本發(fā)明屬于雜交小麥雜交制種技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)配的小麥新型化學(xué)殺雄劑及其雄性不育系的誘導(dǎo)方法。

背景技術(shù)：

高等植物雄性不育現(xiàn)象在自然界廣泛存在，目前多數(shù)植物已利用雄性不育系實現(xiàn)了雜種優(yōu)勢的利用，且均達到了大幅度增產(chǎn)的目的，其中玉米、水稻、油菜等作物產(chǎn)量增幅表現(xiàn)尤為突出。

前人研究表明，小麥雖是一個自花授粉作物，但也具有明顯的雜種優(yōu)勢，其雜種優(yōu)勢利用一直受到小麥育種者的關(guān)注，多年來都是小麥育種界研究的熱點。目前可供利用的小麥雄性不育途徑主要分為以下4類：cms(cytoplasm-nucleusmalesterility，質(zhì)核互作型雄性不育)、cha(chemicalhybridizingagents，化學(xué)雜交劑誘導(dǎo)雄性不育)、gms(genomicmalesterility，核型不育)與pms(photo-thermo-sensitivemalesterility，光溫敏不育，包括光敏、溫敏和光溫互作型不育)等。其中，化學(xué)雜交劑誘導(dǎo)雄性不育被人們認為是目前最有應(yīng)用前景的雜種優(yōu)勢利用途徑之一，化學(xué)雜交劑(chemicalhybridizingagent，cha)是一類基于雌雄蕊生長發(fā)育過程中對化學(xué)藥劑的耐受力不同，而對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)，其對雌蕊活性無不良影響或影響微小。一個優(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，并可用作配制雜交組合的母本，直接組配組合，以提供強優(yōu)勢小麥雜交種的選育，從而大大地縮短了育種年限，同時增加了優(yōu)勢組合出現(xiàn)的幾率。因此，在利用化學(xué)雜交劑來培育小麥雜交種的過程中，選擇一個高效、廉價的化學(xué)藥劑就顯得非常重要。

科學(xué)家們通過深入篩選與研究，也相繼開發(fā)出了一批小麥化學(xué)雜交劑，如：kms-1、wl84811、rh0007、genesis、bau9403、sq-1等，其中sq-1具有殺雄窗口期長，藥效穩(wěn)定，殺雄率高等優(yōu)點，且配制的雜交種已在生產(chǎn)上較大面積推廣。但是通過多年的實踐，證明上述各化學(xué)雜交劑均存在自身的缺陷，因此以至于很難將小麥化控二系雜交制種推向更大面積的生產(chǎn)。如：rh0007(商品名hybrex)雖用于商業(yè)化生產(chǎn)，但其因種子干癟、生活力低等問題，未能大面積推廣。美國篩選的小麥化學(xué)雜交劑wl84811，雖具有去雄率高、對植物安全、施藥時間較長等優(yōu)點，曾被認為是在小麥、水稻上極有希望的化學(xué)雜交劑，但后來發(fā)現(xiàn)有殘毒問題，亦不能得到廣泛應(yīng)用；天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院1988年引進篩選了化學(xué)雜交劑sc2053，初試結(jié)果比較理想，但隨研究深入，發(fā)現(xiàn)其對小麥后生分蘗的殺雄效果不好；genesis于1996年被引進我國，其誘導(dǎo)小麥雄性不育徹底，且對小麥生長發(fā)育無不良副效應(yīng)，但存在對倒二葉有灼傷和對某些品種反應(yīng)過于敏感的現(xiàn)象，在殺雄的同時，隨劑量增大有損傷柱頭的副作用，同時生產(chǎn)成本較高。

因此，篩選出一種質(zhì)優(yōu)、廉價、安全、高效的化學(xué)雜交劑，并將其應(yīng)用于小麥雄性不育的誘導(dǎo)，試圖大幅度降低小麥制種成本，進而將化控二系雜交小麥推向更大面積生產(chǎn)，對我國乃至世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全都具有十分重要的理論和實踐意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有制備技術(shù)的缺陷和不足，本發(fā)明提供了一種小麥化學(xué)殺雄劑及其雄性不育系的誘導(dǎo)方法，解決現(xiàn)有的小麥化學(xué)殺雄劑生產(chǎn)成本高、施用劑量過大的缺陷，同時也克服了部分化學(xué)殺雄劑與小麥基因型互作而引發(fā)的殺雄效果不好的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種小麥雜交劑，由異丙草·莠、bau9403和辛基酚聚氧乙烯醚配置而成。

