组织培养是从母株上取下极小的一块组织，培养出大量完全相同的大麻植株的方法。这块组织放在无菌容器里，长在营养凝胶上。种植者用它做三件事：清除类病毒和病毒；把一个栽培品种 (cultivar) 扩繁成成千上万株整齐一致的植株；不用养活母株也能保存这个栽培品种。
上篇讲组织培养和扦插有什么不同、由哪些激素控制，然后逐一介绍四个实际操作阶段，并给出已发表的配方和结果。下篇讲如何清除类病毒感染、搭建小型实验室、大麻特有的问题、种质保存，以及在泰国高温下如何管理培养室。
本文依据八项已发表的研究，而不是单一一篇原文。这些研究列在文末的“参考文献”中，方括号里的数字就是对应的编号。
1. 什么是组织培养，大麻种植者为什么要用它
大多数种植者用传统扦插来扩繁栽培品种：剪下一根枝条，蘸上生根激素，然后等它长根。这个方法已经用了几十年，一直行之有效。它的弱点是：每根插条都会带上母株的所有问题。
这些问题包括病毒和类病毒。类病毒是极小的感染性 RNA 链，比病毒还小。对大麻危害最大的是啤酒花潜伏类病毒（HLVd）。插条还会带着生活在组织内部的细菌。
多年来一代代从插条上再取插条，细小的遗传变化也会逐渐积累。这叫遗传漂变，是品种退化的原因之一。插条同样会把这些变化传下去。
组织培养也叫微繁殖，起始材料要小得多。通常取的是分生组织尖端，也就是枝条最顶端的生长点，可以小到 0.4–0.5 mm。放进培养体系的这块组织叫外植体（explant）。
外植体在无菌容器里的营养凝胶上生长，光照和温度都受到控制。一个外植体可以培养出大量遗传上完全相同的小苗（plantlet），也就是在容器里长出的小植株。只要外植体足够小，小苗就不会带上插条会传下去的病原体。
这个方法并不新。Murashige 和 Skoog 在 1962 年发表了他们的营养培养基，最初用于烟草组织，至今仍是基本配方 [5]。香蕉、兰花、马铃薯和草莓用这种方法做商业化繁殖已有几十年。大麻种植者是近些年才开始采用，原因有三：
- HLVd 在商业农场里悄悄蔓延，一直没人发现。 2019 年，它在美国加利福尼亚州首次见于大麻的报道 [3]。2023 年的一篇综述报告，加州约 90% 的大麻种植设施检测呈阳性，每个设施里约 30% 的植株出现症状。该综述估计，行业损失每年高达 40 亿美元 [1]。
- 医用供应链要求证明来源。 按 GACP 或 GMP 运营的农场，必须能把每一件产品追溯到它的母株。GACP（良好农业与采集规范）是药用植物的农场标准。GMP（药品生产质量管理规范）是生产药品的标准。
- 大型持证农场需要数量。 一个设施每个种植周期可能需要数万株整齐一致的植株。
译者注：泰国已经有商业化的组织培养产业，主要用于兰花和其他观赏植物。但有没有实验室出售无病的大麻小苗，或者为大麻做 HLVd 检测，是另一回事。我们没有找到公开提供这两项服务的泰国实验室。在找到这类服务之前，请计划自己做小规模培养，或者非常细致地管理好母株。
怎么做： 购买任何设备之前，先到论坛的“组织培养”版块问一问，有没有会员用过泰国实验室做大麻小苗或 HLVd 检测，并问清费用和所需时间。
2. 扦插与组织培养对比
| 传统扦插 | 组织培养 | |
|---|---|---|
| 起始材料 | 10–15 cm 的茎段插条 | 0.4–5 mm 的分生组织尖端，或带芽的茎段 |
| 病害 | 母株带什么，插条就带什么 | 可以清除类病毒、病毒和细菌 |
| 每株母株的产出 | 每次 10–30 根插条 | 一个外植体可得数百到数千株小苗 |
| 长成生根植株所需时间 | 10–14 天 | 6–12 周，但一次得到很多株 |
| 遗传稳定性 | 多年后会发生漂变 | 新芽由已有的芽长出时保持稳定 |
| 空间 | 母株房 | 小型实验室 |
| 技术要求 | 新手 | 中级到高级 |
| 成本 | 极低 | 中等到较高 |
| 长期保存 | 必须一直养活母株 | 培养物可以保存数月 |
这张表应该看作两种工具之间的选择。组织培养并不能在所有场合取代扦插。它解决的是扦插解决不了的具体问题：清除类病毒和病毒、生产规模很大且整齐一致的批次，以及不用活母株也能保存栽培品种。
