唐華麗，宋瑜龍，張改生，張雙喜，葉景秀，郭佳林，趙卓軍，王軍衛(wèi)，牛 娜，馬守才

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院/國(guó)家楊凌農(nóng)業(yè)生物技術(shù)育種中心/國(guó)家小麥改良中心楊凌分中心/小麥育種教育部工程研究中心/陜西省作物雜種優(yōu)勢(shì)研究與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西楊凌 712100； 2.寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)作物研究所，寧夏銀川 750105； 3.青海省農(nóng)林科學(xué)院，青海西寧 810016)

小麥新型化學(xué)雜交劑的篩選及其誘導(dǎo)敗育后小麥的農(nóng)藝性狀

唐華麗1，宋瑜龍1，張改生1，張雙喜2，葉景秀3，郭佳林1，趙卓軍1，王軍衛(wèi)1，牛 娜1，馬守才1

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院/國(guó)家楊凌農(nóng)業(yè)生物技術(shù)育種中心/國(guó)家小麥改良中心楊凌分中心/小麥育種教育部工程研究中心/陜西省作物雜種優(yōu)勢(shì)研究與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西楊凌 712100； 2.寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)作物研究所，寧夏銀川 750105； 3.青海省農(nóng)林科學(xué)院，青海西寧 810016)

為了拓展小麥化控兩系途徑的藥劑種類，降低小麥雜交種制種成本，利用西農(nóng)1376(淺蠟質(zhì)材料)和矮抗58(厚蠟質(zhì)材料)研究了23種化學(xué)藥劑誘導(dǎo)小麥雄性不育的效果以及對(duì)植株表型性狀的影響。結(jié)果表明，各藥劑誘導(dǎo)小麥花粉敗育效果差異較大，F(xiàn)eek’s 8.5時(shí)期，XN-1藥劑可誘導(dǎo)西農(nóng)1376和矮抗58植株群體雄性不育率達(dá)98%以上，且植株表型及雌蕊發(fā)育正常，僅株高降低約5 cm，飽和授粉后結(jié)實(shí)率正常，并能獲得正常雜交種子。在銀川和西寧對(duì)新篩選的小麥化學(xué)雜交劑XN-1的藥效研究表明，XN-1可誘導(dǎo)春小麥品種銀川P、銀川Q和西寧P、西寧Q產(chǎn)生98%以上的雄性不育率，除株高降低約5～10 cm外，其他株型指標(biāo)不受影響。表明XN-1具有優(yōu)良小麥化學(xué)雜交劑的特點(diǎn)和大面積應(yīng)用于小麥雜種優(yōu)勢(shì)利用研究的潛力。

