摘  要：本发明属于农业种植技术领域，特别涉及一种提高巴马火麻群体雌株比例的方法。首次在火麻现蕾前期采用植物激素IAA进行诱导，实现了雌株比例的显著提升，在第一株雄花开始现蕾时，使用IAA工作液进行喷雾处理，直至所有雌花完全现蕾。经过15至30天的IAA喷雾处理，巴马火麻群体中雌株与雄株的比例由原始比例原来的1:1提升至3:1，雌株数量提升达三倍，表明IAA诱导处理能显著提高群体中植株比例，该处理方法对提高火麻籽粒产量具有重要促进作用。

 

权利要求书

1.一种提高巴马火麻群体雌株比例的方法，其特征在于，步骤为：在第一株巴马火麻雄

花开始现蕾时，使用IAA工作液进行喷雾处理，直至所有雌花完全现蕾。

2.根据权利要求1所述的提高巴马火麻群体雌株比例的方法，其特征在于：所述IAA工作液的浓度为100µM，pH为5.5-6.0。

3.根据权利要求2所述的提高巴马火麻群体雌株比例的方法，其特征在于：IAA工作液需一周内用完。

4.根据权利要求3所述的提高巴马火麻群体雌株比例的方法，其特征在于：所述喷雾处理的部位为巴马火麻植株的主茎和侧枝顶端。

5.根据权利要求4所述的提高巴马火麻群体雌株比例的方法，其特征在于：所述喷雾处理重复进行3-4次，时间间隔为一周。

6.根据权利要求5所述的提高巴马火麻群体雌株比例的方法，其特征在于：所述喷雾处理环境要求无风不影响喷雾的方向。

7.根据权利要求6所述的提高巴马火麻群体雌株比例的方法，其特征在于：所述喷雾处理以叶片湿润但无IAA工作液滴落为标准。

8.根据权利要求7所述的提高巴马火麻群体雌株比例的方法，其特征在于：处理后雌株与雄株的比例为3:1。

9.一种提高巴马火麻籽粒产量的方法，其特征在于，步骤为：通过提高巴马火麻群体中雌株比例来实现提高巴马火麻籽粒产量。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述提高巴马火麻群体中雌株比例的操作如权利要求1-8任一项所述的方法。

 

技术领域

本发明属于农业种植技术领域，特别涉及一种提高巴马火麻群体雌株比例的方法。

 

背景技术

巴马火麻（Cannabis sativa L.）是一种药食同源高价值经济作物，具有重要的药用和食用价值。作为广西的优势特色作物及国家地理标志产品，其去皮种仁—火麻仁，是上等中药材，富含被称为“植物脑黄金”的α-亚麻酸，具有抑制过敏反应、抗氧化以及杀菌消炎等多种生物活性功能；同时富含植物蛋白、磷脂酰肌醇及多种对人体健康至关重要的微量元素，如硒、锌、锰、锗等，因此被誉为“长寿圣籽”。目前，巴马火麻籽市场需求旺盛，供不应求。

然而，由于火麻为雌雄异株植物，雄株只开花散粉而不结籽，占据了约一半的种植资源（包括土地、水、肥料、人工等），却对籽粒产量毫无贡献，导致土地利用效率和整体产量偏低，在自然生长状态下雌雄比例通常为1:1，导致巴马地区火麻籽平均亩产不足100kg，严重制约了火麻产业效益的提升和区域经济发展。为解决雌雄异株导致的低产问题，本领域技术人员曾尝试寻找和选育雌雄同株的材料，尽管在栽培过程中偶有雌雄同株材料的发现，但巴马火麻的雌雄同株个体自交不结籽，只能通过异株花粉进行授粉繁殖，其F1代仍会出现雌雄分离现象，无法通过常规育种手段获得稳定遗传的雌雄同株。因此，在大田生产中提高雌株比例成为提升火麻籽产量的重要栽培策略之一。

专利201410506082.7中公开了一种诱导纯雌性工业大麻的方法，采用硫代硫酸银（STS）溶液对雌性植株主茎及侧枝的顶梢进行喷雾处理，诱导雌株上产生雄性花蕾，将雌株转换成雌雄同株，自由授粉后结籽即为纯雌性的工业大麻种子。专利202510086876.0中公开了一种通过诱导剂诱导工业大麻产生雌性种子的方法，配置包含纳米银、赤霉素、复合表面活性剂的诱导剂混合液，对工业大麻雌株全株喷施，得到种子为全雌性的工业大麻。但使用化学试剂诱导产生雌雄同株的方法，可能存在土壤残留风险导致安全性问题。因此，通过遗传育种途径获得稳定高产的雌雄同株品种在目前面临巨大技术困难。在此背景下，如何通过栽培技术手段，在不大规模改变现有品种遗传背景的前提下，有效调控火麻植株的性别分化，显著提高雌株比例，便成为提升火麻籽产量最为直接和有效的策略，也是当前火麻产业亟待突破的关键技术难题。