進一步的，所述的異丙草·莠的濃度為0.5g/l，bau9403的濃度為1.6g/l。

一種小麥雄性不育系的誘導(dǎo)方法，待小麥發(fā)育至feek's＝8.5時期，將上述小麥雜交劑噴施于試驗區(qū)小麥葉片表面，得到小麥雄性不育系。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)現(xiàn)有的異丙草·莠專用于玉米田播后苗前土壤封閉除草，但未見研究表明該藥劑具有誘導(dǎo)小麥產(chǎn)生高比率雄性不育的功能。另外，bau9403對不同基因型小麥品種之間存在著明顯的互作效應(yīng)。然而，本發(fā)明的化學(xué)藥劑既拓展了異丙草·莠的用途，又降低了bau9403的使用量，同時也克服了bau9403對小麥基因型的選擇，從而顯著的降低了化學(xué)雜交劑誘導(dǎo)小麥雄性不育的成本。

(2)本發(fā)明豐富了化學(xué)雜交劑誘導(dǎo)的小麥生理型雄性不育系的創(chuàng)制途徑，利用兩類植物生長調(diào)節(jié)劑按一定比例進行復(fù)配，提供了一種具備高效、廣譜、穩(wěn)定特性的新型小麥化學(xué)雜交劑，擴大了小麥化學(xué)雜交劑的種類，為雜交小麥新品種培育及大田制種提供了新的藥物基礎(chǔ)。

(3)本發(fā)明在大田噴施過程中，藥物配比簡單，施藥方便，且不育率高，可誘導(dǎo)小麥產(chǎn)生98％以上雄性不育率，適合推動雜交小麥產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

附圖說明

圖1是不同濃度本發(fā)明的化學(xué)藥劑誘導(dǎo)不同生態(tài)區(qū)小麥雄性不育率差異顯著性分析；其中，m表示40％異丙草·莠懸乳劑；s表示1.6g的bau9403；ck表示噴施等量清水植株作為對照。

圖2是不同濃度本發(fā)明化學(xué)藥劑誘導(dǎo)不同蠟質(zhì)小麥雄性不育率差異顯著性分析。

圖3是本發(fā)明化學(xué)藥劑誘導(dǎo)小麥矮抗58花藥形態(tài)及花粉粒ki-i2染色。a、ck-矮抗58；b、xn-1-矮抗58；c、ck-矮抗58；d、ck-矮抗58；e、xn-1-矮抗58；f、xn-1-矮抗58。

圖4是本發(fā)明化學(xué)藥劑誘導(dǎo)小麥矮抗58植株形態(tài)及灌漿后期結(jié)實表現(xiàn)。a、植株表型；b、灌漿后期穗表型；c、xn-1-矮抗58；d、ck-矮抗58(s：seed；ns：noseed)。

圖5是不同濃度本發(fā)明化學(xué)藥劑誘導(dǎo)小麥矮抗58旗葉面積、株高、穗下節(jié)長及穗長等指標(biāo)分析。

圖6是本發(fā)明藥劑誘導(dǎo)殺雄后的植株進行授粉后獲得的雜交種子。

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明的具體內(nèi)容作進一步詳細解釋說明。

具體實施方式

本發(fā)明的一種小麥化學(xué)殺雄劑，由異丙草·莠、bau9403和辛基酚聚氧乙烯醚配置而成。辛基酚聚氧乙烯醚為表面活性劑，其中，異丙草·莠的濃度為0.5g/l，bau9403的濃度為1.6g/l。

本發(fā)明選用異丙草·莠懸乳劑為市售的40％異丙草·莠懸乳劑溶液，bau9403為純bau9403干粉。

本發(fā)明的小麥雄性不育系的誘導(dǎo)方法，待小麥發(fā)育至feek's＝8.5時期，將權(quán)利要求1中的小麥雜交劑噴施于試驗區(qū)小麥葉片表面，得到小麥雄性不育系。