译者注：在泰国和东南亚，很多种植者引进新的栽培品种时，都是从别的农场买插条。这是把红蜘蛛和蓟马、白粉病或 HLVd 带进来的最快途径。你还可能买到挂错品种名的植株。买来的插条要放在单独的空间里，远离你的母株。进入主种植间之前，先用放大镜仔细检查。还要问清卖家：母株有没有检测过 HLVd，是哪家实验室检测的，什么时候检测的。
怎么做： 写下你实际遇到的问题，比如类病毒症状、批次长势不齐，或者负担不起母株房。如果一条都不符合，扦插很可能仍然是适合你的工具。
3. 微繁殖背后的生物学
每个活的植物细胞都能重新长成一整株植物
植物细胞具有全能性。意思是任何一个活的植物细胞，都含有重新长出完整植株所需的全部遗传信息。动物细胞在发育早期就失去了这种能力。组织培养之所以可行，靠的就是全能性。
在激素配比合适的凝胶上，可以引导植物组织朝四个方向发展。它可以增殖成愈伤组织，也就是一团没有分化、没有组织结构的细胞。它可以长出芽，也可以长出根。在高级应用中，它还可以由普通体细胞而不是种子形成完整的胚（体细胞胚）。
两类激素控制培养方向
培养物往哪个方向发展，主要取决于两类植物激素之间的比例。
| 激素类别 | 例子 | 高浓度时的作用 |
|---|---|---|
| 细胞分裂素（促进枝芽和芽点形成的激素） | BAP（6-苄氨基嘌呤）、激动素、TDZ（噻苯隆） | 新芽更多 |
| 生长素（促进生根的激素；IBA 也作为插条用的生根粉出售） | IBA（吲哚-3-丁酸）、NAA（萘乙酸）、2,4-D | 根更多 |
- 细胞分裂素高、生长素低： 一个外植体长出很多新芽（增殖）。
- 细胞分裂素低、生长素高： 芽长出根（生根）。
- 两者平衡，或生长素高： 形成愈伤组织。
这个比例是你能控制的最重要的参数。比例对了，芽就能高效增殖。比例错了，你只会得到愈伤组织，或者完全不长。大麻的愈伤组织很少能再长回芽，而且带有遗传风险（见下篇第 7 节）。
第 4 节的配方在每个阶段都遵循这个逻辑：
| 阶段 | 细胞分裂素 | 生长素 | 配比 |
|---|---|---|---|
| 启动 | 0.5 mg/L BAP | 0.1 mg/L NAA | 5 : 1，温和地偏向长芽 |
| 增殖（BAP 配方） | 1.0–2.0 mg/L BAP | 0.1 mg/L NAA | 10–20 : 1，强烈偏向长芽 |
| 增殖（TDZ 配方） | 0.5 µM TDZ | 无 | 只用细胞分裂素 |
| 生根 | 无 | 2.5 µM IBA | 只用生长素 |
基因型的影响很大
基因型指某个栽培品种或某株植物的遗传构成。大多数已发表的大麻配方只在一个栽培品种上调试过。换成其他基因型，反应可能差别很大。
加拿大圭尔夫大学（University of Guelph）的 Monthony 及其同事在 2021 年发表了一篇大麻组织培养综述 [4]。在他们综述的工业大麻研究中，叶柄上的愈伤组织形成率在 27% 到 83% 之间，取决于栽培品种。下胚轴的再生率在 2% 到 71% 之间，取决于来源组织和栽培品种。下胚轴是幼苗第一对叶子以下的那段茎。
所以，一个配方在某个栽培品种上效果很好，换到另一个品种上可能完全失败。请把本文中每个已发表的配方都当作起点，再根据你自己的品系调整。
怎么做： 每个新的栽培品种都先用一个小测试批次试配方。数一数有多少外植体有反应，再决定是否扩大规模。
4. 大麻微繁殖的四个阶段
第 0 阶段：准备母株
取组织之前，母株要在洁净条件下至少养 2 周。这段时间里不做任何叶面喷施，也不用任何农药。施用均衡、中等浓度的营养液。用 18/6 光照（亮 18 小时、暗 6 小时），让母株保持旺盛的营养生长。目的是得到新鲜、长得快、没有药剂残留的嫩枝。
如有条件，开始之前先用 RT-qPCR 检测母株是否带有 HLVd。RT-qPCR 是一种实验室检测，可以检出并定量类病毒的遗传物质。检测结果决定你该用哪种外植体。检测无毒的母株，可以用更容易操作的茎段。已感染或没检测过的母株，就要用分生组织尖端（见第 1 阶段）。
译者注：在这两周以外的时间处理母株时，只能使用在泰国农业厅（กรมวิชาการเกษตร）登记过的农药，并严格按标签说明使用。参见泰国 GACP 下哪些药剂可以合法喷施。如果在泰国找不到 HLVd 检测，就把母株当作可能已经感染，从分生组织尖端开始做。
