目前世界上大麻主要生产国雌雄同株品种已占据了该作物的主要面积,但对于“怎样保持雌雄同株品种的遗传稳定性”这一课题育种家们至今没能解决.因为雌雄同株大麻品种比雌雄异株品种具有更复杂的生物学结构,需要比较深入的理论基础和实践研究.
试验证明雌雄异株大麻是由两个遗传稳定的性型花麻和籽麻组成,相对的雌雄同株品种则具有独特的不均匀的性型多样性的遗传.基因型多样性最终表现在后代中.
雌雄异株品种的性受性染色体遗传的分离规律控制,籽麻是隐性基因同型配子而花麻是显性基因异型配子也就是说他的基因型包含雌性的隐性基因和雄性的显性基因,即确定了遗传后代稳定的性型关系为1:1.
雌雄同株品种性型的产生是由于花麻或籽麻的性染色体基因产生突变遗传因子过渡到多重等位性状态,另外决定植株花序雄花和雌花比例的常染色体的参与确定雌雄同株品种的性别特征。相互作用的性染色体多重等位基因和不同化合价性常染色体的复杂结构是后代同株性不稳定的主要原因。多重等位基因组的基因经常向显性突变,雌雄同株品种总是或多或少地分离出雄株。
第二个同株性不稳定的原因是雌雄同株品种的雌花被雌雄异株中的花麻或雌雄同株品种中分离出的雄株的花粉授粉杂交。雄性个体(花麻)花粉比同株自身的花粉更有利于雌花的授粉和授精.花麻可以提供更大量的花粉,花粉粒生命力强花粉管生长速度快,如果花麻和同株的花粉粒同时落到雌花的柱头上,那么花麻的花粉管首先达到子房,完成授精.同株品种的雄花在开花初期表现出弱化现象,同株个体的雄花要比雌花迟9-14天开花.因此在同株大麻没有自己花粉阶段如果不及时拔除花麻极易被异花授粉.怎样
利用基因型判定大麻性型的研究结果使人们在理论上证实种间杂交和强制自交是有条件地选择同株性性型稳定后代的最有效育种方法。以此为目培育雌雄同株品种最好的方法是选择同株中的雌化雌株来扩繁,因为同株性特征在雌化的雌株中表现最为稳定。在孕蕾期拔除花麻按选择标准留下所选性型。
雌雄同株大麻中雌株是必选样本,但在雌雄同株品种中继续选择雌株事实上是不存在的,按基因型区分她更接近同株中的雌化雌株,因此会获得好的选种结果。
种间杂交的方法可以创造各种各样的大麻原始材料,但如果以同株稳定性特征为主要目的,必须利用雌雄同株品种样品间杂交,以保证在最短时间内获得雄株含量最少材料。雌雄同株品种与雌雄异株品种间以任意配对的杂交组合后代一般雄株特别多,并且这种高含量在以后的连续世代选择中被保留下来。分析雌雄异株品种Г-10与雌雄同株品种Юсо14、Юсо16杂交低世代材料结果表明:Юсо14*Юсо16有4。0%的雄株,Юсо14*Г-10有44.3%的雄株,Г-10*(Г-10*Юсо14)有26%,Г-10*Юсо14有16,2%,(Г-10*Юсо14)*Юсо14有7.8%的雄株。(异株*同株)*同株的回交类型无疑是大麻育种育种稳定后代同株性的效果显著。
这些数据表明,要充分重视育成的雌雄同株品种并广泛应用它们种间杂交培育新品种,在此基础上培育的杂交种高度浓缩了原种过程中多年选择获得的同株性遗传因子,利用这种方法可以创造出大量雌雄同株大麻组合。在实践中研究使用乙烯利给母本的雄花去雄以及把雄性不育系作为亲本杂交也具有同样效果。
雄株在雌雄同株品种的原始群体中是不存在的,他可以通过强制自交的方法获得,在它的帮助下也可以更有效地获取所需的基因型。它是以同株个体植株连续2-3代自花授粉为基础,从而在同株中获得雌化雌株或者是纯合的雌化植株。但是强制自交后代在不设空间隔离条件下同株稳定性不易保持,因为雄株总是在分离。例如品种Юсо14个体植株强制自交第一代出现了3.5%的雄株(种群为829株),第二代和第三代没有雄株(种群为330和140株),后来在没有空间隔离条件下繁殖获得的强制自交材料,第一代和第二代没有雄株(种群分别是2752和3632株)而在第三代中发现0.41%的雄株(3973株)。
由此来看,雌雄同株大麻异质杂合性是种群不可分割的特征。强制自交法以及其它方法获得的同株大麻的纯合程度取决于及时细致地拔杂。强制自交是保持同株性的最有效的方法,它比繁育杂交材料淘汰花麻支付的手工劳动要少的多。
自然条件下,大麻雄性不育系(ГМС)表现出两种形态,一种是植株雄花弱小发育不建全渐近凋谢,另一种是雄花变成两性花。这两种形态的雄性不育植株花粉无生活力或者完全没有花粉,而雌花发育正常能获得正常种子。
雄性不育系的特征是遗传单因子基因传给后代,得到的雌雄同株不育系后代表现为可育和不育株比例1:1。
雄性不育系应用于雌雄同株大麻实用性强,同株与同株杂交是加强同株性特征最好的组合,但要求给母本植株进行大量的去雄工作,应用雄性不育系可以显著减轻这项工作。拔除可育株去除雄花的同时留下雄性不育系授粉。雄性不育系Юсо-14Л6的广泛应用培育出一系列新杂交种。
雌雄异株大麻品种中ГМС遗传表现型有益的特性取决于性型二重性。但根据研究雌雄异株不育系和异株与同株品种杂交获得的杂交种没有实际应用价值,因为一定条件下杂交时在母本中连续拔除所有的花麻要比为保留雄性不育系而发现并剔除可育株简单的多。
应用雌雄同株ГМС比用乙烯利给雄花去雄更具有优势,因为ГМС一般来说不会没有正常发育的雄花,而用乙烯利处理的可育株经过一段时间后出现正常发育雄花,并分泌花粉,尤其在稀播植株个体粗大分枝多时出现大量可育花.这种情况下如果重新用乙烯利处理会使植株畸形并使生育日数加长,否则必须采取人工给雄花去雄,或者除去雄花的可育花枝。
传统的创造雌雄同株大麻原始材料的方法是以种间杂交、强制自交、精细选择自我完善为基础,新途径要求培育雌雄同株性遗传稳定品种产生的课题。现在正在研究试验获取同株性稳定的多倍体大麻的可能性。同时证实,四倍体大麻同株性的稳定性明显优于