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利用蘭索拉唑提高BNS小麥雄性不育系花粉敗育率的方法.pdf

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利用 蘭索拉唑 提高 BNS 小麥 雄性不育 花粉 敗育率 方法
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摘要
申請專利號:

CN201510948322.3

申請日:

20151217

公開號:

CN105493919B

公開日:

20180918

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A01G7/06 主分類號: A01G7/06
申請人: 河南科技學院,河南師范大學
發明人: 茹振鋼,劉海英,崔長海,董娜,陳向東,李淦
地址: 453003 河南省新鄉市華蘭大道東段90號
優先權: CN201510948322A
專利代理機構: 新鄉市平原專利有限責任公司 代理人: 路寬
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510948322.3

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明公開了一種利用蘭索拉唑提高BNS小麥雄性不育系花粉敗育率的方法,在黃淮小麥主產地區,將溫敏核不育小麥BNS在不育期播種條件下即9月23日至10月17日播種形成不育系,自雄蕊發育至雌雄蕊原基分化期開始,至麥穗剛完全從旗葉葉鞘中抽出為止,從第一天起每4天一次,采用質量濃度為90?360mg/L的蘭索拉唑溶液對BNS植株進行全株噴施處理,噴施量為50?80L/畝,其它參照一般大田栽培管理模式。本發明通過大田栽培,采用蘭索拉唑溶液處理,從而使BNS不育系花粉敗育率接近全不育水平,自交結實率為0,達到雜交小麥生產中對不育系的要求,本發明操作相對簡單,所投成本較低,省時省力,具有廣闊的應用前景。

權利要求書

1.利用蘭索拉唑提高BNS小麥雄性不育系花粉敗育率的方法,其特征在于:在黃淮小麥主產地區,將溫敏核不育小麥BNS在不育期播種條件下即9月23日至10月17日播種形成不育系,自雄蕊發育至雌雄蕊原基分化期開始,至麥穗剛完全從旗葉葉鞘中抽出為止,從第一天起每4天一次,采用質量濃度為90-360mg/L的蘭索拉唑溶液對BNS植株進行全株噴施處理,噴施量為50-80L/畝,其它參照一般大田栽培管理模式,其中雌雄蕊原基分化期具體為植株第一節間伸長至0.9-1.1cm,顯微鏡下觀察到穗中部小穗第一位小花中部的圓形雌蕊原基和外圍的三個圓形凸起狀且無微型縱溝的雄蕊原基,蘭索拉唑溶液的噴施時間為當天的18:00-19:00。2.根據權利要求1所述的利用蘭索拉唑提高BNS小麥雄性不育系花粉敗育率的方法,其特征在于:所述的溫敏核不育小麥BNS不育系是由溫敏核不育小麥BNS于10月13日播種而形成的。

說明書

技術領域

本發明屬于溫敏核不育小麥BNS花粉育性化學調控技術領域,具體涉及一種利用蘭索拉唑提高BNS小麥雄性不育系花粉敗育率的化學調控方法。

背景技術

小麥光溫敏雄性不育(PTSMS)的利用,是雜交小麥研究的一個重大進步。我國發現的小麥光溫敏不育系,如ES、C49S、ZP、BS、YS和BNS等類型,已成為雜交小麥研究的重要試材。

溫敏核不育小麥BNS,由茹振鋼于2002年培育成功,BNS具有不育徹底和育性轉換徹底的特性,育性變化趨勢為:完全敗育-半不育-完全可育。低溫是影響BNS育性轉換的主要原因,表現低溫不育,高溫可育。BNS感受低溫的敏感部位為發育的幼穗。BNS育性轉換敏感期在抽穗前5-18d,即雌雄蕊分化期至四分體形成期,在溫度敏感期內,溫度低于8℃時表現徹底不育,形成不育系;8-12℃是育性轉換溫度;溫度高于12℃時表現完全可育,形成可育系即為保持系。在豫北地區,9月23日至10月17日播種,表現徹底不育,可用于生產雜交種;11月18日以后播種均表現完全可育,可以自交繁殖不育系種子。BNS不育系在我國的黃淮小麥主產地區表現不育性好、轉換容易和有特定恢復性的優良特性,是一個非常有利用價值的可用于雜交小麥的不育系材料。在BNS育性轉換敏感期,經常出現最低氣溫周期性波動,在某段時間最低氣溫出現高于8℃的情況,其育性穩定性也受到干擾而發生波動,由徹底不育出現部分育性恢復,可檢測到部分可育花粉粒,自交結實率也有所回升,這會降低制種田雜交種子的純度,將是兩系雜交小麥在大面積生產應用中的一個潛在的嚴重威脅。

