明显降低，且低于0.3％，符合相关法律规定。喷施过纳米石墨烯分散液的大麻植株，其花叶的生物产量没有明显的减少，而且，在适当浓度范围内，花叶产量还有增加的趋势，主要是由于纳米石墨烯分散液是一种由碳原子构成的二维纳米材料，能增强植物的光合利用率，促进植物生长，从而使得花叶产量增加。
24.四氢大麻酚的主要作用并不是提高植物自身在非生物环境胁迫下的适应性。大麻雌株始果期顶部花叶中四氢大麻酚含量最高，因此推测大麻植株生殖生长过程通过积累四氢大麻酚起到防御病虫害侵袭的作用。石墨烯作为一种纳米环境外援物，可能会刺激到植物的防御系统，降低四氢大麻酚含量。
25.本发明的降低大麻植株中四氢大麻酚含量的方法，操作简单，对环境友好，不明显降低植株生物量的同时，大幅降低大麻植株中四氢大麻酚含量，易实现大面积应用。
26.上述大麻植株为具有一致遗传背景的克隆苗群体，来源于中国农业科学院麻类研究所种质资源团队的科研材料大麻品系dmg245的健壮母株。
27.本实施例中，纳米石墨烯分散液包括纳米氧化石墨烯分散液或还原型纳米石墨烯分散液。
28.本实施例中，纳米石墨烯分散液的浓度为10mg/l～100mg/l。纳米石墨烯分散液的浓度低于10mg/l，对大麻植株中四氢大麻酚含量的降低效果不明显，浓度高于100mg/l，石墨烯在分散液中容易团聚，无法进入植株细胞内，对四氢大麻酚含量的降低效果也不显著。
29.本实施例中，纳米石墨烯分散液喷施于进入花期后7天～28天的大麻植株上。7天～28天，是植株的始花期，是四氢大麻酚积累的前期，对环境外援物的刺激比较敏感，四氢大麻酚的积累容易受影响，因此，对进入花期后7天～28天的大麻植株进行喷施纳米石墨烯分散液，明显降低四氢大麻酚的积累。
30.本实施例中，每颗大麻植株喷施20ml～30ml的纳米石墨烯分散液。因植株生物产量大，低于20ml无法将植株全株都喷施到位，影响处理效果；而高于30ml会造成不必要的浪费。而且，进一步增加喷施量也不会显著降低thc含量，因此每颗大麻植株喷施20ml～30ml较佳。
31.本实施例中，每间隔1天～3天喷施一次纳米石墨烯分散液，喷施次数为5次～7次。喷施次数主要受花期长短的影响。5次～7次，每次间隔1～3天，使得纳米石墨烯分散液喷施于大麻植株的整个在始花期，从而有效控制始花期期间内四氢大麻酚的积累，也即在始花期喷施完毕。
32.本实施例中，在纳米石墨烯分散液喷施于进入花期后的大麻植株之前，还包括：
33.s1、将大麻植株按照每日光照时长16h～20h培养；
34.s2、再按照每日光照时长10h～12h培养至进入花期。
35.大麻素累积除了受大麻植株发育进程影响外，还受外界环境条件的影响，而光照对大麻植株的生长发育影响很大，大麻在长日照条件下，营养生殖快，一旦改变光照时长，便会进入花期，开始生殖生长。而且，thc的积累会随植株不同发育阶段发生改变。
36.本实施例中，步骤s1中，将株高为13cm～23cm的大麻植株按照每日光照时长16h～20h培养，昼夜温度为25℃～30℃，培养生长至株高为40cm～50cm。
37.本实施例中，在纳米石墨烯分散液喷施于进入花期后的大麻植株之后，还包括：在昼夜温度为22℃～28℃的环境下，继续培养14天～56天。
38.实施例
39.大麻植株来源于中国农业科学院麻类研究所种质资源团队的科研材料大麻品系dmg245的健壮母株。
40.纳米氧化石墨烯分散液、还原型纳米石墨烯分散液购买自北京索莱宝科技有限公司，溶剂为水。
41.实施例1
42.将遗传背景一致且株高平均为15cm的dmg245克隆苗大麻植株群体，在每日光照时长为18h，温度(26
±
1)℃条件下进行培养生长，待大麻植株生长至株高平均为40cm后，将每日光照时长调整为10h，即进入花期；
