工業大麻
大麻酚含量低於0.3%的大麻
工業大麻是指四氫大麻酚含量低於0.3%的大麻,中國將工業大麻稱為漢麻(hemp),是大麻科(Cannabinaceae)大麻屬(Cannabis)一年生草本植物,分為工業大麻和毒品大麻,國內外廣泛應用的大麻為工業大麻。
工業大麻的稈芯所磨製成的粉末,也就是漢麻稈芯超細粉體改性塗層技術應用在軍服,能發揮出產品的高強度、高性能的特性。
1774年,北美殖民地不再甘心繼續擔當英國的經濟奴隸和政洽附庸,翌年4月19日,殖民地民兵與英國軍隊在列剋星敦和康科德發生槍戰獨立戰爭爆發。1776年7月4日,大陸會議發表《獨立宣言》,美利堅合眾國宣布建立其間,殖民者為了維護他們新宣布的獨立,不僅需要訓練一支強大的車隊,而且要有能力提供支持軍隊和平民的所有資源。對於新生的國家來說,穀物和牛肉成為首要的選擇。一旦他們確保了食物供應,殖民者就要竭力為戰爭提供原材料,大麻作為戰略物資日顯重要。戰爭對大麻工業的影響集中反映在大麻纖維價格的波動上。獨立戰爭前,大麻的售價約為每百磅27~35先令1780~1782年,這一價格飈升為300先令。
獨立戰爭結束后,大麻生產開始逐步回升。其中一個主要原因是國會通過徵收關稅反對大麻從國外進口。1792年,每噸徵收20美元的關稅,1812年戰爭期間增加到每噸40美元,1828年達到每噸60美元。
這些關稅的徵收是在時任財政部長亞歷山大・漢密爾頓敦促下採取的。漢密爾頓深受重商主義和古典政治經濟學派理論的影響,主張保護關稅,鼓勵商業和製造業發展。因此,他認為,通過徵收關稅來反對外國大麻的進口可以用作刺激國內大麻生產的措施,以使美國在必需的軍用物資上獨立於他國。漢密爾頓之後,來自肯塔基州的著名代表享利·克萊( Henry Clay)成了繼續為保護關稅而不知疲倦遊說的重要人物。
這樣,隨著西進運動的推進,大麻的生產也隨之跟進。與此同時,南部植棉業的興盛更為大麻種植者提供了不可多得的商機。19世紀初,南部植棉業發展史上出現了一個轉折點,棉花的產量獲得了前所未有的大幅增長,到1810年棉花已取代煙草成為南部的主要種植物,以致最終成為南部各類農作物之“王”,並使南部獲得了“棉花王國”(cotton kingdom)的稱號。1815年,歐洲紡織市場繁榮,美國南部棉花生產進一步擴大,以滿足市場需求。反過來,棉花的生產需要購買大麻繩用以打包,巨大的市場需求進一步推動了大麻在肯塔基的種植,棉花工業的健康發展因此成為大麻市場日漸依賴的對象。研究者發現,儘管直到1775年大麻生產才擴展到肯塔基州,然而到1810年,大麻已經成為“肯塔基重要的產品”。到19世紀50年代,肯塔基大麻的生產更是盛極一時。
2021年3月26日,中檢院官網發布了的一則關於“化妝品擬禁用工業大麻原料”的意見通知,該《意見通知》的重點內容是,擬將大麻仁果、大麻籽油、大麻葉提取物和大麻二酚(CBD)等原料列為化妝品禁用組分,現面向社會公開徵求意見。
工業大麻
漢麻主要應用於農業種植、紡織、服裝、造紙、軍需、化工、新型建材、生物能源、食品保健、醫藥和飼料等方面。多年來,漢麻育種的研究工作主要集中在如何提高出麻率方面,但由於漢麻是雌雄異株的異花作物,同一群體內不同個體間表現多樣性,遺傳基礎複雜,優良性狀不穩定性等給育種工作帶來困難,但可通過對漢麻的組織培養技術來穩定其優良特性,為穩定雜種優勢、繁殖優良單株和品種(系)的提純以及建立無性繁殖系提供新的途徑。