 

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种提高巴马火麻群体雌株比例的方法，有效调控火麻植株的性别分化，显著提高雌株比例。

本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本申请提供了一种提高巴马火麻群体雌株比例的方法，步骤为：因巴马火麻雄花比雌花现蕾提早7-15天左右，故在第一株巴马火麻雄花开始现蕾时，使用IAA工作液进行喷雾处理，直至所有雌花完全现蕾。

优选的，上述IAA工作液的浓度为100µM，pH为5.5-6.0；IAA工作液需一周内用完。

IAA工作液的配置步骤为：

配置100mM的IAA母液，用NaOH将溶液pH调节至7.0-8.0之间，用棕色试剂瓶或铝箔完全包裹的透明管分装，-20℃避光保存，如果没有冷冻保存条件，可现配现用。将IAA母液在冰上或冷水中快速解冻，并稀释至100µM的工作液，分装保存于棕色玻璃瓶或黑色塑料桶中，避光储存。注意避免反复冻融IAA母液，建议解冻后的溶液尽量一次性使用完毕。若无法一次用完，置于4°C冰箱中避光保存，并在一周内使用完毕。

优选的，上述喷雾处理的部位为巴马火麻植株的主茎和侧枝顶端。

优选的，上述喷雾处理重复进行3-4次，时间间隔为一周。

优选的，上述喷雾处理环境要求无风不影响喷雾的方向。

优选的，上述喷雾处理以叶片湿润但无IAA工作液滴落为标准。

由于巴马火麻雄花现蕾时间较雌花提早约7-15天，且群体内部开花时间存在不一致性，因此在第一株雄花开始现蕾时，选择一个阴凉无风的下午，使用100μM的IAA工作液对植株主茎及侧枝顶端进行喷雾处理，以叶片湿润但无滴落为标准。一周后，在相同天气条件下进行第二次喷雾，连续处理3至4次，直至所有雌花完全现蕾。

优选的，上述处理后雌株与雄株的比例为3:1。

经过15至30天的IAA喷雾处理，并经三次重复实验统计，巴马火麻群体中雌株与雄株的比例由原始比例调整为3:1，雌株数量提升达2倍，表明IAA诱导处理能显著提高群体中植株比例，该处理方法对提高火麻籽粒产量具有重要促进作用。

第二方面，本申请还申请保护一种提高巴马火麻籽粒产量的方法，步骤为：通过提高巴马火麻群体中雌株比例来实现提高巴马火麻籽粒产量。

优选的，上述提高巴马火麻群体中雌株比例的操作如上述一种提高巴马火麻群体雌株比例的方法。

本发明具有以下有益效果：

本申请提供了一种提高巴马火麻群体雌株比例的方法，首次在火麻现蕾前期采用植物激素IAA进行诱导，实现了雌株比例的显著提升，在第一株雄花开始现蕾时，使用IAA工作液进行喷雾处理，直至所有雌花完全现蕾。经过15至30天的IAA喷雾处理，巴马火麻群体中雌株与雄株的比例由原始比例原来的1:1提升至3:1，雌株数量提升达2倍，表明IAA诱导处理能显著提高群体中植株比例，该处理方法对提高火麻籽粒产量具有重要促进作用。

 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为巴马火麻MADS-box基因结构特征，其中A为MADS-box基因进化树；B为MADS-box基因motif基序特征；C为MADS-box基因保守结构域特征。

 
图1

图2为巴马火麻MADS-box基因顺式元件特征，A为MADS-box基因上游-2000bp启动子顺式原件；B为启动子顺式原件的类别；C为启动子顺式原件的统计。

  

图2

图3为不同植物激素处理巴马火麻的特性，A为对照；B为IAA处理后火麻植株特征；C为ABA处理后火麻植株特征；D为水杨酸处理后火麻植株特征；E为MeJA处理后火麻植株特征；F为GA3处理后火麻植株特征；其中红色箭头表示雌花花序，黑色箭头表示雄花花序。

  

图3

 

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下述实验例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。

本发明通过在巴马火麻现蕾前期，对植株主茎及其侧枝顶端喷施浓度为100μM的IAA溶液，平均一周喷施一次，连续喷施3-4次，直至植株雌花全部现蕾。通过IAA诱导处理，火麻雌株与雄株的比例由原来的1:1提高至3:1，显著提升了雌株群体的比例，从而有利于提高火麻籽粒的产量。本发明首次在火麻现蕾前期采用植物激素IAA进行诱导，实现了雌株比例的显著提升。与前人在工业大麻研究中使用化学试剂诱导产生雌雄同株的方法不同，本发明是在火麻生殖发育早期通过激素干预促使雄株向雌株转化。本发明具有操作安全性高、操作简便、成本低廉等优势，是提升巴马火麻籽粒产量的一项关键技术，具备广阔的应用前景。