43.在大麻植株进入花期14天后，分别用浓度为0mg/l、10mg/l、50mg/l和100mg/l的纳米氧化石墨烯分散液对大麻植株进行喷施，每隔两天喷施一次，每次喷施量为30ml/株，共喷施5次。置于温室内培养，昼夜温度为(26
±
1)℃，定期浇水施肥，每个处理设置3个重复。
喷施结束后，大麻植株继续培养21天后，取样测定大麻植株花叶产量和花叶中四氢大麻酚含量。
44.实施例2
45.将遗传背景一致且株高平均为20cm的dmg245克隆苗大麻植株群体，在每日光照时长为16h，温度(26
±
1)℃条件下进行培养生长，待大麻植株生长至株高平均为50cm，将每日光照时长调整为12h，即进入花期；
46.在大麻植株进入花期21天后，分别用浓度为0mg/l、10mg/l、50mg/l和100mg/l的还原型纳米石墨烯分散液对大麻植株进行喷施，每隔两天喷施一次，每次喷施量为25ml/株，共喷施4次。置于温室内培养，昼夜温度为(26
±
1)℃，定期浇水施肥，每个处理设置3个重复。喷施结束后，大麻植株继续培养35天后，取样测定大麻植株花叶产量和花叶中四氢大麻酚含量。
47.实施例3
48.将遗传背景一致且株高平均为15cm的dmg245克隆苗大麻植株群体，在每日光照时长为18h，温度(26
±
1)℃条件下进行培养生长，待大麻植株生长至约50cm，将每日光照时长调整为12h，即进入花期；
49.在大麻植株进入花期7天后，分别用浓度为0mg/l、10mg/l、50mg/l和100mg/l的纳米氧化石墨烯分散液对大麻植株进行喷施，每隔两天喷施一次，每次喷施量为20ml/株，共喷施6次。置于温室内培养，昼夜温度为(26
±
1)℃，定期浇水施肥，每个处理设置3个重复。喷施结束后，大麻植株继续培养14天后，取样测定大麻植株花叶产量和花叶中四氢大麻酚含量。
50.随机取植株顶端5～15cm花叶，装入网袋，进行阴干。根据云南省地方标准《工业大麻品种类型》(db53/295.1
‑
2009)中推荐的检测规程，将阴干花叶采用高效液相色谱(hplc)方法，检测thc含量。检测数据均以3次重复的植株组的平均值
±
标准差表示。
51.实施例1的取样测定结果如表1所示。
52.表1实施例1的测试结果
[0053][0054]
表1中，大麻植株花叶中四氢大麻酚含量与对照组(纳米氧化石墨烯分散液浓度为0mg/l)相比，10mg/l、50mg/l和100mg/l的纳米氧化石墨烯分散液喷施处理21天后，四氢大麻酚含量分别降低了65.85％、31.71％和68.29％，但大麻植株的花叶产量降低不明显，而且，在50mg/l纳米氧化石墨烯分散液处理后，花叶产量还有增加的趋势。
[0055]
实施例2的取样测定结果如表2所示。
[0056]
表2实施例2的测试结果
[0057][0058]
表2中，大麻植株花叶中四氢大麻酚含量与对照组(还原型纳米石墨烯分散液浓度为0mg/l)相比，10mg/l、50mg/l和100mg/l的还原型纳米石墨烯分散液喷施处理35天后，四氢大麻酚含量分别降低了56.89％、50.01％和62.07％，且处理后植株的四氢大麻酚含量均符合法律规定的不高0.3％的要求，大麻植株的花叶产量变化不显著，在50mg/l还原型纳米石墨烯分散液处理后，花叶产量还有增加的趋势。
[0059]
实施例3的取样测定结果如表3所示。
[0060]
表3实施例3的测试结果
[0061][0062][0063]
表3中，大麻植株花叶中四氢大麻酚含量与对照组(纳米氧化石墨烯分散液浓度为0mg/l)相比，10mg/l、50mg/l和100mg/l的纳米氧化石墨烯分散液喷施处理21天后，四氢大麻酚含量分别降低了35％、20％和45％。且在50mg/l还原型纳米石墨烯分散液处理后，花叶产量还有增加的趋势。
[0064]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。