工業大麻纖維在麻類中屬上等的紡織原料。工業大麻纖維有天然抑菌、清涼柔軟、屏蔽紫外線輻射、防靜電、耐熱等獨有的優良特性,預計麻類紡織品特別是工業大麻紡織品將有較好的市場前景。我國工業大麻纖維製品生產加工技術有了很大的突破,生產了許多風格獨特、質量上乘的高檔工業大麻纖維製品。這些產品成功地出口到國外,打入了國際市場。我國工業大麻紡織品的品質得到了國際上的認可。工業大麻的產量居世界前列。山東和山西是我國亞麻產量最大的兩個省份。
工業大麻紡織品具有環保特性,它的廣泛使用能夠對環境保護起到一定的積極作用,其被歐美專家稱為“人類至今以來發現的最完美纖維”。隨著科學技術的日新月異以及人們生活消費水平的提高,工業大麻的生產加工技術有了突破性的發展,質量、性能及檔次方面不斷提高,品種變得愈加豐富。相較於其他紡織品,工業大麻紡織品因其舒適性和保健性使得它倍受人們喜愛,在國內外市場均顯示了良好的發展前景。
植物組織培養(plant tissue culture)是指在無菌和人工控制的環境條件下,利用人工培養基,對植物的胚胎、器官、組織、細胞、原生質體等進行離體培養,使其再生髮育成完整植株的過程。大麻通過組織培養得到無性繁殖的植株已有研究,筆者系統地簡述工業大麻(漢麻)組織培養的研究進展,現報道如下。
大麻的基因型研究
組織培養能否成功,基因型的選擇是非常重要的。不同物種和同一物種的不同基因型,其形態發生能力往往有巨大差異。但值得注意的是,遺傳上和親緣上越相近的培養材料,其形態發生的條件要求也越類似。Feeney M.等應用4個不同的大麻基因型UnikoB、Kompolti、Anka和Felina34進行組織培養和農桿菌介導。SlusarkiewiczJaraina A.等以5個大麻品種(Silesia、Fibrimon24、Novosadska、Juso15和Fedrina74為試驗材料進行愈傷組織誘導及植株再生,在所有類型外植體的分化率中,大麻品種Fibrimon24的分化率達到61.92%。
大麻種子消毒研究
種子消毒劑的選擇以及消毒時間的確定是組織培養有效進行的關鍵。劉以福等將大麻種子用濃度0.1%升汞水浸泡30 min,接種到瓊脂培養基上,萌發獲得無菌苗。張利國等採用濃度10%次氯酸鈉作為消毒劑,進行3次處理,消毒時間為18、21和24 min,發芽率在濃度10%次氯酸鈉消毒18 min后達到最高,且沒有造成污染。
大麻的生理年齡研究
外植體的取材時間也是影響組培成功的關鍵因素,一般情況下,幼苗的生活能力和再生能力都比較好。劉以福等以大麻雜交一代及優良品種(系)幼苗的真葉長到1~2對的中上部葉莖作為外植體。尹品訓等在小苗長至5~10 cm高時,取其莖尖進行處理。
外植體的來源研究
RichezDumanois C.等研究表明,對2種纖維用大麻植株而言,外植體的選擇非常重要。在已報道的大麻組織培養相關文獻中,主要選擇的外植體有:葉子、下胚軸及莖尖等。張利國等選用大麻新品種龍大麻一號的下胚軸進行組織培養。尹品訓等以工業大麻品種雲麻1號的帶節莖段為外植體進行了離體培養與快速繁殖研究。Loh W.H.T.等以大麻的莖和葉進行愈傷組織的誘導。
培養基研究
培養基是外植體賴以生長的物質基礎,不同組分的培養基和不同比例激素的添加都會產生不同的效果。另外,培養基的pH值對組織培養也有一定的影響,pH值為5.8時,分化誘導率均最大。筆者對國內外大麻再生體系的培養基進行了統計。
另外,麻類作物組織培養在麻類科研工作人員多年的努力下,在快速繁殖、花藥培養、原生質體培養、體細胞胚發生和器官發生等研究方面取得了較好的進展,在遺傳轉化的研究上也取得了一定的成效,可以為大麻組織培養的研究提供一些依據。
小結及展望
