采用气培系统进行大麻的克隆繁殖
Summary
该协议旨在通过实施气培系统为 大麻苜蓿 L.的克隆繁殖提供指导信息。这里描述的方法包括成功再现大麻属中理想的形态学和化学性质所需的所有用品和 方案。
Abstract
该协议描述了通过利用气培系统实现大麻有效克隆繁殖技术的标准化。从两个大麻品种中切除了主要的芽插条，命名为”樱桃酒”和”红罗宾”（17-20%w / w CBD），作为”母株”。在放入系统之前，应用生长素前体（吲哚-3-丁酸）来刺激切除插条基部的根系发育。插条每三天用营养雾溶液轻轻喷雾，以提供营养支持，因为溶液含有必需的常量营养素，包括氮，磷和钾。气培系统储水器的pH值范围保持在5.0-6.0之间，水温在20-22°C之间。 使用潜水水泵将水输送到岩屑中。每天为芽尖插条提供24小时的光照，持续10天，直到根部发育发生，在此上移植根部插条用于研究目的。这些气培系统已被证明可以为 大麻 的繁殖产生理想的结果。这里描述的方法减轻了传统方法产生的潜在时间限制，以便为 大麻的无性繁殖提供更有效的手段。
Introduction
大麻 L.是一种一年生的，雌雄异株的开花植物，属于大麻科。大麻素主要在位于雌性花序苞片组织外表皮层的腺体毛状体内产生1，正在成为越来越受欢迎的研究课题，主要是因为它们逐渐认识到药用特性。大麻二酚（CBD）是 大麻 中仅次于Δ9-四氢大麻酚（THC）的第二大最突出的大麻素，具有许多药用益处，包括镇痛特性2，抗癫痫特性3，抗抑郁特性4，降低糖尿病风险5和治疗各种睡眠障碍6。由于 大麻 植物的代谢物具有多种健康益处，因此对其商业规模生产的需求不断增长7。为了满足这一需求，种植方法不断得到改进和重塑，以不断为新兴的 大麻 行业提供一致，高质量的植物材料。
大麻的繁殖可以通过两种方式促进：有性繁殖或无性繁殖。有性繁殖的一个例子是用雄性雄蕊的花粉为雌性胚珠授粉，从而产生可以发芽的种子。种子发芽是一种可靠的栽培方法，已用于育种和栽培目的，其中在亲本系中选择理想的表型性状，以提高后代大麻植物的质量，包括耐旱性状，抗虫性状，增加产量和增加效力等性状8.然而，在进行有性繁殖时，意外的异花授粉是一种固有的风险，导致不良后代，从而导致理想性状的潜在丧失或引入不需要的性状。大麻种植者接受用THC生产花粉授粉的大麻种子，导致由于不合规的植物（>0.3%总THC w / w）而导致的重大经济损失，突出了这种意外授粉的一个例子9。此外，为了生产仅由雌性组成的作物，必须播种女性化的种子而不是非女性化的种子，这可能导致雌雄同体和其他不良特征，从而导致经济损失。为了克服大麻有性繁殖的局限性，无性繁殖已在大麻行业的商业生产模式中广泛实施10。
大麻的无性繁殖只需要一种植物，这允许单一基因型的繁殖，从而允许商业生产具有理想农艺和药物性状的植物。无性大麻繁殖的一种常见形式是将雌性植物的一小部分切割并插入无土基质11中，该基质被湿度圆顶覆盖以诱导根的形成。虽然这种方法已被证明是成功的，但一个共同的缺点是圆顶内积聚了高水平的湿度（通常为80%或更高），为真菌病原体提供了理想的生长环境，这可能对新的敏感插条有害。另一种形式的无性繁殖是使用组织培养的微繁殖，其中无菌技术允许昆虫，微生物和无病毒的大麻植物材料在有限的空间内繁殖12。然而，这个过程是昂贵，耗时的，需要训练有素的实验室技术人员，而大型大麻设施通常无法进入。
关于 大麻克隆繁殖的已发表研究报告很少。为了为理解用于研究目的和工业生产的 大麻 的无性繁殖提供基础，本研究旨在证明采用气培系统进行 大麻克隆繁殖的易用性和可及性。气培系统是 大麻无性繁殖的理想选择，始终如一地为插条提供营养丰富的水，及时诱导早期根系形成，并在需要时允许植物无限期地维持。
Protocol
Representative Results
Discussion
随着对大麻素含量一致的 大麻 植物的需求不断增加 ，大麻工业 中已经利用了各种克隆繁殖方法。与有性方法相比，无性繁殖显示出大规模，一致生产的几个优点。气培繁殖系统是水培系统的改良版本，利用充气的营养丰富的水雾来提供快速的根部发育。所描述的气培系统由三个关键步骤组成，1）产生健康的雌性 大麻 “母”植物作为所需物理/化学性状的遗传源，2）切割芽（?…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项研究得到了科罗拉多州立大学普韦布洛分校大麻研究所和科学与信息通信技术部（2021-DD-UP-0379）和春川市（大麻研发和工业化，2020-2021）的支持，作者还希望感谢Summit CBD的Justin Henderson对”樱桃酒”种子的慷慨捐赠。
Materials
| 1-part Fox Farm | Fox Farm | Soil Mix | |
| 1-part Promix | Promix | Soil Mix | |
| 1-part Roots Organic Original | Auora Innovations | Soil Mix | |
| 1-part Wiggle Worm Earth Worm Castings | UNCO Industries | Soil Mix | |
| Algae and Bacterial Cleaning Solution (Clear Rez) | EZ Clone | SKU#: 225 | 8 fl. Oz. |
