应用化学杂交剂GENESIS诱导春小麦雄性不育的研究

研究美国孟山都公司生产的化学杂交剂ＧＥＮＥＳＩＳ诱导东北春小麦雄性不育的效果及其应用技术,结果表明：⑴ＧＥＮＥＳＩＳ对东北春小麦具有良好的诱导雄性不育效果,在３ｋｇ／ｈｍ＾２剂量时,对供试的２０个基因型均能诱导９８．２％￣１００％的雄性不育率。对其中３份材料进行人工授粉,获得５７．５％￣６９．２％的人工授粉结实率,剂量达５ｋｇ／ｈｍ＾２时,最高人工授粉结实率仍达６５．５％;⑵ＧＥＮＥＳＩＳ对春小麦     

GENESIS诱导小麦雄性不育活性窗口研究

在小麦大小分蘖达到适宜喷药期，而部分主茎（大约1％左右）已经超过Feeks9.0的情况下，为了检测GENESIS是否能有效地抑制这类主茎的自交结实，选择了20个优势群亲本基因型小麦品种（系）进行了试验。结果表明，当小麦生长时期处于Feeks9.0-9．8时，进行一次叶面喷施，所有参试品种仍可达到95％以上的杀雄效果，能够有效地抑制小麦自交结实，同时对其中10个参试小麦品种进行人工饱和授粉，证明GENESIS对雌蕊的育性没有明显影响。     

化学杂交剂SQ 1诱导四川小麦雄性不育的初步研究

为了明确化学杂交剂SQ-1对四川小麦雄性不育的诱导作用,以20个四川小麦品种(系)为研究对象,研究SQ-1不同喷药时期对不同基因型小麦的杀雄效果.结果表明,Feeks 8.5为四川小麦最佳喷施时期;适宜的喷施时期为Feeks 8.0～9.0.用4.0 kg/ha的SQ-1进行雄性不育的诱导,所有供试品种平均可达到97.09%的相对雄性不育率和49.77%的异交结实率.喷施SQ-1后,四川小麦的株高明显降低,抽穗推迟并且穗长缩短.另外,基因型的不同导致化杀效果及化杀后农艺性状有差异.     

化学杂交剂SQ-1诱导雄性不育小麦开颖特性的研究

为了优化化杀杂交小麦制种体系,观察了大田制种条件下喷施杀雄剂SQ-1后小麦Fp1(杂交小麦"西杂一号"的母本)的开颖特性,同时对杀雄剂浓度、pH值以及处理时期对开颖特性的影响进行了研究.结果表明:(1)SQ-1诱导的雄性不育小麦开颖初期开颖角度的日变幅较大,Fp1在低浓度化杀剂水平下(3 kg/ha和4 kg/ha)还出现"二次开颖"现象;(2)开颖角度与不育度之间存在矛盾,能够获得较大开颖角度的处理一般难以获得较高的不育度.综合来看,用pH值为8的缓冲液配制的SQ-1在使用剂量为4 kg/ha、Feekes 8.5时喷施,Fp1能够达到育种要求的不育度,同时能保持较大的开颖角度.     

化学杂交剂诱导油菜雄性不育机理的研究 Ⅱ.KMS-1对甘蓝型油菜育性的影响

采用不同浓度的化学杂交剂ＫＭＳ—１处理不同生长发育时期的油菜,诱导其雄性不育,结果表明：在试验的ＫＭＳ—１浓度范围内,最佳杀雄浓度为１．５％,最佳处理期（单核期）的不育株率可达８１％。在五叶期至造孢细胞期施药３～４ｄ后,出现叶片坏死斑,植株明显变矮或部分株死亡等药害现象,不育花粉率只有２％～４％。在花粉母细胞减数分裂期至成熟花粉期喷药处理,花药的绒毡层及花粉均出现异常,不育花粉率可达１７％～８０％。     

化学杂交剂SQ 1诱导小麦雄性不育的效果及F1代杂种优势表现

为配制筛选山西省晋南麦区化杀杂种小麦强优势组合,选用20个小麦品种（系）,分为A、B两组,A组为山西省晋南麦区大面积推广品种10个,B组为自育且含异种属血统的品系10个,用化学杂交剂SQ1进行化杀。结果表明,在参试品种（系）生育时期处于Feeks 8.0～9.0时,喷施5.0 kg/hm的SQ1,诱导小麦雄性不育率达到98.76%以上;A组人工饱和授粉结实率和自然授粉结实率分别平均为70.87%和41.68%,B组分别为72.10%和57.31%,各材料间无显著差异,说明化学杂交剂 SQ1与参试小麦品种基因型间不存在互作效应。t检验结果表明,B组小区产量、穗粒数和公顷穗数的杂种优势与A组差异显著,杂种优势明显高于A组。评选出4个强优势组合,均含有异种属血统,其超标优势幅度达17.56%～43.13%,说明在利用化杀法时,选用较远缘的中间材料做化杀杂交亲本来提高杂种优势幅度是一条切实可行的途径。     