克服最低氣溫周期性波動對BNS育性穩定性干擾的基本對策理論上存在多種可能。一種可能是配合小麥對光周期的敏感性,育成對光周期和低溫均敏感的雙重敏感核不育系,但這需要漫長的科學研究過程才有實現的可能,目前對此僅限于理論分析,實踐中仍無實現可能。另一種可能是采用現代化農業設施控制短期溫度升高,但這對設施要求較高,難以滿足大面積雜交制種的需要。在育性轉換敏感期已受氣溫周期性波動影響,或預測會出現氣溫周期性波動影響情況下,同期輔之適宜的化學調控措施殺雄,也可以作為一種補救措施以提高制種田兩系雜交種子純度。前人研究指出,乙烯利等現有化學殺雄劑可以達到有效殺雄的效果,但乙烯利使用后存在小麥花發育進程減慢,抽穗困難,容易貪青晚熟和容易感染病蟲害等諸多問題,其他現有化學殺雄劑多存在對小麥植株毒性大,降低雄性育性的同時,對雌蕊育性也有強烈的抑制效應,人工輔助授粉后結實率低且籽粒不飽滿,藥品價格成本較高,因而限制了已有化學殺雄劑在生產上的應用,且采用已有化學雜交劑用于克服育性轉換敏感期氣溫周期性波動對溫敏核不育小麥BNS不育系育性穩定性干擾的研究,目前報道較少,利用蘭索拉唑提高BNS小麥雄性不育系花粉敗育率的研究目前尚未見報道。針對溫敏核不育小麥BNS不育系,篩選對雄性育性降低程度較大和雌性育性降低幅度不大,且價格低廉的新型化學雜交劑,用于促進BNS不育系徹底不育,對于其在雜交小麥制種中的有效利用,降低制種成本具有重要的意義。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供了一種利用蘭索拉唑提高BNS小麥雄性不育系花粉敗育率的方法,以使BNS不育系不育徹底,進而保障雜交種子的純度和制種效率,降低雜交小麥的制種成本。

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案:利用蘭索拉唑提高BNS小麥雄性不育系花粉敗育率的方法,其特征在于:在黃淮小麥主產地區,將溫敏核不育小麥BNS在不育期播種條件下即9月23日至10月17日播種形成不育系,自雄蕊發育至雌雄蕊原基分化期開始,至麥穗剛完全從旗葉葉鞘中抽出為止,從第一天起每4天一次,采用質量濃度為90-360mg/L的蘭索拉唑溶液對BNS植株進行全株噴施處理,噴施量為50-80L/畝,其它參照一般大田栽培管理模式,其中雌雄蕊原基分化期具體為植株第一節間伸長至0.9-1.1cm,顯微鏡下觀察到穗中部小穗第一位小花中部的圓形雌蕊原基和外圍的三個圓形凸起狀且無微型縱溝的雄蕊原基,蘭索拉唑溶液的噴施時間為當天的18:00-19:00。

進一步優選,所述的溫敏核不育小麥BNS不育系是由溫敏核不育小麥BNS于10月13日播種而形成的。

本發明采用化學藥物對BNS植株進行噴霧處理,這樣能夠彌補溫度控制技術的缺陷,更方便地調控BNS育性,提高其不育系花粉敗育率,自交結實率為零,達到雜交小麥制種對不育系的要求,對設施要求不是很嚴格。采用本發明的方法能夠免除控制溫度對設施和人工的要求,投入較少。

本發明選用質量濃度為90-360mg/L的蘭索拉唑溶液對BNS植株進行噴施處理,僅參照一般大田栽培管理模式即可。通過大田栽培,采用質量濃度為90-360mg/L的蘭索拉唑溶液處理,從而使BNS不育系花粉敗育率達到全不育水平,自交結實率為0,達到雜交小麥生產中對不育系的要求,目前,已經通過試驗獲得了成功。本發明操作相對簡單,所投成本較低,省時省力,具有廣闊的應用前景。

具體實施方式

以下通過實施例對本發明的上述內容做進一步詳細說明,但不應該將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例,凡基于本發明上述內容實現的技術均屬于本發明的范圍。