怎么做： 标记好你要用的母株，停掉对它的所有喷施，并记下日期。至少 14 天后才开始第 1 阶段。
第 1 阶段：启动——建立无菌培养
这是最关键的阶段，也是最常失败的阶段。目标是把一块植物组织移进无菌容器，同时不带进任何微生物。
选择外植体
- 茎尖（分生组织）是清除类病毒的首选。生长中的枝条最顶端那个圆顶状部位往往不带病原体，即使植株其他部位已经感染。原因是植物体内的输导通道（维管组织）还没有长到这个部位。
- Punja 及其同事（加拿大西蒙弗雷泽大学，Simon Fraser University）用的是 0.4 mm、叶原基不超过两个的茎尖 [2]。叶原基是以后会长成叶片的微小突起。
- Adkar-Purushothama 及其同事 2023 年在期刊 Viruses 上发表了一篇综述，比较了清除 HLVd 的各种方法 [1]。综述发现，培养小于 0.5 mm 的茎尖并结合低温处理，效果比单用其中任何一种方法都好。
- 切这么小的组织，需要放大镜或显微镜。
- 茎节段是 5–10 mm 长、带一个叶节及其芽的茎段。它们更容易操作，新手成功率更高。但它们不能清除类病毒。母株已经检测为无毒时，可以用它们来做增殖。
外植体表面消毒（标准方法）
- 用流动的自来水冲洗 5 分钟。
- 在 70% 乙醇中浸 30 秒。
- 在 1–2% 次氯酸钠（家用漂白水稀释约 1:5）中浸泡 10–15 分钟，并加 1–2 滴 Tween-20。Tween-20 是一种温和的表面活性剂，能让漂白水润湿整个表面。
- 在超净工作台或静置空气箱内，用无菌蒸馏水冲洗 3 次，洗掉漂白水。
- 用无菌手术刀修剪到最终尺寸。
- 放到启动培养基上。
译者注：泰国市售的家用漂白水浓度不一。请看标签上标的次氯酸钠百分比，再稀释到 1–2%。例如，6% 的产品按 1 份漂白水兑 4 份水混合，浓度就是 1.2%。要用不含香精、不含增稠剂的普通漂白水。
常用启动培养基（以 MS 为基础）
- Murashige & Skoog（MS）基本盐和维生素，即植物组织培养的标准矿质和维生素配方 [5]
- 30 g/L 蔗糖（就是普通的糖，是组织在容器里的能量来源）
- 0.5 mg/L BAP（细胞分裂素）
- 0.1 mg/L NAA（生长素）
- 7 g/L 琼脂（一种由海藻制成、让培养基凝固的凝胶）
- 用高压灭菌锅（加压蒸汽灭菌器）或高压锅给培养基灭菌之前，先把 pH 调到 5.7–5.8
激素用浓度为 1 mg/mL 的母液来量取，母液冷冻保存（配制方法见下篇第 6 节）。按这个浓度，1 升培养基中加 1 mL 母液，就是 1 mg/L。所以这个配方每升需要 0.5 mL BAP 母液和 0.1 mL NAA 母液。
预期结果。 2–4 周内，外植体应该转绿并开始生长，分生组织或节上会长出新叶。培养基变浑浊或变黄，说明培养物已被污染。长出毛茸茸的东西也说明被污染了。被污染的容器要直接丢弃，不要在工作区里打开，以免孢子扩散。
这个阶段出现损失很正常，而且可能很多。在静置空气箱里操作，损失通常会比在超净工作台里更大。静置空气箱（still air box）是一个带手孔的透明密闭塑料箱。超净工作台（laminar flow hood）是一种把过滤后的空气吹过操作台面的柜子。计划时要把损失算进去：每需要保留 1 个培养物，就启动 10–20 个外植体。早期失败并不能证明这个方法行不通。
怎么做： 每个容器都贴上标签，写明日期、母株和外植体类型。到第 4 周，数一数干净的和被污染的容器各有多少。这样你就得到自己的损耗率，可以用来做计划。
第 2 阶段：增殖
第 1 阶段得到干净、正在生长的培养物之后，就开始增殖。每隔 3–4 周，在超净工作台或静置空气箱里打开每个容器。把每一丛分成单个芽或小丛，再把每一块移到新鲜培养基上。每一次这样的转移叫做一次继代培养。
增殖培养基（以 BAP 为主，通用）
- MS 基本盐
- 30 g/L 蔗糖
- 1.0–2.0 mg/L BAP（每升加 1 mg/mL 母液 1–2 mL）
- 0.1 mg/L NAA（每升加母液 0.1 mL）
- 7 g/L 琼脂