小麥；化學(xué)雜交劑；雄性不育；不育率；農(nóng)藝性狀

自1950年Moore[1]和Naylor[2]發(fā)現(xiàn)并報(bào)道了馬來(lái)酰肼可作為玉米雄性不育誘導(dǎo)劑以來(lái)，大批油菜和小麥化學(xué)雜交劑隨之誕生，如：乙烯利[3]、氯乙烯磷酸[4]、殺雄劑1號(hào)[5]、Surl Excel[6]、KMS-1[7]、WL84811[8]、Hybrex(RH-0007)[9]、SC2053[10]、Genesis[11]、BAU9403[12]、SQ-1[13]等。其中，部分油菜化學(xué)雜交劑已成功應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，如：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)官春云帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)利用殺雄劑1號(hào)成功地選育出兩個(gè)強(qiáng)優(yōu)勢(shì)油菜雜交種“湘雜油1號(hào)”和“湘雜油6號(hào)”，并在生產(chǎn)上推廣累計(jì)超過(guò)226萬(wàn)hm2，產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益[14]；西南農(nóng)業(yè)大學(xué)[15]、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)和陜西雜交油菜中心利用化學(xué)殺雄技術(shù)已經(jīng)育成渝黃、渝雜、蜀雜、秦優(yōu)等近20個(gè)油菜雜交種，為我國(guó)油菜育種及食用油安全作出了重大貢獻(xiàn)[16]。小麥化學(xué)雜交劑雖已在生產(chǎn)中得到了一定程度的應(yīng)用，但卻遇到了各種各樣的瓶頸，如：RH0007(商品名Hybrex)用于配制雜交種，其種子存在干癟、生活力降低等問(wèn)題[17]；WL84811在雜交小麥生產(chǎn)過(guò)程中被檢測(cè)有較高的殘毒[18]；SQ-1是西北農(nóng)林科技大學(xué)張改生等開(kāi)發(fā)的具有殺雄窗口期長(zhǎng)、藥效穩(wěn)定、殺雄率高等優(yōu)點(diǎn)，但該化學(xué)雜交劑的生產(chǎn)成本較高，進(jìn)而導(dǎo)致制種成本增加，不利于雜交種的大面積推廣[19-20]；Chakraborty等合成了ethyl 4'-fluorooxanilate (E4FO)[21]、5-carbethoxy-N-aryl-4,6-dimethyl-1,2-dihydrophrid-2-ones[22]、N-acylanilines[23]、herbicide-CHA chimera[23]和amino acid analogues[23]等多個(gè)小麥化學(xué)雜交劑，其中，E4FO對(duì)小麥基因型無(wú)選擇性且具有較高的殺雄率[21]，但能否真正進(jìn)入雜交種的大面積生產(chǎn)，還有待深入研究；李會(huì)敏等通過(guò)裂區(qū)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，特定濃度下大豆除草劑豆草除TM也可誘導(dǎo)小麥雄性不育的發(fā)生，但與對(duì)照相比，其株高、穗長(zhǎng)和小穗數(shù)均極顯著降低[24]。因此，開(kāi)發(fā)或篩選小麥質(zhì)優(yōu)、價(jià)廉、安全、高效的化學(xué)雜交劑，仍是小麥突破化控兩系雜交制種技術(shù)、走向大面積生產(chǎn)制種的關(guān)鍵。本研究以西農(nóng)1376(淺蠟質(zhì)材料)和矮抗58(厚蠟質(zhì)材料)為材料，系統(tǒng)研究了23種化學(xué)藥劑誘導(dǎo)小麥雄性不育的效果以及對(duì)植株表型性狀的影響，旨在豐富小麥化控兩系途徑的藥劑種類，并有效地促使雜交小麥的發(fā)展與應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 植物材料及種植

小麥品種西農(nóng)1376(淺蠟質(zhì)冬小麥)、矮抗58(厚蠟質(zhì)冬小麥)由西北農(nóng)林科技大學(xué)作物雜種優(yōu)勢(shì)研究與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供，并于2015年10月種植于西北農(nóng)林科技大學(xué)試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)；小麥品種銀川P(春小麥)、銀川Q(春小麥)由寧夏農(nóng)林科學(xué)院作物所提供，并于2016年3月種植于寧夏農(nóng)林科學(xué)院作物試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)；小麥品種西寧P(春小麥)、西寧Q(春小麥)由青海大學(xué)小麥研究室提供，并于2016年3月種植于青海大學(xué)小麥試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)。試驗(yàn)小區(qū)面積為2 m×1 m=2 m2，4行區(qū)，行距25 cm，肥水管理同大田。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

5種供試藥劑N、X、M、F、Y(由西北農(nóng)林科技大學(xué)作物雜種優(yōu)勢(shì)研究與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供)配制成23種處理劑型，其中，N為原藥，具體配方如表1所示。

依據(jù)現(xiàn)有小麥殺雄劑噴施時(shí)期，待西農(nóng)1376、矮抗58發(fā)育至 Feek’s 8.5時(shí)期(倒二葉抽出旗葉一半)，即雌雄蕊分化期(2016年3月中下旬)，分別噴施不同劑量的化學(xué)復(fù)配藥劑進(jìn)行藥效試驗(yàn)，以噴施等量清水為對(duì)照[26]；待銀川P、銀川Q、西寧P和西寧Q四個(gè)小麥品種分別發(fā)育至Feek’s 8.5時(shí)期(2016年6月中旬)，噴施已篩選的殺雄效果較好的幾種劑型進(jìn)行藥效驗(yàn)證，同樣以噴施等量清水為對(duì)照。

