孫 輝 張風(fēng)廷 王永波 葉志杰 秦志列 白秀成 楊吉芳高建剛 趙昌平

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雄性不育小麥BS210育性轉(zhuǎn)換特性

孫 輝**張風(fēng)廷**王永波 葉志杰 秦志列 白秀成 楊吉芳高建剛 趙昌平*

北京市農(nóng)林科學(xué)院北京雜交小麥工程技術(shù)研究中心/ 雜交小麥分子遺傳北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100097

二系法雜交小麥屬我國原創(chuàng)性成果, 溫光敏雄性不育小麥?zhǔn)嵌捣s交小麥應(yīng)用的核心。BS210是本課題組選育的小麥雄性不育材料, 2012—2014年通過3個(gè)生態(tài)區(qū)分期播種試驗(yàn)和人工氣候箱溫光調(diào)控試驗(yàn), 研究了BS210的育性轉(zhuǎn)換特性。在不育制種生態(tài)區(qū), 適期播種條件下, BS210的不育度可達(dá)95%~100%, 其安全制種播種時(shí)期為安徽阜陽9月30日至10月10日、云南麗江9月30日; 在可育繁種生態(tài)區(qū), 晚播條件下, BS210的自交結(jié)實(shí)率可達(dá)70%以上, 其安全繁種播種時(shí)期為北京海淀11月10日、北京順義9月30日至11月10日。BS210以溫度敏感為主, 光照時(shí)長對(duì)BS210育性影響較小, 溫度轉(zhuǎn)換敏感期為藥隔至單核期。在光照10.0~12.5 h時(shí), 其溫度轉(zhuǎn)換閾值為10~12°C; 在光照14 h時(shí), 其溫度轉(zhuǎn)換閾值為8~10°C。在短日低溫條件下, 花粉粒碘染以染敗為主, 表現(xiàn)為不育; 在長日高溫條件下, 花粉粒碘染為圓形、黑染, 表現(xiàn)為可育。通過明確BS210育性轉(zhuǎn)換特性, 為指導(dǎo)BS210安全制繁種生態(tài)區(qū)的選擇提供理論依據(jù)。

二系雜交小麥; 溫光敏雄性不育; 育性轉(zhuǎn)換

雜交小麥被認(rèn)為是今后小麥產(chǎn)量大幅度提高的重要途徑。近50年來, 國際小麥雜種優(yōu)勢利用主要集中于“三系法”和“化殺法”兩種途徑, 但至今未能實(shí)現(xiàn)雜交小麥的大面積推廣。進(jìn)入21世紀(jì), 我國創(chuàng)建的“二系雜交小麥應(yīng)用技術(shù)體系”逐步完善, 具有制種程序簡便、成本低等優(yōu)點(diǎn), 開始進(jìn)入快速示范應(yīng)用階段[1]。

小麥雄性不育研究始于1951年, 日本學(xué)者Kinara[2]將普通小麥細(xì)胞核導(dǎo)入尾形山羊草細(xì)胞質(zhì)中產(chǎn)生A型雄性不育系。1962年, 美國的Wilson和Ross[3]利用提莫菲維小麥()與普通小麥雜交, 育成了世界上第一個(gè)具有實(shí)用價(jià)值的T型不育系, 并三系配套。1979年, Sasakuma和Ohtsuka[4]報(bào)道了具有D2型山羊草細(xì)胞質(zhì)普通小麥“農(nóng)林26”的育性表現(xiàn)與光照時(shí)長變化有關(guān); 后續(xù)研究表明, 具有D2型細(xì)胞質(zhì)的農(nóng)林26在≥15 h長日照條件下幾乎雄性完全不育, 而在≤14.5 h短日照條件下則育性恢復(fù)[5-7]。近年來, 我國陸續(xù)發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用了一批不同類型溫光敏雄性不育小麥材料, 如何覺民等[8]利用小麥遠(yuǎn)緣雜交, 發(fā)現(xiàn)了核型溫光敏雄性不育材料ES-3、ES-4、ES-5等; 譚昌華等[9]通過雜交選育, 發(fā)現(xiàn)并培育出溫光型核不育小麥C49S和C86S; 趙昌平等[10]育成了ZP35、組1、BS366等一批冬性小麥溫光敏不育系; 榮德福等[11]培育了兩極光敏型雄性不育小麥337S。

