專利名稱：一種十字花科作物化學(xué)殺雄劑組合物及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于作物育種類；涉及一種十字花科作物化學(xué)殺雄劑組合物，并在油菜 GMS、CMS、CHA制(育)種中應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
十字花科(油菜、甘藍(lán)、白菜、白蘿卜)作物在農(nóng)產(chǎn)品中占有重要位置，油菜的種植 面積在十字花科中占90%左右；油菜等十字花科作物的雜交優(yōu)勢十分明顯，目前，國內(nèi)外 進(jìn)行油菜雜交優(yōu)勢利用的途徑主要有3種1、細(xì)胞質(zhì)雄性不育(CMS)，2、隱性細(xì)胞核雄不育 (GMS)，3、化學(xué)殺雄(CHA)誘導(dǎo)雄性不育。CMS是細(xì)胞質(zhì)雄性不育系，早在上世紀(jì)七、八十年代，以波里瑪不育系和陜2A不育 系的育成，我國油菜雜交實現(xiàn)了三系配套，油菜雜交優(yōu)勢得以應(yīng)用；但這類不育系的不育性 很不穩(wěn)定，對溫度反應(yīng)十分敏感，在蕾苔期如遇低溫、高濕、寡照的天氣，CMS大量小花出現(xiàn) 微量花粉，其育性由自交不育變成了自交可育，母本自交結(jié)實，使雜交種變?yōu)樽越环N，嚴(yán)重 影響Fl代種子純度及生產(chǎn)安全，導(dǎo)致大田生產(chǎn)受損和雜種優(yōu)勢的發(fā)揮，對種子企業(yè)的損失 是巨大的。從遺傳角度上講，GMS的微粉危害是無法解決的“世界難題”；而通過本發(fā)明技術(shù) 可徹底解決CMS微粉危害。GMS是隱形細(xì)胞核雄性不育系，其特點(diǎn)是不育株小花雄性敗育徹底，不育性很穩(wěn) 定，但GMS中有50%的是可育株，在制種中，須將50 %可育株人工拔除，故GMS兩系制種單 產(chǎn)低，種子成本高，費(fèi)工費(fèi)時，大量生產(chǎn)GMS雜交種子比較困難。CHA是利用化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)油菜雄性敗育，以此獲得雄性敗育而雌蕊發(fā)育正常的油 菜群體，從而實現(xiàn)雜交育(制)種之目的；CHA育(制)種方法不通過遺傳途徑獲得不育 群體，通過噴施化學(xué)殺雄劑直接獲得油菜大量不育群體，從而進(jìn)行配制組合，其育種方法簡 單、快捷、測配組合隨機(jī)，親本優(yōu)良性狀不會因不育(保持)系的轉(zhuǎn)育而丟失，育種周期短， 成本低，F(xiàn)l代種子使用無風(fēng)險，是具有良好前景的育種方法。但由于目前缺乏理想的化學(xué)殺 雄劑，CHA育種尚未生產(chǎn)應(yīng)用。本發(fā)明的研制成功，CHA育種應(yīng)用于生產(chǎn)成為可能。CHA能否 應(yīng)用于生產(chǎn)，主要取決于化學(xué)化雄劑的效果，一個理想的化學(xué)化雄劑應(yīng)具有安全閾值寬， 高效持久，環(huán)境友好，應(yīng)用方便等。上世紀(jì)九十年代，國內(nèi)不少單位用殺雄劑1號(甲基砷 酸鋅)及化殺2號(甲基砷酸鈉)進(jìn)行CHA育種，相繼選育出多個油菜雜交組合，但由于砷 類化合物有致癌作用，未能推廣；赤霉素(CA3)，N-C (膦酸甲基)甘氨酸，NaCI，ENE、XP (主 要成分不詳)均有一定的殺雄作用，但對施藥技術(shù)要求苛刻，末能大面積應(yīng)用，作為良好的 化學(xué)殺雄劑較困難。根據(jù)申請人檢索，中國專利文獻(xiàn)公開了兩種解決方案雜交油菜制種不育系微量花粉控制方法，申請?zhí)?3105011，其特征是，在油菜造胞 細(xì)胞分化期 單核期，用濃度為0. 15 0. 3 (重量)％的GENESIS對油菜進(jìn)行噴施處理。該 發(fā)明可以顯著減少不育系微量花粉，在保證正常制種產(chǎn)量的同時，顯著提高油菜雜交種純 度，制種純度可達(dá)90 94%，而且GENESIS殺雄寬容度大，制種后殘毒低，容易分解，有利于環(huán)境保護(hù)，同時使用方便，可提高人工施用效率，降低成本。