滇南农家大麻品种中大麻素化学型及基因型研究

以1个滇南农家大麻品种群体为研究对象,通过化学分析及同源克隆方法,研究了21个单株中2种主要大麻素——四氢大麻酚(THC)和大麻二酚(CBD)的化学型和基因型,以揭示大麻素含量、化学型以及基因型三者之间的关系,为工业大麻新品种选育提供理论依据。研究表明:(1)化学检测结果显示,21个单株均含有THC,THC含量在0.07%~1.35%之间,其中7个单株仅含THC,5个单株含THC和微量CBD,9个单株同时含有THC和CBD,CBD含量范围为0~0.58%。(2)CBD/THC比值显示,该群体仅存在毒品型和中间型2种化学型,且中间型大麻中THC和CBD含量显著正相关。(3)基因扩增及测序分析结果显示,该群体为基因型杂合群体,群体内THCA合成酶基因存在5个变异位点,CBDA合成酶基因存在2个变异位点,但变异位点和THC及CBD的含量无直接关系。(4)群体内单株的基因型和化学型完全对应,且THCA合成酶基因及CBDA合成酶基因可作为分子标记来鉴定单株化学型。     

大麻种质资源中大麻素化学型及基因型鉴定与评价

大麻素(cannabinoids)是大麻植物中特有的次生代谢产物,主要成分为四氢大麻酚(THC,tetrahydrocannabinol)和大麻二酚(CBD,cannabidiol)。本研究通过对我国不同来源地的23份大麻种质资源共69个单株材料中THC和CBD含量特征及其合成关键酶基因多态性进行分析,鉴定了我国大麻种质资源的大麻素化学型及基因型。结果显示,69个单株中大麻素含量差异显著,THC含量均值为0.56%,范围为0.01%~2.45%;CBD含量均值为0.53%,范围为0~2.24%;根据CBD/THC含量比值,大麻资源可划分为毒品型(占44.93%)、中间型(占20.29%)和纤维型(占34.78%)3种大麻素化学型,毒品型、中间型中分别有93.5%和71.4%的植株中THC含量0.3%,纤维型植株中THC含量≤0.08%。3种化学型遗传位点(共显性位点B)的基因型分别为BT/BT、BT/BD和BD/BD;BT等位基因(THCAS)存在10个变异位点,氨基酸序列有4处变异,BD等位基因(CBDAS)存在4个变异位点,均为同义突变。根据THCAS和CBDAS基因多态性,设计了一个共显性复合PCR分子标记,可准确鉴定出大麻3种化学型。研究结果揭示了我国大麻种质资源中大麻素含量、化学型和基因型三者之间的关系,可为大麻素遗传研究与利用提供理论依据。