小麥溫光敏雄性不育屬于基因與環(huán)境互作雄性不育類型[12]。趙昌平等[10]提出了“小麥雄性育性的相對(duì)性原理”, 認(rèn)為可以通過環(huán)境條件的改變實(shí)現(xiàn)小麥雄性器官的完全不育或完全可育, 達(dá)到生產(chǎn)雜交種的目的。不同類型的不育系表現(xiàn)出不同的育性光溫轉(zhuǎn)換特點(diǎn)。在溫光敏不育小麥中, C49S溫光敏感時(shí)期為孕穗期, 臨界光照時(shí)長12 h, 臨界溫度為12~14℃[13]; ES-10溫光敏感時(shí)期為雌雄蕊分化期至四分體形成期, 臨界光照時(shí)長小于11.5 h, 臨界溫度為9~11℃[14-15]。在溫敏不育小麥中, A3314的敏感時(shí)期為孕穗期, 臨界溫度為18℃[16]; KTP3314A的敏感時(shí)期為四分體至單核期, 臨界溫度為18~20℃[17]; BNS的敏感時(shí)期為雌雄蕊分化期至四分體形成期, 臨界溫度為8~12℃[18-19]。此外, BS20為低溫短日不育, 敏感時(shí)期為藥隔形成期至單核期, 臨界溫度為10~12℃[20]; 337S在穗分化階段的短日低溫和長日高溫條件下均表現(xiàn)不育, 在適當(dāng)?shù)牟テ诒憩F(xiàn)可育[21]。光照強(qiáng)度對(duì)溫光敏雄性不育小麥的育性有重要影響, 但不同材料對(duì)光照強(qiáng)度的響應(yīng)程度有差異[22]。

溫光敏雄性不育小麥?zhǔn)嵌捣s交小麥應(yīng)用的核心, 其育性轉(zhuǎn)換受光和溫的調(diào)控。在不育條件下, 可以實(shí)現(xiàn)雜交種生產(chǎn); 在可育條件下, 可以自我繁殖。明確不育系的育性轉(zhuǎn)換特性, 可以很好地為不育系材料安全制種和繁種提供技術(shù)支撐。BS210是北京雜交小麥工程技術(shù)研究中心2000年育成的一個(gè)優(yōu)良溫光敏雄性不育系, 具有異交結(jié)實(shí)性好, 開穎角度大, 開穎歷時(shí)長, 配合力高, 恢復(fù)源廣等優(yōu)點(diǎn), 其配制的雜交小麥品種京麥6號(hào), 已在生產(chǎn)上大面積使用。本研究通過多生態(tài)區(qū)分期播種鑒定與人工氣候箱溫光調(diào)控試驗(yàn)相結(jié)合, 進(jìn)一步揭示BS210育性轉(zhuǎn)換特性, 為其規(guī)?；咝О踩闹品N與繁殖種植區(qū)的建立提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

小麥溫光敏雄性不育系BS210源自普通小麥組合(北農(nóng)2號(hào)/冀麥36)系選單株, 為紅粒、冬性品種, 2011—2012年度在3個(gè)不同生態(tài)點(diǎn)田間種植, 全生育期231~260 d, 株高61~78 cm, 株型半直立, 長芒, 高抗白粉病, 其主要農(nóng)藝特性見表1。對(duì)照為常規(guī)小麥品種京麥9158。

表1 2011–2012年度BS210在3個(gè)生態(tài)點(diǎn)的田間表現(xiàn)

E1~E3表示3個(gè)生態(tài)試驗(yàn)點(diǎn), 依次是北京(海淀、順義)、安徽阜陽和云南麗江。

E1–E3 indicate the three test locations, namely Haidian and Shunyi of Beijing, Fuyang of Anhui, and Lijiang of Yunnan.