一種化學(xué)雜交劑組合物的使用方法，申請?zhí)?3105389，其特征在于該組合物含有 化合物2-[3-(4_甲氧基-6-甲基-1，3，5-三嗪-2-基)-3_甲基脲基磺?；鵠苯甲酸甲 酯，本組合物殺雄效果徹底，對不同基因型品種殺雄效果基本一致，不育株率可達(dá)95% 100%。利用SX-I可誘導(dǎo)油菜雄性不育，配制油菜化學(xué)雜交種。利用SX-I對CMS進(jìn)行輔助 制種，可以減少CMS的前期微粉，提高制種純度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是篩選出理想的十字花科作物化學(xué)殺雄劑及GMS的“化學(xué)除雜”、CMS 的“化控微粉”和CHA的“化殺育(制)種”應(yīng)用技術(shù)。本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種十字花科作物化學(xué)殺雄劑組合物及其應(yīng)用方法，制得該化學(xué)殺雄劑成品中含 有芐嘧磺隆和異丙隆，二者的質(zhì)量比為芐嘧磺隆異丙隆=1 100所述芐嘧磺隆化學(xué)名稱是2-{[(4. 6-=甲氧基嘧啶-2-基)氨基羰基氨基]磺酰
基甲基}苯甲基甲酯，化學(xué)結(jié)構(gòu)是為
芐嘧磺隆所述異丙隆的化學(xué)名稱是1. 1-=甲基-3-(4-異丙基本基)脲，化學(xué)結(jié)構(gòu)式是
異丙隆使用時，用PH ^ 7的水稀釋1000倍，按0. lg/L，用農(nóng)用噴霧器在油菜蕾苔期對植 株進(jìn)行噴施，每株噴施藥液3-6毫升，即可獲得理想效果。本發(fā)明的特點(diǎn)及機(jī)理原理在現(xiàn)有農(nóng)藥中，具有十字花科作物殺雄作用的藥劑很多，但殺雄效果良銹不一，利 用不同藥劑殺雄作用特點(diǎn)的互補(bǔ)性，進(jìn)行試驗、篩選、組配，優(yōu)化配方，研制出二元復(fù)配十字 花科化學(xué)殺雄劑，其突出特點(diǎn)是1、殺雄專一雄蕊徹底敗育，而雌蕊發(fā)育正常，自交不結(jié)實，異交正常，能獲得 100%的雜交種子。2、安全閾值寬0. 045g/L-0. 42g/L濃度安全有效，對標(biāo)耙作物極為安全。3、應(yīng)用范圍廣對油菜GMS、CMS、CHA及所有十字花科作物均有良好效。4、對環(huán)境有好芐嘧磺隆和異丙隆是一種常用的化學(xué)除草劑，廣涉用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；芐嘧磺隆原藥小鼠急性經(jīng)口 LD5tl > 10985mg/Kg ；異丙隆原藥小鼠急性經(jīng)口 LD5tl > 5000mg/ Kg，均為非重金屬類化合物，在試驗條件下，對動物未發(fā)現(xiàn)致畸、致突變、致癌作用；且應(yīng)用 濃度是化學(xué)除的1/20，在土壤中易降解，對環(huán)境更安全。5、使用簡便、成本低廉、易于推廣。本發(fā)明的作用機(jī)制本發(fā)明內(nèi)吸性強(qiáng)，在植物體內(nèi)易于傳導(dǎo)，有效成分活性高；通過華中農(nóng)業(yè)大學(xué)劉志 勇等對本發(fā)明作用機(jī)理系統(tǒng)研究后認(rèn)為“油菜經(jīng)本發(fā)明誘導(dǎo)后，促進(jìn)了內(nèi)源乙烯的生物合 成量，增加了內(nèi)源乙烯的釋放量，導(dǎo)致雄蕊敗育；處理后的油菜花藥中乙烯釋放量的增加， 是本發(fā)明誘導(dǎo)油菜雄性不育表現(xiàn)出來的直接效果；此外，噴施本發(fā)明后吲哚乙酸(IAA)、赤 霉素(GA3)、脫落酸(ABA)均有顯著降低，IAA的檢測從0. 15mgL. ―1降低到0. 015mg. Λ6Α3 從 0. 500mg. Γ1 降低至Ij 0. 080mg. ΛΑΒΑ 從 0. lOOmg. Γ1 降低到 0. 025mg. Γ1” (詳見 2006. 