CRMS诱导水稻雄性不育的研究：Ⅰ.CRMS诱导水稻雄性不育的效果

 CRMS是一种新筛选出的雄配子诱杀剂，经1985～1989年5年的田间试验，表明于水稻雌雄蕊原基分化至花粉充实期喷施CRMS，诱导不育效果明显，自交败育率可达95～100%，自然结实率可达30%左右；井延迟抽穗期2～3 d，降低株高5～10 cm。CRMS诱导水稻雄性不育的形式有三种:性别异化，花粉败育，花药不裂开。     

芝麻化学诱导雄性不育机制的研究

光镜与电镜的镜检结果表明:芝麻化学诱导的雄性不育机制是由于花药内绒毡层细胞畸形肥大而将花粉母细胞挤压破坏,使之不能产生花粉粒。     

CRMS诱导水稻雄性不育的研究——Ⅱ. CRMS诱导水稻雄性不育的生理效应

于水稻花粉母细胞减数分裂期每丛施用20～30mg CRMS(有效成分),可诱导水稻高度雄性不育.CRMS诱导水稻雄性不育与CRMS诱导花粉畸形、败育有关,原因是施用CRMS,缩短花药的长度和花药中的花粉数,降低花粉粒充实度和花粉发芽力,降低花药呼吸作用,干扰蛋白质和淀粉的积累,抑制花药发育与花粉活力.     

CRMS诱导水稻雄性不育的研究：Ⅱ．CRMS诱导水稻雄性不育的生理效应

 于水稻花粉母细胞减数分裂期每丛施用20～30 mg CRMS(有效成分)，可诱导水稻高度雄性不育。CRMS诱导水稻雄性不育与CRMS诱导花粉畸形，败育有关，原因是施用CRMS，缩短花药的长度和花药中的花粉数，降低花粉粒充实度和花粉发芽力，降低花药呼吸作用，干扰蛋白质和淀粉的积累，抑制花药发育与花粉活力。     

杀雄剂CH1对冬小麦雄性不育的效应研究

为探讨化学杀雄剂CH1对冬小麦雄性不育的诱导效果及其与乙烯利的互作效应、筛选CH1最佳使用剂量和表面活化剂组合，用6个CH1剂量水平、7种表面活化剂和3种浓度的乙烯利进行不同配伍组合，对不同组合处理下3个小麦品种的农艺性状、雄性不育率和饱和授粉结实率进行了分析。结果表明：（1）在15~30 g·hm^-2剂量下，CH1可诱导3个品种雄性不育率达95%以上，说明CH1具有诱导小麦雄性不育的作用；随CH1剂量的增加，3个品种的饱和授粉结实率均呈下降趋势，其中20~30 g·hm^-2处理的饱和授粉结实率明显偏低，推测雌蕊受到了一定的伤害；（2）观察花药和雌蕊发育情况，发现未喷施CH1的植株花药大且开裂，羽毛状柱头较大，而CH1处理的不育株花药瘦小，呈剑状，不开裂，羽毛状柱头较小；（3）随着CH1剂量的增加，3个品种均表现出株高逐渐降低和抽穗期延迟的现象，CH1对旗叶的药害反应因品种不同存在差异；（4）CH1剂量为10 g·hm^-2时，与其他表面活化剂相比，NE1820对普冰151的旗叶伤害较轻，对株高无明显抑制作用，可提高饱和授粉结实率；(5) CH1剂量为15 g·hm^-2时，添加2种浓度乙烯利后，3个品种的株高比未添加乙烯利降低，抽穗期延迟，其中添加5 mL·L^-1乙烯利后3个品种均能达到100%雄性不育，并且饱和授粉结实率相比未添加乙烯利平均高7%左右。因此，CH1采用15 g·hm^-2剂量，配伍1% NE1820和5 mL·L^-1乙烯利可诱导小麦产生完全的雄性不育，且获得较高的授粉结实率，可作为杂交小麦制种候选方案进一步研究与利用。     

SQ-1诱导小麦雄性不育基因型再研究

SQ-1是一种新型小麦杀雄剂,为了研究杀雄效果及不同小麦品种对SQ-1反应的遗传差异,选择34个小麦品种(系),在小麦生长时期处于Feeks 8．0～9．0时,以5．0kg／hm^2SQ-1水剂进行一次叶面喷施,参试品种均可达到95％以上的杀雄效果,这表明SQ-1与不同小麦品种不存在明显的互作,具有广谱杀雄效应;同时从中随机选取10个参试小麦品种进行人工饱和授粉,其结实率均能达到60％以上,证明SQ-1对雌蕊无明显伤害。     