1.2 多生態(tài)區(qū)分期播種試驗(yàn)明確BS210安全制種、繁種播期

2011—2012年度和2012—2013年度小麥生長季, 分別在北京海淀(39o58′ N, 116o18′ E, 海拔50 m)、北京順義(40o08′ N, 116o39′ E, 海拔35 m)、安徽阜陽(32o35′ N, 117o14′ E, 海拔17.5 m)和云南麗江(26o86′ N, 100o25′ E, 海拔2416 m)進(jìn)行田間試驗(yàn), 其中北京海淀和順義為BS210繁種區(qū), 安徽阜陽和云南麗江為雜交小麥制種區(qū)。在各試點(diǎn)均分5期播種, 播種時(shí)期依次是9月30日、10月10日、10月20日、10月30日和11月10日。小區(qū)行長1.5 m, 種4行, 行距25 cm, 株距3 cm。每試點(diǎn)均設(shè)2次重復(fù)。

1.3 溫光調(diào)控試驗(yàn)明確BS210溫光敏感時(shí)期和溫度轉(zhuǎn)換閾值

試驗(yàn)在人工氣候箱(KBW, 德國Binder)內(nèi)進(jìn)行。溫度和光照敏感期試驗(yàn)于2012年10月至2013年6月進(jìn)行, 光溫互作試驗(yàn)于2013年10月至2014年6月進(jìn)行。試驗(yàn)苗于10月1日播種于花盆, 置于田間, 花盆26 cm × 23 cm, 每盆留苗8株, 底肥施磷酸二胺0.88 g、尿素0.63 g, 于四葉一心期再追施尿素0.63 g。春化完成后, 將花盆移入溫室, 直到苗生長至所需生育期, 然后移入人工氣候箱進(jìn)行不同溫度和光照處理, 非處理時(shí)期生長條件控制為光照時(shí)長12 h d-1, 抽穗前溫度12℃, 抽穗后溫度16℃。每處理4盆, 每盆8株, 試驗(yàn)重復(fù)2次。

溫度敏感期試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理時(shí)期, 分別為小花分化至雌雄蕊分化期、雌雄蕊分化至藥隔期、藥隔至四分體期、四分體至單核期。低溫(10℃)處理, 光照時(shí)長12 h d-1, 處理時(shí)間8 d。

光照敏感期試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理時(shí)期, 分別是二棱至小花分化期、小花分化至藥隔期、藥隔至單核期; 設(shè)3個(gè)光照時(shí)長處理, 分別為10、12和14 h d-1, 溫度12℃, 處理時(shí)間16 d。

光溫互作為藥隔至單核期的雙因子交互試驗(yàn), 處理平均溫度為8℃、10℃、12℃、14℃、16℃ (圖1), 處理光照時(shí)長為10、12和14 h d-1。小麥抽穗期掛牌定株, 抽穗后3~4 d, 取穗中部第1位或第2位小花的花藥, 用碘-碘化鉀染色, 觀察花粉粒育性。

1.4 田間調(diào)查與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

于開花前對(duì)每株主莖穗和1~2個(gè)分蘗穗套袋, 成熟后調(diào)查小穗數(shù)和穗粒數(shù)。結(jié)實(shí)率(%) = 穗粒數(shù)/ (小穗數(shù)× 2) × 100。采用SPSS20.0軟件統(tǒng)計(jì)分析, 用Duncan’s法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 多生態(tài)區(qū)分期播種試驗(yàn)

在不同生態(tài)點(diǎn)的分期播種試驗(yàn)中, BS210在繁種區(qū)的結(jié)實(shí)率明顯高于制種區(qū)。在北京海淀, BS210晚播結(jié)實(shí)率高于早播, 11月10日播種的結(jié)實(shí)率最高, 2011—2012與2012—2013年度分別為82.82%和73.09%, 顯著高于10月30日前的播種處理, 表明11月10日播種可安全繁種。在北京順義, 隨著播期推遲結(jié)實(shí)率有所增加, 但不同播期之間結(jié)實(shí)率差異較小, 也是以11月10日播種的結(jié)實(shí)率最高, 兩年度結(jié)實(shí)率分別為76.42%和78.60%, 表明9月30日至11月10日播種均可安全繁種(表2)。