1.3花粉?；钚詸z測(cè)、雄性不育率及雌蕊飽和授粉結(jié)實(shí)率計(jì)算

取即將散粉的西農(nóng)1376和矮抗58不同處理的小麥(整)穗各10個(gè)，放入冰盒，快速帶回實(shí)驗(yàn)室用1% KI-I2染色，觀察淀粉積累，鏡檢花粉粒活性，并對(duì)花藥和雌蕊形態(tài)進(jìn)行觀察[27]。取樣時(shí)形態(tài)指標(biāo)以對(duì)照(等量清水處理組，CK)作為參照。

表1 復(fù)配藥劑配方Table 1 Pharmaceutical formulations

待處理的西農(nóng)1376和矮抗58發(fā)育至二核期時(shí)，于各小區(qū)內(nèi)分別隨機(jī)對(duì)10個(gè)單穗進(jìn)行套袋，成熟后統(tǒng)計(jì)自交結(jié)實(shí)數(shù)和理論結(jié)實(shí)數(shù)，并計(jì)算雄性不育率。待小麥植株發(fā)育至三核期，以散粉性好的小麥品種周98165為父本，對(duì)藥劑誘導(dǎo)的不育性徹底的5株矮抗58小麥進(jìn)行飽和授粉，至成熟期統(tǒng)計(jì)植株飽和授粉結(jié)實(shí)率。待銀川P、銀川Q、西寧P、西寧Q群體植株發(fā)育至二核期，在前期篩選的效果優(yōu)良的復(fù)配藥劑處理的小區(qū)內(nèi)分別隨機(jī)對(duì)40個(gè)單穗進(jìn)行套袋，完熟期統(tǒng)計(jì)自交結(jié)實(shí)數(shù)和理論結(jié)實(shí)數(shù)，并計(jì)算雄性不育率。

平均不育率=(1-處理套袋穗平均結(jié)實(shí)粒數(shù)/未處理套袋穗平均結(jié)實(shí)粒數(shù))×100%[28]；

平均授粉結(jié)實(shí)率=(平均授粉小花結(jié)實(shí)數(shù)/平均授粉小花數(shù))× 100%[28]。

1.4 植株表型調(diào)查

成熟期調(diào)查西農(nóng)1376和矮抗58兩個(gè)群體中上述10個(gè)套袋植株的穗長(zhǎng)、穗下節(jié)長(zhǎng)、株高和旗葉面積等指標(biāo)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)不同劑型處理下測(cè)定的小麥不同指標(biāo)進(jìn)行差異顯著性分析，雄性不育率數(shù)據(jù)經(jīng)反正玄轉(zhuǎn)換后再進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1各種處理劑型誘導(dǎo)后矮抗58和西農(nóng)1376花粉粒的活性及田間育性

對(duì)散粉期未用藥劑處理的矮抗58花藥形態(tài)進(jìn)行觀察，外觀整體飽滿、潤(rùn)澤，且開(kāi)裂散粉(圖1a)，而25%X+N處理的矮抗58花藥外觀整體干瘦、失水，與正?；ㄋ幭啾缺憩F(xiàn)出嚴(yán)重的早衰現(xiàn)象，且無(wú)開(kāi)裂散粉跡象(圖1b)。觀察散粉期未用藥劑處理的矮抗58植株雌蕊，柱頭蓬松呈羽毛狀(圖1e)；25%X+N處理的矮抗58不育株雌蕊也呈蓬松羽毛狀，僅花藥呈干癟狀且不開(kāi)裂(圖1f)。散粉期，分別取矮抗58和西農(nóng)1376各處理和對(duì)照植株花藥，經(jīng)KI-I2染色，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，未用藥劑處理的矮抗58(圖1c)和西農(nóng)1376(圖1d)對(duì)照花粉粒染色呈深藍(lán)色，且圓潤(rùn)飽滿，而25%X+N處理的矮抗58(圖1g)和西農(nóng)1376(圖1h)花粉粒呈淺黃色，且體積較小、花粉量少，其余藥劑處理的花粉粒呈深藍(lán)色或部分淺黃色。

a和b：矮抗58花藥；c和g：矮抗58花粉粒；e和f：矮抗58雌蕊；d和h：西農(nóng)1376花粉粒；a、c、d和e:經(jīng)水處理；b、f、g和h：經(jīng)藥劑25%X+N處理。