本发明提供的一种提高巴马火麻群体雌株比例的方法，首次在火麻现蕾前期采用植物激素IAA进行诱导，实现了雌株比例的显著提升，在第一株雄花开始现蕾时，使用IAA工作液进行喷雾处理，直至所有雌花完全现蕾。经过15至30天的IAA喷雾处理，巴马火麻群体中雌株与雄株的比例由原始比例原来的1:1提升至3:1，雌株数量提升达2倍，表明IAA诱导处理能显著提高群体中植株比例，该处理方法对提高火麻籽粒产量具有重要促进作用。

 

实施例

本发明基于巴马火麻的转录组测序结果，筛选并鉴定出49个与花器官发育相关的MADS-box基因（命名为CsMADS1-CsMADS49）（图1）。其中45个基因与参考基因组大麻（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/datasets/genome/GCF_029168945.1/）的MADS-box基因同源具有同源性，3个基因与大豆的MADS-box基因同源，另有1个基因与小麦的MADS-box基因同源。通过对上述同源MADS-box基因启动子区域的顺式作用元件进行分析，发现其中有262个元件与植物激素响应相关，主要包括生长素（IAA）、脱落酸（ABA）、赤霉素（GA）、茉莉酸甲酯（MeJA）和水杨酸（SA）应答元件（图2）。

通过盆栽实验，在火麻幼苗6-8片真叶期，通过短日（白天/黑夜=10:14）处理火麻幼苗，同时采用上述相应激素处理火麻幼苗植株，每隔7-10天处理一次，连续处理3-4次。

实验结果表明：

（1）除GA3处理能促进植株茎节生长外，其它激素处理对火麻植株株高生长无显著影响（表1）；

（2）除GA3处理外，其它四种激素处理的植株都在短日处理约16-18天左右现蕾（图3A-E）；而GA3处理的植株开花现蕾时间显著延长，直至短日处理60天左右仅有少数个体开花，且花序形态也发生了明显变化（图3F）；

（3）除IAA处理能显著提高火麻雌花比例外，其它三种激素（ABA，MeJA和水杨酸）对火麻性别分化未表现出显著影响。

因此，在火麻种植过程中，可适当喷施IAA以提高群体雌株的比例，从而实现籽粒产量的提升。本发明不仅对提高火麻籽粒产量有重要促进作用，同时也对推动区域农业经济发展具有重要意义。

具体操作步骤如下：

（1）配置浓度为100mM的激素存储液，调节溶液pH值，其中IAA，ABA、MeJA和GA3的存储液pH值调节至5.5-6.0左右，水杨酸存储液pH值调节至3.0-3.5左右。用棕色试剂瓶或铝箔完全包裹的透明管分装，-20℃避光保存，如果没有冷冻保存条件，可现配现用。

（2）将上述激素存储液（母液）在冰上或冷水中快速解冻，并稀释至100μM的工作液，分装保存于棕色玻璃瓶或黑色塑料桶中，避光储存。注意避免反复冻融母液，建议解冻后的溶液尽量一次性使用完毕。若无法一次用完，置于4℃冰箱中避光保存，并在一周内使用完毕。

（3）由于巴马火麻雄花现蕾时间较雌花提早约一周，且群体内部开花时间存在不一致性，因此在第一株雄花开始现蕾时，选择一个阴凉无风的下午，使用100μM的IAA工作液对植株主茎及侧枝顶端进行喷雾处理，以叶片湿润但无滴落为标准。一周后，在相同天气条件下进行第二次喷雾，连续处理3至4次，直至所有雌花完全现蕾。

表1 不同激素处理对火麻生长的影响

  

表2 不同激素处理对火麻性别分化的影响

  

注：NA表示由于GA3处理火麻植株导致开花现蕾期延长，且花序形态发生改变，无法采集性别分化的有效数据。

（4）由表1和表2可知，经过15至30天的IAA喷雾处理，并经三次重复实验统计，除IAA处理能显著提高巴马火麻群体中雌花比例外，雌株与雄株的比例由原始比例调整为3:1，雌株数量提升了2倍，其它三种激素（ABA，MeJA和水杨酸）对火麻性别分化未表现出显著影响。此外，GA3处理导致火麻开花现蕾时间显著延长，并且花序形态也发生了明显变化。结果表明，适当浓度IAA诱导能显著提高火麻群体雌株的植株比例，研究对火麻籽粒产量提升具有重要指导意义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

 

文章摘自国家发明专利，一种提高巴马火麻群体雌株比例的方法，发明人:廖小芳，侯文焕，唐兴富等，申请号:202511467139.1，申请日:2025.10.14。