在安徽阜陽和云南麗江, 不同播種時(shí)期之間晚播結(jié)實(shí)率都顯著高于早播。在阜陽, 兩年度試驗(yàn)中10月30日、11月10日播種與9月30日、10月10日播種相比結(jié)實(shí)率差異顯著, 9月30日和10月10日播種的結(jié)實(shí)率低于2%, 達(dá)到高度不育, 為安全制種播種時(shí)期。在麗江, 9月30日播種兩年度的結(jié)實(shí)率分別為2.05%和1.59%, 為安全制種播種時(shí)期; 10月20日、10月30日和11月10日播種與前兩個(gè)播種時(shí)期相比結(jié)實(shí)率顯著提高(表2)。

對(duì)照品種京麥9158雖然不同地區(qū)分期播種晚播結(jié)實(shí)率高于早播結(jié)實(shí)率, 但差異不顯著, 不同年份、不同地域、不同播種時(shí)期的結(jié)實(shí)率均達(dá)到80%以上(表2)。

以上分析表明, 不同生態(tài)區(qū)、播種時(shí)期對(duì)BS210和京麥9158結(jié)實(shí)率影響是不同的。不同地域、播種時(shí)期對(duì)BS210的育性影響非常明顯, 結(jié)實(shí)率差異顯著; 對(duì)京麥9158的育性影響較小, 育性表現(xiàn)正常。

2.2 低溫和光照敏感期及溫光互作條件下BS210的育性轉(zhuǎn)換

2.2.1 BS210育性轉(zhuǎn)換的溫度敏感期 在不同的穗分化階段進(jìn)行低溫(10℃)處理, BS210的結(jié)實(shí)率差異很大, 以藥隔至四分體期的結(jié)實(shí)率最低, 其次是四分體至單核期, 且顯著低于其他生育期(表3), 說明該穗分化階段育性對(duì)低溫最敏感, 低溫與該生育階段相遇則制種安全性較高。對(duì)照京麥9158各處理的結(jié)實(shí)率均達(dá)70%左右, 育性表現(xiàn)穩(wěn)定和正常, 對(duì)低溫不敏感。

2.2.2 BS210育性轉(zhuǎn)換的光照敏感期 3個(gè)生育階段的3個(gè)光照長度處理表明, BS210在相同處理期不同光照時(shí)長下的結(jié)實(shí)率差異不顯著, 說明BS210對(duì)光照時(shí)長反應(yīng)不敏感。藥隔至單核期各光照時(shí)長處理, BS210的結(jié)實(shí)率介于10%~20%之間, 而另兩個(gè)時(shí)期處理的結(jié)實(shí)率都在40%以上(表4), 原因是藥隔至單核期是BS210的溫度敏感時(shí)期, 本試驗(yàn)的背景溫度是12℃, 這一溫度導(dǎo)致BS210在藥隔至單核期結(jié)實(shí)率較低, 而非光照時(shí)長直接引起的結(jié)實(shí)率低。對(duì)照京麥9158在所有處理中的結(jié)實(shí)率均在70%以上, 表現(xiàn)正常, 對(duì)不同光照時(shí)長和處理期反應(yīng)均不敏感(表4)。

表2 BS210和京麥9158在3個(gè)生態(tài)點(diǎn)的結(jié)實(shí)率

E1~E3表示3個(gè)生態(tài)試驗(yàn)點(diǎn), 依次是北京(海淀、順義)、安徽阜陽和云南麗江。同一年度中, 數(shù)據(jù)后不同字母表示同一品種各播期處理間有顯著差異(< 0.05)。

E1–E3 indicate the three test locations, namely Haidian and Shunyi of Beijing, Fuyang of Anhui, and Lijiang of Yunnan. In each growing year, values followed by different letters are significantly different among different treatments at< 0.05.

表3 BS210在不同穗分化階段低溫(10 °C)處理的結(jié)實(shí)率

數(shù)據(jù)后不同字母表示各處理間的差異顯著(< 0.05)。對(duì)照為正常溫度處理。

Values followed by different letters are significantly different among treatments at< 0.05. The control is under normal temperature.