統(tǒng)計(jì)矮抗58和西農(nóng)1376各藥劑處理小區(qū)雄性不育率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，5%X+N、10%X+N、15%X+N、20%X+N四種藥劑可誘導(dǎo)西農(nóng)1376和矮抗58小麥植株群體產(chǎn)生一定比率的雄性不育，但存在品種選擇性，即同一藥劑處理下，厚蠟質(zhì)材料(矮抗58)表現(xiàn)為較低的雄性不育率，淺蠟質(zhì)材料(西農(nóng)1376)表現(xiàn)為較高的雄性不育率，但25%X+N處理西農(nóng)1376和矮抗58均可誘導(dǎo)其產(chǎn)生98%以上雄性不育率，與對(duì)照呈極顯著差異(表2 和 表3)。5%M+N、10%M+N、15%M+N、20%M+N、25%M+N五種藥劑隨著濃度的升高，其誘導(dǎo)西農(nóng)1376和矮抗58雄性不育率整體上逐步增加，但表現(xiàn)為同一藥劑處理西農(nóng)1376誘導(dǎo)的雄性不育率高于處理矮抗58誘導(dǎo)的雄性不育率(表2)。5%F+N、10%F+N、15%F+N、20%F+N、25%F+N五種藥劑誘導(dǎo)小麥產(chǎn)生雄性不育具有一定的品種選擇性和副效應(yīng)，表現(xiàn)為同一藥劑處理矮抗58誘導(dǎo)的雄性不育率比西農(nóng)1376高，最高僅為40.36%(表2)。5%Y+N、10%Y+N、15%Y+N、20%Y+N、25%Y+N五種藥劑誘導(dǎo)小麥產(chǎn)生雄性不育也存在品種選擇性，雖然均隨著濃度的升高，不育率逐步增加，但同一藥劑處理矮抗58誘導(dǎo)的雄性不育率明顯高于西農(nóng)1376誘導(dǎo)的雄性不育率(表2)。

上述結(jié)果表明，新篩選的化學(xué)藥劑25%X+N可以誘導(dǎo)小麥產(chǎn)生雄性不育，對(duì)小麥葉片蠟質(zhì)含量沒(méi)有明確的選擇性，具有一定的廣譜性。

2.2各種處理劑型對(duì)矮抗58和西農(nóng)1376表型性狀的影響

Feek’s 8.5時(shí)期，經(jīng)不同劑型處理后，西農(nóng)1376和矮抗58群體的表型性狀和育性調(diào)查結(jié)果見(jiàn)表2和表3。由表2可知，5%X+N、10%X+N、15%X+N、20%X+N以及25%X+N五種劑型處理后，西農(nóng)1376和矮抗58群體的穗長(zhǎng)和旗葉面積在各處理間差異不顯著，株高和穗下節(jié)長(zhǎng)差異顯著(P<0.05)，相差約5 cm(圖2a、表2)，且田間剝?nèi)シf殼看到25%X+N處理植株為空殼(圖2b、2c)，而對(duì)照結(jié)實(shí)飽滿(圖2b、圖2d)。5%M+N、10%M+N、15%M+N、20%M+N、25%M+N五種藥劑處理后，西農(nóng)1376和矮抗58群體的株高、旗葉面積和穗下節(jié)長(zhǎng)在各處理間差異均不顯著，但矮抗58穗長(zhǎng)對(duì)高濃度M+N藥劑更為敏感，與其他濃度相比顯著減小(P<0.05)。5%F+N、10%F+N、15%F+N、20%F+N、25%F+N五種藥劑處理后，西農(nóng)1376和矮抗58的旗葉面積、穗下節(jié)長(zhǎng)在各處理間差異均不顯著，西農(nóng)1376株高和穗長(zhǎng)對(duì)不同濃度F+N藥劑不敏感，而矮抗58株高和穗長(zhǎng)對(duì)高濃度的F+N表現(xiàn)為敏感，與其他濃度相比顯著減小(P<0.05)。5%Y+N、10%Y+N、15%Y+N、20%Y+N、25%Y+N五種藥劑處理后，西農(nóng)1376的各性狀表現(xiàn)為對(duì)Y+N濃度藥劑不敏感；矮抗58的株高、旗葉面積、穗下節(jié)長(zhǎng)對(duì)高濃度的Y+N藥劑表現(xiàn)為敏感，與其他濃度相比顯著減小(P<0.05)。

