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大麻素是大麻植物产生的次级天然产物。在许多具有治疗潜力的药用植物中,工业大麻是具有大规模应用前景的植物。大麻素主要分布在雌株花萼等处的腺毛中,雌性植株所占比例直接影响大麻素产量,因此提高群体中雌株比例非常重要。大麻素的合成非常复杂,受内源基因和外界环境的影响。其中,外源激素处理被认为可影响许多植物次生代谢物合成,但关于外源激素对大麻素的影响研究较少。因此,亟待开展大麻素响应外源激素的合成机制及其基因调控网络的研究,以期对本领域的理论研究和实践应用提供参考,同时对大麻种质资源的优化有一定的意义。本研究利用乙烯利(ETH)、赤霉素(GA3)、激动素(KT)和生长素(IAA)对工业大麻DMG233浸种处理,ETH、GA3和KT对工业大麻材料DMG227喷施处理,并对20 mg/L KT喷施处理工业大麻材料DMG227进行转录组测序。试验结果可为提高工业大麻中主要大麻素大麻二酚(CBD)和四氢大麻酚(THC)含量及其合成机制研究提供一定参考,主要研究结果如下所示:1、浸种处理:利用1、5、10 mg/L的KT,1、50、100 mg/L的ETH,10、50、100 mg/L的GA3和IAA浸种处理。其中,在KT和GA3处理条件下,种子发芽率随激素浓度的提高显著降低;100 mg/L ETH可显著提高大麻植株群体中的雌株比例,雌雄比例达到1.57:1;同时测量了THC的含量,发现ETH和GA3处理后,THC含量显著降低。2、喷施ETH处理:10 mg/L、100 mg/L和200 mg/L浓度的ETH喷施处理花期两周、四周和六周工业大麻。100 mg/L ETH喷施花期两周工业大麻,处理结束4周取样可显著提高CBD和THC含量,分别提高了50.24%和52.94%;100 mg/L和200 mg/L ETH喷施花期四周工业大麻,处理结束2周取样可显著提高CBD与THC含量,CBD分别提高了53.16%和54.43%,THC均提高了35.71%。三种浓度ETH喷施花期六周工业大麻都可显著降低CBD和THC含量。喷施ETH对工业大麻生物产量无影响。3、喷施GA3处理:10 mg/L、100 mg/L和200 mg/L浓度的GA3喷施处理花期两周、四周和六周工业大麻。不同浓度GA3处理花期两周工业大麻,处理结束24 h取样CBD与THC含量显著提高,处理结束4周取样CBD与THC含量显著降低;处理花期四周的工业大麻,处理结束24h取样CBD与THC含量无显著差异,处理结束2周取样CBD与THC含量显著降低。10 mg/L和100 mg/L GA3喷施花期六周可显著降低CBD与THC含量。因此,GA3不适合做大麻素增产的外源激素。4、喷施KT处理:20 mg/L、40 mg/L和100 mg/L浓度的KT喷施处理花期两周、四周和六周工业大麻。20 mg/L和40 mg/L KT喷施花期两周工业大麻,处理结束4周取样可显著提高CBD和THC含量,CBD分别提高了69.08%和50.72%,THC分别提高了41.18%和35.29%;100 mg/L KT喷施花期四周工业大麻,处理结束2周取样可有效提高CBD和THC含量,CBD与THC分别提高了23.42%和21.43%。三种浓度KT喷施花期六周工业大麻都可显著降低CBD和THC含量。喷施KT对生物产量无影响。5、转录组测序分析:20 mg/L KT喷施处理花期两周的工业大麻品系DMG227,在处理结束1天、10天、20天和30天分别取样,检测CBD和THC含量,对30天取样开展转录组测序。取对照组与处理组,每组3个生物学重复,共6个样品。KT喷施处理可显著提高植株的CBD与THC含量。差异基因的KEGG富集分析表明,12个Pathway显著富集,其中倍半萜和三萜生物合成、亚油酸代谢、类黄酮生物合成和苯丙烷生物合成等次生代谢途径显著富集;CBD与THC含量检测表明处理均显著高于对照。