2.2.3 光溫互作條件下BS210的育性轉(zhuǎn)換 在明確了BS210溫度、光照敏感期的基礎(chǔ)上, 為了精確分析BS210溫光互作關(guān)系, 利用人工氣候箱進(jìn)行5×3溫光互作試驗(yàn)。結(jié)果表明, 溫度對(duì)BS210結(jié)實(shí)率的作用極顯著, 光照時(shí)長作用不顯著, 溫光互作效應(yīng)不顯著(表5)。因此認(rèn)為, BS210育性轉(zhuǎn)換過程中, 溫度對(duì)育性起主要作用。

表4 BS210在3個(gè)穗分化階段不同光照長度下的結(jié)實(shí)率

HPD: 每天光照時(shí)間(h)。對(duì)照品種為京麥9158。數(shù)據(jù)后不同字母表示同一品種相同穗分化階段的不同光照處理差異顯著(< 0.05)。

HPD: hours of photoperiod. The control line is Jingmai 9158. Values followed by different letters are significantly different among photoperiod treatment within the same cultivar and the same stage of spike differentiation at< 0.05.

表5 溫光互作試驗(yàn)的方差分析

在各個(gè)光照時(shí)長處理下, BS210的結(jié)實(shí)率都是隨著處理溫度的提高而增加, 均溫8℃處理結(jié)實(shí)率最低, 均溫12℃以上結(jié)實(shí)率顯著提高, 均溫16℃處理結(jié)實(shí)率最高。在光照10 h d-1和12 h d-1條件下, BS210在均溫8℃和10℃時(shí)結(jié)實(shí)率都低于5%, 且兩處理差異不顯著, 而均溫12℃以上處理結(jié)實(shí)率超過15%, 顯著高于均溫8℃和10℃處理; 在光照14 h d-1條件下, BS210在均溫8℃時(shí)結(jié)實(shí)率低于5%, 而均溫10℃處理的結(jié)實(shí)率顯著升高至8.61% (表6)。因此, BS210育性轉(zhuǎn)換, 光照10 h d-1和12 h d-1時(shí)溫度閾值為10~12℃, 光照14 h d-1時(shí)溫度閾值為8~10℃。

阜陽點(diǎn)的田間試驗(yàn)與人工氣候箱試驗(yàn)結(jié)果一致。在阜陽, 隨著播期推遲, BS210的結(jié)實(shí)率逐漸升高, 所對(duì)應(yīng)的溫度敏感時(shí)期平均氣溫也不斷提高(表7)。9月30日和10月10日播期處理, 兩年的結(jié)實(shí)率都低于5%, 敏感時(shí)期平均溫度為10.3~11.6℃; 播期推遲至10月20日或更晚時(shí), BS210的結(jié)實(shí)率超過10%, 并隨著播期推遲而逐步增加, 與此同時(shí), 敏感時(shí)期的平均溫度也逐步提高。阜陽地區(qū)在敏感期內(nèi)每天平均光照時(shí)長約為12.5 h, 田間觀測結(jié)果進(jìn)一步證實(shí), 在此光照條件下BS210的溫度轉(zhuǎn)換閾值為10~12℃。

表6 溫光互作處理下BS210的結(jié)實(shí)率

數(shù)據(jù)后不同字母表示相同光照條件的不同溫度處理間差異顯著(< 0.05)。HPD: 每天光照時(shí)間(h)。

Values followed by different letters are significantly different among temperature treatments under the same photoperiod (< 0.05). HPD: hours of photoperiod.

表7 BS210在安徽阜陽溫度敏感時(shí)期平均溫度和自交結(jié)實(shí)率

阜陽地區(qū)溫度敏感時(shí)期的平均光照時(shí)長為12.5 h d-1。結(jié)實(shí)率后不同字母表示不同播期處理間有顯著差異(< 0.05)。

During the thermo-sensitivity period, the average photoperiod in Fuyang is 12.5 h. Seed-setting rates followed by different letters are significantly different among different treatments at< 0.05.

BS210在短日低溫(10 h d-1, 10℃)條件下, 花藥不開裂, 碘–碘化鉀染色表明, 花粉粒形狀多數(shù)正常, 但不能被染色或染色淺, 花粉粒敗育; 在長日高溫(14 h d-1、16℃)條件下, 花藥開裂, 花粉粒為圓形、被染成黑色, 花粉粒可育(圖2)。

A: 10 h d-1和10℃條件下, BS210花藥不開裂; B: 14 h d-1和16℃條件下, BS210花藥開裂; C: 10 h d-1和10℃條件下, 花粉粒不能被碘–碘化鉀染色或染色淺; D: 14 h d-1和16℃條件下, 碘–碘化鉀染色后花粉粒呈黑色。

A: no anther dehiscence of BS210 under 10 h d-1and 10°C condition; B: anther dehiscence of BS210 under 14 h d-1and 16°C condition; C: anthers were not stained or lightly stained by I2-KI under 10 h d-1and 10°C condition; D: anthers were stained black with I2-KI under 14 h d-1and 16°C condition.