杀雄剂SQ 1诱导的小麦生理型雄性不育系交替氧化酶基因(AOX1)的表达分析

为了揭示小麦生理型雄性不育败育过程与交替氧化酶（AOX1）基因表达的关系,利用荧光定量技术分析了小麦交替氧化酶基因家族AOX1基因（AOX1a和AOX1c）在K型遗传型不育系[ms（Kots）-90-110]、K型不育系和恢复系杂交后经多代回交选育的可育系（BC5F1）以及杀雄剂SQ-1诱导的BC5F1小麦生理型雄性不育系的旗叶和花药（单核期、二核期、三核期）中的表达情况。结果表明,AOX1a基因在供试可育系（BC5F1）和遗传型不育系[ms（Kots）-90-110]中的表达规律一致,都表现为旗叶中的表达量较少,花药单核期表达量最高,二核期和三核期表达量下降;SQ-1诱导的生理型不育系中AOX1a基因在旗叶中表达量也最少,花药单核期表达量最高,二核期表达量减少,但三核期略呈上升;与其他2个材料相比较,生理型不育系的单核期AOX1a基因的表达量极显著增加,二核期极显著降低。AOX1c基因在3个材料各时期的表达规律一致,都表现为先升后降;但在表达量上,可育系与生理型不育系各时期的表达量两者几乎没有差异,遗传型不育系中的单核期表达量极显著低于可育系和生理型不育系。推测,AOX1a基因在生理型不育系单核期和二核期的异常表达,可能影响了花药发育过程中抗氰呼吸途径,导致呼吸代谢紊乱,引起花药败育;AOX1c基因没有参与生理型不育的代谢调节。     

新型化学杂交型BAU9403的应用技术研究

应用化学杂交剂（CHA）诱导雄性不育是小麦杂种优势利用中一条重要而简捷的途径。BAU9403是北京农业大学独立合成筛选出的新型化学杂交剂，已申请国家专利。我们从1997年开始连续3年对BAU9403的使用技术进行了研究。1999年在6个小麦不同生态区进行了统一设计的试验，目的在于为BAU9403的产业提供技术依据。试验结果表明，在小麦雌雄分化期至药隔期，用0．75kg/hm^2剂量的BAU9403，可以诱导接近安全的雄性不育，雌雄分化期和药隔期两个使用时期间无显著差别，但不同品种的最佳施用时期有差别。BAU9403的适宜使用时期可达7d以上。相同的基因型多年多点试验结果说明BAU9403的杀雄效果在不同地点及同一地点不同年份是稳定的，但不同年份可能因气候条件的不同要求对使用剂量进行适当的调节。BUA9403对雌蕊活性基本上无影响，3年平均异交种子产量相对较高。随着施用剂量的增另，结实率和种子产量降低，说明控制或使用能够诱导满意的雄性不育率的最低剂量是必要的，这也有利于降低制种成本。     

小麦遗传型与生理型雄性不育花药同工酶的比较研究

为了研究小麦遗传型和生理型雄性不育生化机制上的异同,以遗传型(S型不育系)和生理型雄性不育小麦(高温诱导和化学杀雄剂SQ-1诱导)为材料,分别取其小孢子处于单核早期的幼穗,单核后期、二核期、三核期的花药进行了过氧化物酶(POD)、细胞色素氧化酶(COD)同工酶的比较研究。结果表明,S型雄性不育系和经杀雄剂SQ-1处理后诱导出的生理型雄性不育,其POD、COD同工酶的活性比对照材料弱,且条带少;经高温诱导出的生理型雄性不育,其同工酶活性比对照强,且条带多。三者比较后可知,经SQ-1诱导的材料及S型不育系抑制了某些酶带有关基因的表达,使物质能量代谢受阻,造成雄性不育的发生;经高温诱导的材料在高温逆境中其活性氧自由基含量高,发生剧烈的膜脂过氧化作用,导致雄性不育的发生。     

化学杀雄剂CH1诱导的小麦雄性不育花药转录组学及相关基因表达的分析

为了揭示化学杀雄剂CH1诱导雄性不育的作用机理,以小麦品种普冰151为试验材料,利用测序技术对化杀不育系(FHS)和正常可育系(FZC,对照)的花药RNA进行转录组学分析,筛选差异表达基因,并进行GO、KEGG富集分析及实时荧光定量PCR分析。结果表明,FHS和FZC之间筛选出差异表达基因共3 895个,其中上调表达基因1 334个,下调表达基因2 561个,主要富集在碳水化合物代谢、多糖代谢、外部结构组织、细胞壁组织等;经KEGG分析,差异基因主要集中在戊糖和葡萄糖醛酸转化、淀粉和蔗糖代谢利用等通路中。利用实时定量PCR技术对转录组数据中所筛选出的5个表达差异较大的基因进行验证,在花药发育的单核期,处理与对照相比,这5个基因表现出不同的上下调趋势;而在二核期和三核期,这5个基因都表现出明显的下调趋势,推测这5个基因的下调表达有可能与化杀不育系花粉的败育有关。