6 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文《新型化學(xué)殺雄劑化殺靈誘導(dǎo)油菜雄性不育研究》)。湖南農(nóng) 業(yè)大學(xué)楊高禮等對本發(fā)明研究后認(rèn)為“本發(fā)明對雄蕊作用專一，噴施本發(fā)明后藥壁變薄， 絨氈層解體，染色加深；花壁變薄和絨氈層解體導(dǎo)致花粉因發(fā)育所需營養(yǎng)終斷而不能發(fā)育， 從而形成雄蕊敗育”(詳見2006. 5湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文《新型藥物對油菜的殺雄 效果及機(jī)制研究》)。四川農(nóng)業(yè)大學(xué)唐志康等對本發(fā)明深入研究后得出的結(jié)論與劉志勇、楊 高禮相同(詳見2009. 5四川農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文《化殺靈誘導(dǎo)甘藍(lán)型油菜雄性不育研 究》)。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明實施例上述用于十字花科化學(xué)化雄劑組合物的配制方法步驟1、秤取10 %芐嘧磺隆可濕性粉劑1克。2、秤取75%的異丙隆可濕性粉劑100克。3、將上述的芐嘧磺隆和異丙隆混合均勻即得101克成品。使用時，用PH ^ 7的水稀釋1000倍，按0. lg/L，用農(nóng)用噴霧器在油菜蕾苔期對植 株進(jìn)行噴施，每株噴施藥液3-6毫升，即可獲得理想效果。本發(fā)明致力于探索、優(yōu)化配方，從安全、高效、廣譜、低毒入手，篩選復(fù)配出二元十 字花科化殺劑，在油菜GMS、CMS、CHA制種中試驗成功，并在CMS制種“化控微粉”中大面積應(yīng)用。下面是申請人給出的是舉證，根據(jù)多年使用證明，本發(fā)明不限于下列證例。例1本發(fā)明對GMS “化殺除雜”實驗1、材料與方法1. 1 材料油菜GMS兩系母本04-1AB，恢復(fù)系11R，均為自育；本發(fā)明用LS-16P背負(fù)式噴霧器 噴施。用60目尼龍紗網(wǎng)進(jìn)行隔離制種。1. 2試驗方法制種試驗在勉縣農(nóng)場 柳營進(jìn)行；于2005年9月11日播種育苗，10月8日移栽；
2. 2本發(fā)明處理04-1AB后異交結(jié)實情況調(diào)查通過對04-1AB噴施本發(fā)明后，株角果數(shù)、角粒數(shù)與人工除雜后的04_1A(CK)比較， 其角果數(shù)、角粒數(shù)有無明顯差異；由于“化殺除雜”保留了 GMS中50%的可育株，故“化殺除 雜”較“人工除雜”制種單產(chǎn)增加25. 25% (表2)，人工費(fèi)用減少50%左右，緩解了農(nóng)村勞 力短缺的矛盾。表2GMS化殺除雜與人工除雜異交結(jié)實試驗結(jié)果表2006
試驗地前茬水稻，中等肥力；網(wǎng)室面積36. 26m2。父母本行比1 2 ；株行距70X 20cm，父、 母本雙株移栽；移栽前每小區(qū)施碳酸氫銨3kg，過磷酸鈣2kg ；試驗設(shè)1號網(wǎng)室和2號網(wǎng)室。 1號網(wǎng)室進(jìn)行進(jìn)行“化殺除雜”制種，2006年2月25日和3月6日對1號網(wǎng)室內(nèi)的母本 04-1AB用本發(fā)明以0. 04g/L濃度噴藥2次進(jìn)行“化殺除雜”；小區(qū)單次噴藥液量1. 8L ；2號 網(wǎng)室在開花前用“擠漿”技術(shù)進(jìn)行人工多次拔除04-1AB中的可育株04-1B ；開花前對2個網(wǎng) 室用竹桿搭架，覆蓋紗網(wǎng)隔離制種。對化殺處理的1號網(wǎng)室內(nèi)的母本在初花、盛花、終花期 分別對04-1B株進(jìn)行化殺效果調(diào)查，記載標(biāo)準(zhǔn)雄蕊明顯呈倒三角型、花藥蒼小、淡白色，無 花粉粒，記為全不育花朵；雄蕊/雌蕊> 1/2，花藥淡黃色，且見少量花粉的記為微粉花朵； 每次調(diào)查不少于20株，每株調(diào)查不少于20個花朵；花期對“化殺除雜”和“人工除雜”的兩 個網(wǎng)室均進(jìn)行人工傳粉，每天傳粉2-3次，母本終花后取掉紗網(wǎng)。