3 討論

利用小麥雄性不育系生產(chǎn)雜交種, 是目前小麥雜種優(yōu)勢利用的最有效途徑。隨著中國二系雜交小麥技術(shù)體系的構(gòu)建完成, 選育各種類型優(yōu)良溫光敏雄性不育系已成為二系雜交小麥的重點(diǎn)內(nèi)容。大量測試結(jié)果表明, 以溫度敏感主導(dǎo)的雄性不育是小麥溫光敏雄性不育資源群體中的主體, 優(yōu)良溫敏型不育系應(yīng)用的關(guān)鍵是安全制種生態(tài)區(qū)的選擇, 跨區(qū)域的異地制種有利于提高二系雜交小麥制種的純度和安全性。本研究表明, BS210以溫度敏感為主, 在北緯33°以南的安徽阜陽、云南麗江, 適期播種時(shí)可高度不育, 適合雜交制種。本課題組2002—2015年在這兩地進(jìn)行大面積制種, 制種純度為96%~99%; 而在北緯40°以北的北京地區(qū)晚播種植, BS210育性可恢復(fù)到70%以上。2013—2015年, 以BS210為母本配置的雜交小麥組合中, 篩選出比臨近對(duì)照品種中麥175增產(chǎn)10%以上的組合4個(gè), 其中一個(gè)組合增產(chǎn)達(dá)20.1% (表8)。表明不育系BS210不僅育性穩(wěn)定, 已初步建立了繁種和制種體系, 而且由BS210配制的雜交組合具有明顯的增產(chǎn)效果, 具有良好的應(yīng)用前景。本研究通過人工氣候箱試驗(yàn)以及多年多點(diǎn)的田間觀測, 充分驗(yàn)證了BS210育性轉(zhuǎn)換的溫度和光照條件, 明確了該不育系在繁種和制種時(shí)敏感期和溫度轉(zhuǎn)換閾值, 并提出了繁種地和制種地的適宜播種時(shí)期, 為生產(chǎn)上進(jìn)一步安全、有效地利用BS210提供了理論支持。

不同類型的溫光敏不育系具有不同的溫光反應(yīng)特點(diǎn), 將多生態(tài)區(qū)多年分期播種試驗(yàn)與精密人工氣候箱溫光調(diào)控試驗(yàn)相結(jié)合, 是揭示不育系不育特性的有效方法, 為二系雜交小麥科學(xué)安全利用該不育系提供有價(jià)值的理論指導(dǎo)。ES-8、ES-10、BNS的敏感時(shí)期在雌雄蕊至四分體時(shí)期[14-15, 18-19, 23]; C49S、A3314的敏感時(shí)期在孕穗期[13, 16]。本研究表明, BS210育性轉(zhuǎn)換的溫度敏感時(shí)期為藥隔至單核期, 不同于上述不育系, 其溫度敏感時(shí)期處于上述兩類不育系之間。BS210表現(xiàn)溫度敏感為主, 不論是人工氣候箱溫光調(diào)控試驗(yàn)還是田間試驗(yàn), 溫度轉(zhuǎn)換閾值范圍是一致的, 在光照10.0~12.5 h d-1時(shí), 其溫度轉(zhuǎn)換閾值為10~12℃; 在光照14 h d-1時(shí), 溫度轉(zhuǎn)換閾值為8~10℃, 這與C49S的臨界溫度12~14℃、A3314的臨界溫度18℃存在差異[13,16], 但與BNS (8~12℃)、ES-10 (9~11℃)和BS20的臨界溫度(10~12℃)較為接近[14, 18-20]。另外, 碘–碘化鉀染色結(jié)果表明, BS210花粉粒以染敗為主, 不同于ES-14、K78S、BNS以典敗為主的花粉粒敗育類型, 而與ES-10、A3017、BS20的敗育類型相同[15, 20, 24-26]。

表8 2013–2015年BS210配制的雜交小麥組合的產(chǎn)量表現(xiàn)

增產(chǎn)率對(duì)照品種為中麥175 (與臨近對(duì)照小區(qū)相比)。

Zhongmai 175 was used as the control cultivar to estimate the yield increased percentage of the hybrid wheat (compared with the nearby control plot).