綜上分析，新篩選的化學(xué)復(fù)合藥劑25%X+N可誘導(dǎo)西農(nóng)1376和矮抗58產(chǎn)生較高的雄性不育率，且旗葉面積、穗長(zhǎng)等指標(biāo)不受影響，僅穗下莖節(jié)長(zhǎng)縮短約5 cm，株高降低約5 cm。說(shuō)明25%X+N誘導(dǎo)效果較為理想，可進(jìn)一步進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。同時(shí)將25%X+N命名為NX-1。

2.3 XN-1誘導(dǎo)后矮抗58的雌蕊活性

生產(chǎn)中一個(gè)理想的化學(xué)雜交劑除了能誘導(dǎo)目標(biāo)作物產(chǎn)生徹底的雄性不育外，還要使其保持較高的人工飽和授粉異交結(jié)實(shí)率，這樣才能說(shuō)明該藥劑誘導(dǎo)后雌蕊發(fā)育正常，且具有在生產(chǎn)實(shí)踐中廣泛應(yīng)用的價(jià)值。因此，對(duì)XN-1誘導(dǎo)殺雄后的矮抗58套袋單穗用散粉性好的小麥周98165散粉期穗子進(jìn)行飽和授粉,結(jié)果獲得了一定數(shù)目雜交種子(圖3)，且統(tǒng)計(jì)飽和授粉結(jié)實(shí)率為91.5%，說(shuō)明XN-1能誘導(dǎo)小麥產(chǎn)生高的雄性不育率，且對(duì)雌蕊活性無(wú)不良影響。

2.4 XN-1誘導(dǎo)春小麥的雄性不育率

為了進(jìn)一步擴(kuò)大新篩選的小麥化學(xué)雜交劑XN-1的應(yīng)用范圍和確證XN-1具有高效、廣譜等特征，對(duì)15%X、20%X、25%X、15%X+N、20%X+N和XN-1藥劑誘導(dǎo)銀川P、銀川Q、西寧P和西寧Q四個(gè)春麥品種的雄性不育率進(jìn)行分析，結(jié)果(表4)發(fā)現(xiàn)，15%X、20%X、25%X藥劑可誘導(dǎo)銀川P、銀川Q和西寧P、西寧Q僅產(chǎn)生約66%～88%的雄性不育率，表明花粉敗育不徹底；15%X+N、20%X+N、XN-1三種藥劑均能誘導(dǎo)4種春小麥產(chǎn)生約80%以上雄性不育率，尤其是XN-1可誘導(dǎo)銀川P、西寧P、西寧Q植株群體產(chǎn)生97%以上的雄性不育率，且植株群體表型與對(duì)照群體相比無(wú)明顯變化，僅株高降低約5～10 cm。與XN-1誘導(dǎo)的小麥銀川P、西寧P、西寧Q雄性不育率相比，XN-1誘導(dǎo)銀川Q群體僅產(chǎn)生88%的雄性不育率，這可能與銀川Q的雌雄蕊分化期與植株發(fā)育表型存在特定的差異有關(guān)。上述結(jié)果與XN-1處理冬小麥西農(nóng)1376和矮抗58的結(jié)果相同，說(shuō)明新篩選的化學(xué)雜交劑XN-1在Feek’s 8.5時(shí)期誘導(dǎo)小麥產(chǎn)生雄性不育具有潛在的廣譜性和高效性特征。

CK：清水處理后的矮抗-58；25%X+N：25%X+N誘導(dǎo)后的矮抗58；S:種子；NS: 不結(jié)實(shí)。

3 討 論

化學(xué)雜交劑是一類基于雌雄蕊生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中對(duì)化學(xué)藥劑的耐受力不同，而對(duì)雄配子選擇性殺傷或阻滯其發(fā)育，造成花粉生理型不育的一類化學(xué)物質(zhì)，其對(duì)雌蕊活性無(wú)不良影響或影響微小[29]。相對(duì)于遺傳型雄性不育，化學(xué)殺雄誘導(dǎo)的生理型雄性不育過(guò)程更簡(jiǎn)單，操作更簡(jiǎn)便，親本選配也更靈活，而且還能免去培育保持系和不育系以及恢復(fù)系的繁瑣過(guò)程。另外，前人研究發(fā)現(xiàn)，某些化學(xué)雜交劑誘導(dǎo)小麥產(chǎn)生雄性不育受品種基因型影響較大，對(duì)于葉片及植株莖稈蠟質(zhì)含量較高的品種或種質(zhì)，其誘導(dǎo)殺雄率較低，如YM21和E-50[30]。因此，一個(gè)優(yōu)良的化學(xué)雜交劑基本不受親本基因型限制，任何小麥品種和材料都能被化學(xué)雜交劑所誘導(dǎo)成為生理型不育系，并用作雜交母本，從而大大的縮短育種年限，同時(shí)增加優(yōu)勢(shì)組合出現(xiàn)的頻率。