綜上所述,大麻離體培養過程中,無菌苗和外植體的獲得是關鍵,選擇適宜的消毒劑和處理時間,既有良好的除菌效果,大大降低了初始污染率,又獲得了生長狀態更好的實生苗。由於植物細胞的全能性,植物體的任何部分均能夠誘導成苗,但大量研究資料表明,同一植物的不同器官甚至同一器官的不同部位其誘導與分化能力都大不相同。所以,適宜外植體的確定將影響組織培養的有效進行。培養基是植物組織培養的物質基礎,建立一項新的培養體系時,選擇合適的培養基是組織培養成功的前提。培養基統計結果發現:MS培養基是應用最廣泛的培養基。在其他麻類作物的研究中所用基本培養基有的有所不同,這在以後大麻組織培養中可以進行借鑒。植物生長調節劑可以調節培養物的生長發育進程、分化方向和器官發生,具有重要的作用。
轉基因技術已成為基因功能驗證的重要方法之一,主要在改善植物品質、提高植物抗性以及利用植物作為生物反應器等方面進行了大量的研究,並取得了很好的成就。大麻的轉基因技術迄今為止在國內外還未獲成功,所以熟知大麻組織培養的研究進展將為今後工業大麻的研究提供理論依據。
大麻作為彝族、苗族、瑤族等山民世代耕作的經濟作物,在雲南少數民族中有著特殊的地位。苗族、瑤族的家庭,嫁人沒有麻衣,就不成其為婚禮。但是本地人從未將其作為毒品看待。但是大麻熬制的油,大麻織成的襪子,大麻因其所含的致幻性成分四氫大麻酚(THC),曾一度被聯合國禁毒公約列為與海洛因、可卡因並列的三大毒品之一。如今,它去除毒性,卻成了中國應用廣泛、頗具競爭力的產業新熱點。
雲南是全國至今唯一一個以法規形式允許並監管工業大麻種植的省份。根據《中國農業統計年鑒》和聯合國糧農組織的統計數字顯示,中國已是工業大麻種植面積最大的國家,種植面積佔全世界一半左右。世界知識產權組織的統計稱,全球606項涉及大麻的專利中,有309項來源於中國企業和個人。
1991年前後,荷蘭、法國等國剛剛培育出低THC含量的工業大麻新品種,開始合法化種植。
1997、1998年的時候,雲南省農科院研究團隊篩選低毒含量的工業大麻本地品種。2001年通過了認證。
2010年以來,雲南共核定種植工業大麻22萬多畝,遍及13個州(市)的38個縣(市、區)。
當2014年年初,大洋彼岸的美國國會還在為剛剛通過的大麻合法種植法案歡呼時,在中國雲南,這些被稱作“工業大麻”的植物被合法種植,已悄然度過了十三年。
2016年11月國內首個工業大麻生物萃取分離基地——雲南漢素·工業大麻生物萃取分離基地落成慶典儀式在昆明舉行,目前,雲南是唯一一個以法規形式允許並監管工業大麻種植加工的省份。省公安廳禁毒局作為工業大麻花葉加工萃取分離的主管單位,下一步將在基地內設立大麻成分檢測中心,用科技力量服務國家禁毒工作。
第二次世界大戰初期,德意法西斯在歐洲大陸的軍事行動嚴重地破壞了正常的國際貿易,美國大麻纖維的歐洲供應源因此被切斷,與此同步,美國馬尼拉麻的主要供應國非律賓則因日本軍國主義對東南亞的侵略而淪陷,馬尼拉麻的種植遭到嚴重破壞,菲律賓馬尼拉麻出口數量急劇下降,這種趨勢到二戰後初期仍沒有完全恢復。而二戰前,美國國內種植和生產的大麻已經開始減少,加之美國國內棉花供應短缺,結果導致製造繩索和粗織品纖維的原料供應嚴重不足。和平時期,纖維的供應不足可能僅會影響到製造業的發展,造成消費品的短缺,然而戰爭時期,這些纖維事實上是戰略物資的重要原料,一且美國參戰,這些因素必然會影響到備戰。
2014年8月21日,公安部利用“高分一號”衛星數據和高分專項先期攻關成果,在黑龍江、內蒙古、河北等地發現了多處罌粟種植區;在吉林、內蒙古等地發現了建國以來最大面積的大麻種植區;在中朝邊界、新疆發現數十條非法越境通道;在福建發現海上大型走私油庫等。據了解,這些成果為公安部有關部門執法提供了重要信息支撐。有關人士認為,“如果通過衛星發現大麻種植區,種植的也很有可能是這種工業大麻”。