- pH 5.7–5.8
已发表的 TDZ 大麻配方。 引用最多的大麻配方来自美国密西西比大学（University of Mississippi）的研究团队，即 Lata 及其同事（2009）[6]。他们用的是 MS 培养基，加 0.5 µM 噻苯隆（TDZ），约等于 0.11 mg/L。µM（微摩尔）是按分子数量而不是按重量来衡量浓度的单位。
在这个剂量下，100% 的外植体都有反应，每个外植体平均长出 12.6 个芽。
注意这个剂量有多低。TDZ 作用极强，加得多并不会效果更好。TDZ 过量会直接让芽变得像玻璃一样、呈水渍状（玻璃化，见下篇第 7 节）。0.11 mL 很难量准，所以要配一份浓度更低的 TDZ 母液：浓度为 0.1 mg/mL 时，每升加 1.1 mL。
很多培养物会在这个阶段衰退。 大多数入门介绍都不提这一点。Monthony 及其同事报告，从第 1 阶段植株上取得的再生外植体数量下降了 74–82% [4]。衰退的表现是芽玻璃化、长出不需要的愈伤组织，以及培养物直接死亡。
大麻确实可以增殖，但不会像电子表格推算的那样，每个周期整整齐齐地翻倍。请按你自己的栽培品种在几个周期里的实际表现做计划，而不是按理论增殖率。
怎么做： 每个栽培品种建一张记录表。每次继代时，记下移入的芽数和得到的芽数。还要记录有多少芽玻璃化、长出愈伤组织或者死亡。
第 3 阶段：生根
芽的数量够了以后，把单个芽移到生根培养基上。这时激素配比从细胞分裂素转为生长素。
生根培养基（Lata 及其同事，2009）[6]
- 半量 MS 盐
- 500 mg/L 活性炭（细的炭粉，能吸附导致褐化的物质和部分激素）
- 2.5 µM IBA（约 0.5 mg/L，即每升加 1 mg/mL 母液 0.5 mL）
- 不加细胞分裂素
- 7 g/L 琼脂
- pH 5.7–5.8
这个配方的生根率为 95%。根通常在 2–3 周内长出来。根长到 1–2 cm、能看到根毛时，小苗就可以进入第 4 阶段了。
替代方法：在容器外生根（瓶外生根，ex vitro）。 有些方法会跳过生根培养基。芽直接从增殖培养基上取下，蘸上生根激素（凝胶或 IBA 粉），然后插进无菌基质，罩上保湿罩。这样既省时间，也省培养基成本。代价是在这个转换期间，你必须更严格地控制湿度和温度。
译者注：瓶外生根和很多泰国种植者平时做的扦插很接近。在热季，放在阳光直射下或者放在没有空调的房间里，保湿罩很快就会过热。要把保湿罩放在有降温的房间里，并在罩内放一支温度计。
怎么做： 把同一个栽培品种的一个批次分成两份，分别用两种方法。3 周后，比较两种方法各有多少芽生根并存活下来。
第 4 阶段：驯化（炼苗）
很多种植者都在这个阶段损失植株。在容器里，小苗生活在接近 100% 的湿度和恒定的温度下。它们靠凝胶里的糖获得养分，也从没接触过流动的空气。突然移到普通室内空气中，变化太大，所以必须分步让它们适应。
驯化步骤
- 取出小苗，用温水轻轻洗掉根上的琼脂。根上残留的含糖琼脂会滋生霉菌。
- 种进预先润湿的无菌基质：泥炭和珍珠岩按 70:30 混合，或者用岩棉。
- 放在保湿罩下，条件为相对湿度 90–95%、22–25 °C、PPFD 100–150。PPFD 衡量到达植株的可用光有多少，单位是 µmol/m²/s。
- 第 1–7 天：保湿罩保持关闭。
- 第 7–14 天：开始把保湿罩稍微打开，先开 1 小时，再开 2 小时，然后开 4 小时。
- 第 14–21 天：完全拿掉保湿罩。
- 第 4 周起：恢复正常的营养生长条件和施肥。
用这套总体方法，Lata 及其同事报告，他们的生根植株成功地在土壤中完成了驯化 [6]。对于由包埋茎段重新长成的植株，他们报告的存活率为 90% [7]。包埋茎段就是封在凝胶珠里的茎段（见下篇第 8 节）。这些是经过调试的方法在实验室里得到的结果，在家里做损失通常更高。
在家里损失的植株，大多死于猝倒病 (damping off)。这是幼苗茎基部的腐烂，由基质里的真菌和水霉引起。最关键的两项控制措施是：用无菌基质，以及谨慎、少量地浇水。
译者注：在没有空调、气温 30–35 °C 的房间里，很难让保湿罩内保持 22–25 °C，所以这个阶段要在有降温的房间里做。雨季空气本来就潮湿，基质也干得更慢。浇水的次数要比旱季少。