表2 不同藥劑處理下小麥的表型性狀及平均不育率Table 2 Phenotypic traits and average male sterility rates of wheats treatments with different agents

同列數(shù)據(jù)后不同字母表示同一組合但不同濃度藥劑處理下植株各表型性狀或平均不育率差異在0.05水平上顯著。

Different letters following the date in the same column indicated the difference was significant at 0.05 level beween the phenotypic traits or average male sterility rates of wheats treated with the same agent combination but different concentrations.

表3 對(duì)照與25%X+N處理的小麥表型性狀及平均不育率比較Table 3 Comparison of phenotypic traits and average male sterility rates between wheats treated with water and 25%X+N

同列數(shù)據(jù)后不同字母表示植株各表型性狀或平均不育率在處理與對(duì)照間差異在0.01水平上顯著。

Different letters following the data in the same column indicated the difference was significant at 0.01 level between the phenotypic traits or average male sterility rates of wheats treated with water and 25%X+N.

表4 不同藥劑處理誘導(dǎo)春小麥雄性不育率調(diào)查Table 4 Investigation of male sterile rate induced by different agents in spring wheat

同列數(shù)據(jù)后不同字母表示同一小麥品種經(jīng)不同藥劑處理后平均不育率差異在0.05水平上顯著。

Different letters following the data in the same column indicated the difference was significant at 0.05 level between the average male sterility rates of the same wheat cultivar treated with different agents.

圖3 XN-1不育系飽和授粉后所得的

本研究將化學(xué)藥劑X和N按一定比例進(jìn)行混合復(fù)配，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)混合藥劑25%X+N(XN-1)可在小麥發(fā)育至Feek’s=8.5時(shí)期誘導(dǎo)不同類型小麥產(chǎn)生較好的雄性不育率，這尚屬首次報(bào)道。從試驗(yàn)結(jié)果看，在小麥發(fā)育至Feek’s=8.5時(shí)期噴施XN-1可誘導(dǎo)小麥產(chǎn)生98%以上的雄性不育率，且雌蕊柱頭活性不受影響，僅株高降低約5 cm，但無(wú)其他化學(xué)雜交劑對(duì)小麥植株造成的副效應(yīng)，如：SC2053可致使幼穗或莖稈畸形、穗子易折等癥狀[31]；GENESIS會(huì)灼傷葉片，造成斑點(diǎn)葉[11]；乙烯利易引起葉片發(fā)黃，造成植株抽穗受阻枯死[3]等，說(shuō)明化學(xué)雜交劑XN-1不受母本基因型(蠟質(zhì)含量)影響，具有高效的殺雄效果和一定的降低株高的作用。為了證實(shí)新篩選化學(xué)藥劑的殺雄效果，本研究用XN-1處理西寧P、西寧Q、銀川P和銀川Q 四個(gè)春小麥品種，結(jié)果表明，XN-1可誘導(dǎo)西寧P、西寧Q和銀川P 三種春小麥雄性不育率達(dá)98%以上，進(jìn)一步說(shuō)明化學(xué)藥劑XN-1具有高效的殺雄效果，但僅銀川Q的雄性不育率為88%左右。這可能由于銀川Q小麥雌雄蕊原基分化時(shí)期與植株表型(旗葉抽出倒二葉一半)差異較大，從而造成噴藥時(shí)期把握不當(dāng)致使殺雄率不高造成的。針對(duì)這一問(wèn)題，后續(xù)我們?nèi)詴?huì)繼續(xù)深入研究。