4 結(jié)論

BS210以溫度敏感為主, 敗育類型以染敗為主, 溫度轉(zhuǎn)換敏感期為藥隔至單核期, 溫度轉(zhuǎn)換閾值受光周期影響, 在光照10.0~12.5 h d-1時(shí), 溫度轉(zhuǎn)換閾值為10~12℃; 在光照14 h d-1時(shí), 溫度轉(zhuǎn)換閾值為8~12℃。明確了BS210在安徽阜陽、云南麗江制種和北京繁種的安全播種時(shí)期, 為該不育系的大面積應(yīng)用提供了重要的理論指導(dǎo)。

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Fertility Alteration in Male Sterile Line BS210 of Wheat

SUN Hui**, ZHANG Feng-Ting**, WANG Yong-Bo, YE Zhi-Jie, QIN Zhi-Lie, BAI Xiu-Cheng, YANG Ji-Fang, GAO Jian-Gang, andZHAO Chang-Ping*

Beijing Engineering Research Center For Hybrid Wheat, Beijng Academy of Agriculture and Forestry Sciences / Municipal Key Laboratory of Molecular Genetic of Hybrid Wheat, Beijing 100097, China

Two-line hybrid wheat is an innovation in China and its critical technique is the application of thermo-photo-sensitive male sterile line. BS210 is a male sterile wheat line developed by our group. We studied the fertility transition characteristics of BS210 with differentially sowing tests at three ecological locations and contorlled experiments in growth chambers from 2012 to 2014. In the hybrid seed-produing locations, BS210 showedsterility of 95%–100% under suitable sowing conditions with the safe sowing dates from September 30th to October 10th in Fuyang of Anhui and September 30th in Lijiang of Yunnan. In the self-reproducting locations, BS210 showed fertility of 70% under late sowing conditions with the safe sowing dates of November 10th in Haidian of Beijing and from September 30th to November 10th in Shunyi of Beijing. The fertility alteration of BS210 was induced mainly by temperature rather than photoperiod. The phase from pollen mother cell formation to mono-nucleate was sensitive to fertility alteration of BS210. The critical temperature of alteration was 10–12°C under the photoperiod of 10.0–12.5h and 8–10°C under the photoperiod of 14h. The pollen-staining observation indicated that the sterile pollen grains belonged to stained abortion type under short-day and low-temperature condition and the fertile pollen grains were round in shape and dark blue in color under long-day and high-temperature condition. Defining the fertility transition characteristics of BS210 will provide theoretical guidelines for selecting suitable ecological zone to ensure safe seed production.

Two-line hybrid wheat; Thermo-photo-sensitive male sterile line; Fertility alteration

本研究由國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2014BAD01B05), 北京市農(nóng)林科學(xué)院青年科研基金項(xiàng)目(QNJJ201307), 北京市農(nóng)林科學(xué)院科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目(CXJJ201307), 北京市科技計(jì)劃項(xiàng)目(Z141100002314017)和北京市農(nóng)林科學(xué)院科技創(chuàng)新能力建設(shè)專項(xiàng)(KJCX20150705)資助。

This study was supported by the National Key Technology R&D Development Program of China (2014BAD01B05), the Youth Research Fund of the Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences (QNJJ201307), the Technology Innovation Program of the Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences (CXJJ201307), the Beijing Science and Technology (Z141100002314017), and the Special Project for Enhancing Innovation Ability of the Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences (KJCX20150705).

2016-03-15; Accepted(接受日期): 2016-11-03; Published online(網(wǎng)絡(luò)出版日期)：2016-11-18.

10.3724/SP.J.1006.2017.00171

趙昌平, E-mail: cp_zhao@vip.sohu.com

E-mail: sunhui628@sina.com

**同等貢獻(xiàn)(Contributed equally to this work)

URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20161118.1453.004.html