怎么做： 每个批次在第 21 天和第 8 周各数一次存活的小苗。记下每一株损失的原因，这样你就知道该改进哪一步。
如果你在大麻上做过其中任何一个阶段，欢迎在本主题下方贴出你的配方、栽培品种和计数结果。也欢迎在这里提问。
参考文献
- Adkar-Purushothama, C.R., Sano, T., & Perreault, J.-P. (2023). Hop latent viroid: A hidden threat to the cannabis industry. Viruses, 15(3), 681.
- Punja, Z.K., Scott, C., Tso, H.H., Munz, J., & Buirs, L. (2025). Transmission, spread, longevity and management of hop latent viroid, a widespread and destructive pathogen affecting cannabis (Cannabis sativa L.) plants in North America. Plants, 14(5), 830.
- Bektaş, A., Hardwick, K.M., Waterman, K., & Kristof, J. (2019). Occurrence of hop latent viroid in Cannabis sativa with symptoms of cannabis stunting disease in California. Plant Disease, 103(10), 2699.
- Monthony, A.S., Page, S.R., Hesami, M., & Jones, A.M.P. (2021). The past, present and future of Cannabis sativa tissue culture. Plants, 10(1), 185.
- Murashige, T., & Skoog, F. (1962). A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum, 15(3), 473–497.
- Lata, H., Chandra, S., Khan, I.A., & ElSohly, M.A. (2009). Thidiazuron-induced high-frequency direct shoot organogenesis of Cannabis sativa L. In Vitro Cellular & Developmental Biology – Plant, 45(1), 12–19.
- Lata, H., Chandra, S., Mehmedic, Z., Khan, I.A., & ElSohly, M.A. (2012). In vitro germplasm conservation of high Δ9-tetrahydrocannabinol yielding elite clones of Cannabis sativa L. under slow growth conditions. Acta Physiologiae Plantarum, 34(2), 743–750. Client Challenge
- Lata, H., Chandra, S., Techen, N., Khan, I.A., & ElSohly, M.A. (2011). Molecular analysis of genetic fidelity in Cannabis sativa L. plants grown from synthetic (encapsulated) seeds following in vitro storage. Biotechnology Letters, 33(12), 2503–2508.
本文属于 Asiannabis 社区教育系列，仅供在允许种植大麻的地区作合法的教育用途。