此外，配制XN-1的兩種藥劑的生產(chǎn)工藝技術(shù)相當(dāng)成熟，且按配比計(jì)算總費(fèi)用僅有噴施化學(xué)雜交劑SQ-1的1/5，但殺雄效果與化學(xué)雜交劑SQ-1相近。因此，XN-1具有優(yōu)良小麥化學(xué)雜交劑的特點(diǎn)和大面積應(yīng)用于小麥雜種優(yōu)勢(shì)利用研究的潛力。上述僅是新型化學(xué)雜交劑篩選的初步研究結(jié)果，還需進(jìn)一步擴(kuò)大不同基因型對(duì)XN-1的敏感程度試驗(yàn)，以便盡快依托XN-1建立小麥化控二系體系，實(shí)現(xiàn)化控二系在小麥雜種優(yōu)勢(shì)中的應(yīng)用。

小麥?zhǔn)亲曰ㄊ诜圩魑?，不育系授粉階段穎殼張開(kāi)度直接決定了天然異交率高低及制種效益。因此，從提高異交結(jié)實(shí)率、增加制種效益角度考慮，生產(chǎn)中應(yīng)盡量設(shè)法提高藥劑誘導(dǎo)不育系揚(yáng)花期穎殼張開(kāi)度及母本的柱頭外露率，從而增加天然異交結(jié)實(shí)率。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,XN-1處理后，植株花粉的不育程度高，穎殼張開(kāi)度較大，且人工飽和異交率高，但是，其天然異交結(jié)實(shí)率能否滿足大面積配制雜交種要求，仍需要進(jìn)一步研究。

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ScreeningofaNewChemicalHybridizingAgent(CHA)andtheAgronomicTraitsofWheatInducedbyCHA

TANGHuali1,SONGYulong1,ZHANGGaisheng1,ZHANGShuangxi2,YEJingxiu3,GUOJialin1,ZHAOZhuojun1,WANGJunwei1,NIUNa1,MAShoucai1
(1.College of Agronomy,Northwest A&F University/National Yangling Agricultural Biotechnology & Breeding Center/Yangling Branch of State Wheat Improvement Center/Wheat Breeding Engineering Research Center,Ministry of Education/Key Laboratory of Crop Heterosis of Shaanxi Province,Yangling,Shaanxi 712100,China; 2.Crop Research Institute,Ningxia Academy of Agricultural-Forestry Sciences,Yinchuan,Ningxia 750105,China; 3.Qinghai Academy of Agriculture and Forestry Science,Xining,Qinghai 810016,China)

To expand varieties of chemical hybridizing agents(CHA) and reduce hybrid seed production cost of wheat,twenty-three CHAs were applied on Xinong 1376(a wheat variety with low wax content) and Aikang 58(a wheat variety with high wax content) to examine the male sterile rate and related plant phenotypes.The results indicated that the male sterile rate induced by different CHAs were significantly different. At stage Feek’s 8.5,the male sterile rate of Xinong 1376 and Aikang 58 induced by XN-1 were more than 98%,and the pistil and the plant showed normal development,but only the plant height were decreased about 5 cm.Normal seed setting rate and hybrid seeds were achieved via crossing the male sterile plants with normal fertile lines by saturate pollination.To expand the application dosage and investigate the effects of the new CHA XN-1,two varieties were treated with XN-1 in Yinchuan and Xining.The results showed that,the male sterile rate of Yinchuan P,Yinchuan Q and Xining P,Xining Q induced by XN-1 were also more than 98%,but only plant height were decreased by about 5 to 10 cm,while the other index of phenotype were unaffected.Therefore,XN-1 has the characteristics of good wheat CHA and the large-scale promoting potential in wheat heterosis utilization.

Wheat；Chemical hybridizing agent；Male sterility；Sterility ratio；Agronomic traits

時(shí)間：2017-08-08

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20170808.0911.006.html

2017-02-13

2017-06-15

國(guó)家支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2015BAD27B01)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31371697)；陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計(jì)劃項(xiàng)目(2014KTZB02-01-02)；西北農(nóng)林科技大學(xué)博士科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目(00100/Z109021615)

E-mail：tanghuali1990@aliyun.com(唐華麗)；sylbl1986@aliyun.com(宋瑜龍，與第一作者同等貢獻(xiàn))。

張改生(E-mail: zhanggsh58@aliyun.com)

S512.1；S330

： A

：1009-1041(2017)08-1008-09