本發(fā)明的化學(xué)雜交劑適用于各種小麥品種，具體選擇西農(nóng)1376、矮抗58、銀川a、銀川b、西寧a、西寧b分別種植于各自的適生區(qū)，水肥管理同大田，對本發(fā)明的效果進行說明。

(1)藥劑的配制：稱量1.25g化學(xué)藥劑40％異丙草·莠懸乳劑，20ml的表面活化劑辛基酚聚氧乙烯醚(op-10)，1.6gbau9403干粉，用自來水定容至終體積1l，得到化學(xué)藥劑，稱作xn-1溶液。

(2)藥劑的噴施：待小麥發(fā)育至feek's＝8.5時期，設(shè)計1米雙行的噴施面積，取復(fù)配好的化學(xué)藥劑xn-1溶液，均勻噴施于小麥葉片表面；以噴施等量清水為對照(ck)。

(3)藥劑處理植株套袋：待小麥發(fā)育至二核期，于各藥劑處理小區(qū)及其對應(yīng)的對照小區(qū)內(nèi)分別隨機選擇30穗進行整穗并套上羊皮紙袋，用大頭針固定，防止脫落及串粉。

(4)藥劑處理植株花粉粒育性的檢測：取即將散粉的小麥(整)穗3個，放入冰盒，快速帶回實驗室，用1％ki-i2對花粉粒染色，觀察花粉內(nèi)淀粉粒的積累，鏡檢花粉?；钚?。

(5)藥劑處理植株雜交授粉：散粉期，雌蕊發(fā)育成熟，在上午9:00-11:00之間，采集可育且散粉性好的穗子對前期藥劑處理的10個套袋穗子進行飽和授粉。

(6)農(nóng)藝性狀及育性統(tǒng)計：待小麥成熟期，調(diào)查本發(fā)明化學(xué)藥劑處理植株穗下節(jié)長、穗長、葉面積、株高、雄性不育率和飽和授粉結(jié)實率，其中，雄性不育率＝(1-處理套袋穗平均結(jié)實粒數(shù)/未處理套袋穗平均結(jié)實粒數(shù))×100％，飽和授粉結(jié)實率＝(平均授粉小花結(jié)實數(shù)/平均授粉小花數(shù))×100％，并利用統(tǒng)計學(xué)方法對上述數(shù)據(jù)進行分析。

實驗結(jié)果分析：

圖1為不同濃度的化學(xué)藥劑誘導(dǎo)不同生態(tài)區(qū)小麥雄性不育率差異顯著性分析，從圖中可以看出，0.75g/l、1.00g/l、1.25g/l的40％異丙草·莠懸乳劑溶液可誘導(dǎo)銀川a、銀川b、西寧a、西寧b僅產(chǎn)生70％以上的雄性不育率，花粉敗育不徹底。而(0.75gm+s)/l、(1.00gm+s)/l和(1.25gm+s)/l三種藥劑均能誘導(dǎo)銀川a、銀川b、西寧a、西寧b小麥產(chǎn)生80％以上雄性不育率，其中，m表示40％異丙草·莠懸乳劑；s表示1.6g的bau9403；尤其是本發(fā)明雜交劑xn-1，即(1.25gm+s)/l，可誘導(dǎo)植株群體產(chǎn)生98％以上的雄性不育率，且植株群體表型與對照群體相比無明顯變化，僅株高降低約5～10cm。上述結(jié)果與本發(fā)明雜交劑處理冬小麥西農(nóng)1376和矮抗58的結(jié)果相同，如圖2所示，說明本發(fā)明的化學(xué)雜交劑在feek's＝8.5時期誘導(dǎo)小麥產(chǎn)生雄性不育具有很好的廣譜性和高效性特征。

不同藥劑處理西農(nóng)1376(淺蠟質(zhì)材料)和矮抗58(厚蠟質(zhì)材料)群體的不育率調(diào)查結(jié)果如圖2。結(jié)果表明，(0.25gm+s)/l、(0.5gm+s)/l、(0.75gm+s)/l、(1.00gm+s)/l和(1.25gm+s)/l(xn-1)五種藥劑分別處理西農(nóng)1376和矮抗58小麥群體，可誘導(dǎo)植株產(chǎn)生一定比例的雄性不育率，本發(fā)明雜交劑xn-1表現(xiàn)最優(yōu)，可誘導(dǎo)兩類小麥群體產(chǎn)生98％以上的雄性不育率。