成熟期分別對1號網(wǎng)室的 04-1AB和2號網(wǎng)室的04-1A的母本株進(jìn)行考種，考查異交結(jié)實情況，并分別收獲兩個網(wǎng)室的 母本種子，進(jìn)行Fl純度鑒定及產(chǎn)量比較試驗。1.3、純度鑒定鑒定于2006年10月2日播種，植播，行距80cm，鑒定面積73m2 ；重 復(fù)3次。每小區(qū)施碳酸氫銨和過磷酸鈣各5kg和2. 5kg ；現(xiàn)蕾期和初花期分別對“化殺除雜” 和“人工除雜”的Fl代進(jìn)行純度鑒定，并對株高、葉片、雌、雄蕊發(fā)育等進(jìn)行考查；每次調(diào)查 不少于300株；成熟后收獲實產(chǎn)、比較產(chǎn)量差異。2、結(jié)果與分析2. 1 “化殺除雜”效果調(diào)查利用化殺技術(shù)對GMS可育株進(jìn)行“化殺除雜”，在初花、盛花、尾花期分別對可育株 04-1B進(jìn)行殺雄效果調(diào)查，結(jié)果表明，利用本發(fā)明噴藥2次，對04-1AB中的可育株04-1B的 平均殺雄效果為96.67%。表1。表1本發(fā)明對GMS中可育株殺雄效果調(diào)查表2006 2. 3 “化殺除雜”與“人工除雜”Fl代種子純度鑒定及產(chǎn)量比較通過對“化殺除雜”和“人工除雜”所收的Fl代種子在相同種植條華下分別進(jìn)行純 度鑒定，并觀察植株性狀及其產(chǎn)量差異，實驗結(jié)果表明，04-1ΑΒ “化殺除雜”和“人工除雜” 制種所得雜種純度及Fl代產(chǎn)量無明顯差異。(表3)表3化殺除雜與人工除雜Fl代純度鑒定及產(chǎn)量試驗2007 3、結(jié)論利用本發(fā)明技術(shù)對GMS中的可育株進(jìn)行“化殺除雜”，在父母本行比相同的情況 下，單位面積內(nèi)的母本株數(shù)較“人工除雜”多了 50%，制種單產(chǎn)增加25%以上，F(xiàn)l代純度及 優(yōu)勢無明差異，制種費(fèi)用大幅下降，緩解農(nóng)村勞力緊缺的矛盾；“化殺除雜“是GMS兩系制種 除雜方法的一種創(chuàng)新。實例2本發(fā)明對CMS “化控微粉”實驗1、不同化學(xué)殺雄劑對陜2A微粉控制效果比較該實驗設(shè)3個處理、3次重復(fù)、小區(qū)面積33m2、父母本行比2 2，以高肥、高產(chǎn)的栽 培管理，誘導(dǎo)大量微粉的產(chǎn)生；組合秦油2號，母本陜2A;藥劑選用①本發(fā)明以0. 14g/L濃 度噴施1次；②化殺2號6ml/L濃度噴施1次。在上年度試驗的基礎(chǔ)上開展此實驗。1. 1材料方法化殺2號則由中科院廣州化工研究所提供；噴藥期以母本主花序“平頭”期為準(zhǔn)， 調(diào)查微粉的時期以盛花期前雨后天晴上午進(jìn)行；每小區(qū)調(diào)查15株，平行隔株跳躍取樣，每株檢查新開放的小花20朵，統(tǒng)計微粉花朵數(shù)；收獲前每小 區(qū)按平行跳躍取30株，混合脫粒后為純度鑒定種樣。純度以種植鑒定為準(zhǔn)，不設(shè)重復(fù)、直播
不同化學(xué)殺雄劑對陜2A微粉控制效果比較表 1 不揀苗，純度鑒定在盛花期進(jìn)行，調(diào)查樣本大于300株。經(jīng)連續(xù)2年試驗，本發(fā)明 與化殺2號兩種藥劑對陜2A微粉的產(chǎn)生均有明顯的控制作用，兩種藥劑2年平均控制微粉 效果分別是95. 13%和60. 38% ；種子平均純度較CK分別提高17和5. 67個百分點(diǎn)。表12、本發(fā)明不同濃度對陜2A微粉控制效果比較實驗設(shè)7個處理，3次重復(fù)；母本陜2A ；噴藥時間2001年2月28日，調(diào)查微粉在4 月4日。本發(fā)明不同濃度的處理，微粉控制效果較CK提高77.39-100%;種子純度比CK提 高8. 52-22. 34百分點(diǎn)。