| Artificial Lighting | AgroBrite | SKU#: 1399 | T5 324W 4' 6-Tube Fixture with Lamps |
| Cannabis Mother plant 1 (Cherry Wine) | Summit CBD | N/A | Donated material |
| Cannabis Mother Plant 2 (Red Wine) | Trilogene | SKU: 0101RR | |
| Corresponding Plastic Lid | Office Depot | N/A | 38.1 cm x 25.4 cm |
| Drill Bit 1 | Dewalt | DW1586 | 38.1 mm spade drill bit |
| Drill Bit 2 | Dewalt | DW1308 | 3.175 mm drill bit |
| Flora/Bloom (Nutrient Solution)-5 mL | General Hydroponics | SKU#: 726 | 946 mL (1 Quart) 2.43 lbs. (1.1 kg) (Available Phosphate 5.0%, Soluble Potash 4.0%, Magnesium 1.5%, Sulfur 1.0%) |
| FloraGrow (Nutrient Solution)- 5 mL | General Hydroponics | SKU#: 724 | 946 mL (1 Quart) 2.43 lbs. (1.1 kg) ((Total Nitrogen 2.0% (0.25% Ammoniacal Nitrogen, 1.75% Nitrate Nitrogen), Available Phosphate 1.0%, Soluble Potash 6.0%, Magnesium 0.5%)) |
| FloraMicro (Nutrient Solution)- 5 mL | General Hydroponics | SKU#: 759 | 946 mL (1 Quart) 2.43 lbs. (1.1 kg) ((Total Nitrogen 5.0% (0.3% Ammoniacal Nitrogen, 4.7% Nitrate Nitrogen), Soluble Potash 1.0%, Calcium 5.0%, Boron 0.01%, Cobalt 0.0005%, Copper 0.01%, Iron 0.1%, Manganese 0.05%, Molybdenum 0.0008%, Zinc 0.015%)) |
| Horticultural Scissors | Shear Perfection | SKU#: 12620 | Platinum Stainless Steel Bonsai Scissors (2.4") |
| Isopropyl Alcohol | Equate | Walmart # 574133562 | 70% concentration |
| Nutrient Mist Solution (Clonex Mist) | Growth Technology | SKU#: 4889 | 10.14 fl. Oz (300 ml) (Total Nitrogen: 5.9 × 10-4 %, Available Phosphate: 4.0 × 10-4 %, Soluble Potash: 5.0 × 10-4 %) |
| pH Down | General Hydroponics | SKU#: 733 | 946 ml (1 Quart) 2.43 lbs. (1.1 kg) |
| pH Up | General Hydroponics | SKU#: 730 | 946 ml (1 Quart) 2.43 lbs. (1.1 kg) |
| Plastic Container | Office Depot | N/A | 38.1 cm x 25.4 cm x 30.48 cm |
| Power Drill | Dewalt | DCD709B | 20-Volt Max ½” Drill |
| Rockwool Cubes | Grodan | SKU#: 830 | 38.1 mm |
| Rooting Solution (Clonex Rooting Gel) | Growth Technology | SKU#: 939 | 3.4 fl. Oz. (100 ml) (Indolebutyric Acid – 0.31%) |
| Statistic Software (Prism) | GraphPad Inc. | ||
| Submersible Water Pump | ActiveAQUA | SKU: AAPW250 | Model: AAPW250, Voltage 120V, Power 16W |
Referenzen
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