小麥矮抗58發(fā)育至feek's＝8.5時期，單獨噴施1.6g/l的bau9403，并在成熟期調(diào)查不育率，結(jié)果表明誘導(dǎo)殺雄不育率僅為65.7％。

圖3是本發(fā)明化學(xué)藥劑誘導(dǎo)小麥矮抗58花藥形態(tài)及花粉粒ki-i2染色。首先，取散粉期未用藥劑處理的對照花藥進行形態(tài)觀察，外觀整體飽滿、潤澤，且開裂散粉，如圖3a。而本發(fā)明雜交劑xn-1處理的花藥外觀整體干瘦、失水，與正常花藥相比表現(xiàn)出嚴重的早衰現(xiàn)象，且無開裂散粉跡象，圖3b所示。圖3d為散粉期未用藥劑處理的植株雌蕊，柱頭蓬松呈羽毛狀；圖3e為本發(fā)明雜交劑xn-1誘導(dǎo)的不育株雌蕊，也呈蓬松羽毛狀，但僅花藥呈干癟狀且不開裂。散粉期，取各處理和對照植株花藥，經(jīng)ki-i2染色，結(jié)果表現(xiàn)為：未用藥劑處理的對照花粉粒染色呈深藍色，見圖3c。而本發(fā)明雜交劑xn-1處理的花粉粒呈淺黃色，同時xn-1處理的花藥花粉粒體積較小，且粉量較少，見圖3f。其余藥劑處理的花粉粒呈深藍色或部分淺黃色。通過比較圖3c、3f可知，feek's＝8.5時期，本發(fā)明雜交劑xn-1處理小麥群體可誘導(dǎo)植株完全雄性不育，其花粉粒均呈現(xiàn)黃色(圖3f)，表現(xiàn)為敗育，而正常對照花粉粒內(nèi)積累大量的淀粉，呈現(xiàn)藍黑色(圖3c)，具有活性。

圖4是本發(fā)明化學(xué)藥劑xn-1誘導(dǎo)小麥矮抗58植株形態(tài)及灌漿后期結(jié)實表現(xiàn)，圖4a為小麥矮抗58灌漿后期，田間植株形態(tài)調(diào)查表明，本發(fā)明化學(xué)藥劑xn-1處理植株株高比對照株高矮5cm，且田間剝?nèi)シf殼看到xn-1處理植株為空殼而對照結(jié)實飽滿(圖4b，c，d)，說明本發(fā)明化學(xué)藥劑完全可以在適宜的植株發(fā)育時期誘導(dǎo)小麥矮抗58花粉粒完全敗育，且雌蕊發(fā)育正常。

圖5是不同濃度本發(fā)明化學(xué)藥劑誘導(dǎo)小麥矮抗58旗葉面積、株高、穗下節(jié)長及穗長等指標(biāo)分析，從圖中可以看出：(0.25gm+s)/l、(0.5gm+s)/l、(0.75gm+s)/l、(1gm+s)/l和(1.25gm+s)/l(即xn-1)5種藥劑處理矮抗58小麥群體，表現(xiàn)為各處理間小麥穗長和旗葉面積差異不顯著(圖5a，5c)，株高和穗下節(jié)長差異顯著(p<0.05)(圖5b，5d)，植株平均株高降低約5cm，主要原因是由于穗下節(jié)縮短。

圖6是對xn-1誘導(dǎo)殺雄后的植株進行飽和授粉所獲得的雜交種子，統(tǒng)計飽和授粉結(jié)實率為91.5％。生產(chǎn)中一個理想的化學(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)實率，這樣才能說明該藥劑誘導(dǎo)后雌蕊發(fā)育正常，且具有在生產(chǎn)實踐中廣泛應(yīng)用的價值。

需要說明的是本發(fā)明并不局限于以上的具體實施方式，凡在本申請技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本發(fā)明的保護范圍。