表2本發(fā)明不同用藥濃度對陜2A微粉控制比較實驗表2 3、結(jié)論油菜CMS微粉危害通過遺傳手段是難以解決的“世界難題”，也是油菜CMS制種普 遍存在的一大隱患。長江流域油菜秋播三系制種在土壤肥力較高或初花期遇連陰雨，或制 種單產(chǎn)超過1050kg/nm2，所產(chǎn)的種子很難達(dá)到85%的二級純度指標(biāo)；對制種單位的損失是 毀滅性的。正確的應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)能將CMS微粉控制由“天控”變?yōu)椤叭丝亍?種子純度穩(wěn)定 提高到93%以上、制種單產(chǎn)超過1500Kg/hm2的“雙高”目標(biāo)是比較容易實現(xiàn)的。例3本發(fā)明對CHA “化殺育種”實驗1.方法實驗在勉縣農(nóng)場·柳營進(jìn)行；2006年9月13日播種育本發(fā)明對不同常規(guī)油菜品種殺雄效果調(diào)查表勉縣2007. 4表 1 苗，10月8日移栽；試驗地前茬水稻，中等肥力；每小區(qū)40m2，移栽前每小區(qū)施碳酸 氫銨3kg，過磷酸鈣1. 5kg ；不設(shè)重復(fù)。本發(fā)明處理后的各小區(qū)在初花、盛花、終花期進(jìn)行化 殺效果調(diào)查，記載標(biāo)準(zhǔn)雄蕊明顯呈倒三角型、花藥蒼小、淡白色，無花粉粒，記為全不育花 朵；雄蕊/雌蕊> 1/2，花藥淡黃色，且見少量花粉粒的記為微粉花朵；每次調(diào)查不少于20 株，每株調(diào)查不少于20個花朵。2、結(jié)論本發(fā)明處理不同類型油菜常規(guī)品種自交系，化殺效果平均為98. 73% (詳 見表1)；個別小花雖有微粉，但無生活力，套袋后沒有自交結(jié)實。在國內(nèi)多個省，利用本發(fā) 明測配的油菜新品種已進(jìn)入省級區(qū)域試驗。此外本發(fā)明在甘藍(lán)、白菜中的殺雄效果也很穩(wěn)定。
權(quán)利要求
一種十字花科作物化學(xué)殺雄劑組合物，其特征在于它由芐嘧磺隆和異丙隆組成，二者的質(zhì)量比為芐嘧磺隆∶異丙?。?∶100所述芐嘧磺隆化學(xué)名稱是2-{[(4.6-＝甲氧基嘧啶-2-基)氨基羰基氨基]磺?；谆鶀苯甲基甲酯，化學(xué)結(jié)構(gòu)是為所述異丙隆的化學(xué)名稱是1.1-＝甲基-3-(4-異丙基本基)脲，化學(xué)結(jié)構(gòu)式是FSA00000200597600011.tif,FSA00000200597600012.tif
2. 一種十字花科作物化學(xué)殺雄劑組合物的應(yīng)用方法，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1中 由芐嘧磺隆和異丙隆組成的組合物，用PH ^ 7的水稀釋1000倍，按0. lg/L，用農(nóng)用噴霧器 在油菜蕾苔期對植株進(jìn)行噴施，每株噴施藥液3-6毫升。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于十字花科作物化學(xué)殺雄劑組合物及其應(yīng)用方法；它是將芐嘧磺隆和異丙隆按一定比例混合均勻即可。該化學(xué)殺雄劑在油菜“平頭”期噴施，對十字花的油菜殺雄徹底，雄性敗育率100％，雌蕊育性正常，植株生長發(fā)育無不良影響，異交結(jié)實正常，種子雜交率可達(dá)100％。該殺雄劑在油菜隱性細(xì)胞核雄性不育制種中進(jìn)行“化殺除雜”和細(xì)胞質(zhì)雄性不育制種中進(jìn)行“化控微粉”及常規(guī)油菜品種“化殺育種”；其制備方法簡單、生產(chǎn)成本低、環(huán)境友好、應(yīng)用簡單、易于推廣。
文檔編號A01G7/06GK101884335SQ20101023470
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月17日
發(fā)明者付云龍, 劉引祥, 周軒, 孫志剛, 戚永明, 苗春 申請人:陜西合和種業(yè)科技有限公司