實施例1

以溫敏核不育小麥BNS為試驗材料,2013年10月13日播種,即形成BNS不育系。試驗地點為河南師范大學小麥試驗田,土壤為砂壤土,0-30cm土層的土壤含有機質10.7g/kg、全氮0.46g/kg、堿解氮60.1mg/kg、速效磷為31.1mg/kg和速效鉀92.1mg/kg。小區面積為1.5m×3m(4.5m2),行距24cm,株距10cm(先采用低于10cm株距擺播,待出苗后再按10cm株距定苗)。隨機區組排列,重復3次。各小區于耕地前施干雞糞1.7t/畝,史丹利(三安)復混肥料50kg/畝,N-P2O5-K2O=18:18:18,總養分≥54%,N-P2O5-K2O的畝用量為9kg,于拔節期和孕穗期分別配合澆水追施史丹利(三安)復混肥料各25kg/畝,N-P2O5-K2O的畝用量分別為4.5kg,史丹利化肥(平原)有限公司生產。于籽粒灌漿初期即開花后15d,補充葉面肥為12.5g/L(凈含量1.238×10g/L)磷酸二氫鉀,磷酸二氫鉀由山東科賽基農控股有限公司生產,KH2PO4≥99%,K2O≥34%,P2O5≥52%。從溫敏核不育小麥BNS早播不育系雄蕊發育至雌雄蕊原基分化期(植株第一節間伸長至0.9-1.1cm,顯微鏡下可觀察到穗中部小穗第一位小花中部的圓形雌蕊原基和外圍的三個圓形凸起狀且無微型縱溝的雄蕊原基)開始,至麥穗剛完全從旗葉葉鞘中抽出停止,從第一天起每4天一次,采用質量濃度為90-360 mg/L蘭索拉唑溶液對BNS不育系植株進行全株噴施處理。以自然生長為對照1,以噴清水為對照2。所有噴施措施包括對照2(清水)、質量濃度為90-360mg/L的蘭索拉唑溶液噴施處理均以5.0mL/L吐溫-80為助粘劑,以便其在葉片上的粘附,噴施量均為50-80L/畝,于當天傍晚18:00-19:00進行。

根據雄蕊發育進程觀察記錄,BNS不育系在2014年3月16日進入雌雄蕊分化期,至2014年3月30日出現四分體,此期間為其育性轉換敏感期,最低氣溫逐天記錄顯示為6℃(3月16日)、8℃(3月17日)、7℃(3月18日)、5℃(3月19日)、4℃(3月20日)、5℃(3月21日)、9℃(3月22日)、10℃(3月23日)、9℃(3月24日)、12℃(3月25日)、12℃(3月26日)、15℃(3月27日)、13℃(3月28日)、13℃(3月29日)、12℃(3月30日),即在BNS不育系持續15天的育性轉換敏感期中,盡管平均最低氣溫為7.9℃,為BNS育性表現徹底不育的溫度,但其中有7天最低氣溫為8-12℃,為育性轉換溫度,自3月27日后連續3天最低氣溫高于12℃,為育性表現完全可育的溫度,這種最低氣溫波動干擾了BNS不育系育性的穩定性,自交結實率也有一定程度回升,在利用BNS進行雜交小麥育種過程中,不利于保障雜交小麥種子的純度。

在每畦中間區域(畦兩端和兩邊不取材),每處理于始花期取10個當天即將開花的穗子,以手動剝開中部小穗第1、2小花后看到花藥為黃色且花絲伸長至將要伸出但尚未伸出穎殼為準。每穗為一個樣品,分別取中部小穗自下而上,每1、2小花中各取花藥1枚共3枚,在載玻片上盡可能擠出花藥中所有花粉,去除花藥壁碎片后,用質量濃度為1% 的I-KI染色,顯微鏡下觀察育性。鏡檢計數正常可育花粉率和敗育花粉粒,以5個視野求其平均值為一個測定值并求花粉敗育率。將10穗所得10個測定值及所得花粉敗育率再求平均值為最終測定值。

敗育率(%)=敗育花粉粒數/(正常花粉粒數+敗育花粉粒數)×100% 。

在每畦中間區域(畦兩端和兩邊不取材),在抽穗后開花前在每個區隨機取10株套袋,每株套主莖穗,收獲時測定其結實率求平均值;同時在每個區隨機取10株,每株套主莖穗,用普通小麥周麥18花粉進行人工飽和授粉,測定飽和授粉結實率;成熟時每個區(畦兩端和兩邊不取材)隨機收10株未套袋植株主莖穗,測定異交結實率。同時采用國內法和國際法統計結實率。結實率計算公式分別為:

結實率(%)=(基部小花結實數/小穗數×2)×100%(國內法);

結實率(%)=(穗粒數/小穗數×2)×100%(國際法)。

BNS不育系育性測定結果見表1。

表1 溫敏核不育小麥BNS不育系在不同處理方法下的育性比較

注:數據后的大小寫字母分別表示同列數字在0.01和0.05水平上的差異顯著性。

實驗證明:參照一般大田栽培管理模式,質量濃度為90-360mg/L的蘭索拉唑溶液處理能夠增加溫敏核不育小麥BNS不育系花粉敗育率使其達到100%全不育水平,自交結實率為0,且與對照2(清水)相比,飽和授粉結實率和異交結實率下降雖有一定程度下降,但仍可以維持一定水平,從而證明這種促使溫敏核不育小麥BNS不育系花粉徹底敗育的新技術確實能夠克服氣溫波動對其育性的干擾,保持其徹底不育,保障雜交種子的純度和制種效率,有利于降低雜交小麥的制種成本和風險。

以上實施例描述了本發明的基本原理、主要特征及優點。本行業的技術人員應該了解,本發明不受上述實施例的限制,上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理,在不脫離本發明原理的范圍下,本發明還會有各種變化和改進,這些變化和改進均落入本發明保護的范圍內。

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