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一種小麥化學殺雄劑及其在小麥雜交制種中的應用.pdf

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一種 小麥 化學 殺雄劑 及其 雜交 制種 中的 應用
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摘要
申請專利號:

CN201310332625.3

申請日:

20130801

公開號:

CN103380785A

公開日:

20131106

當前法律狀態:

有效性:

失效

法律詳情:
IPC分類號: A01N55/10,A01P21/00,A01G7/06,A01H1/02 主分類號: A01N55/10,A01P21/00,A01G7/06,A01H1/02
申請人: 山東農業大學
發明人: 封德順,李娜,牛祖彪,王洪剛,惠文榮,宋靜,高居榮
地址: 271018 山東省泰安市岱宗大街61號
優先權: CN201310332625A
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201310332625.3

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法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明公開了一種小麥化學殺雄劑及其在小麥雜交育種中的應用,屬于植物育種技術領域。該殺雄劑是將有機硅表面活性劑聚醚改性七甲基三硅氧烷Silwet?L-77用蒸餾水配制成濃度為0.025%-0.075%(v/v)的溶液。其使用方法是選取旗葉與倒二葉的葉耳距為0.5-5厘米的麥穗,用注射器將殺雄劑注射入幼穗上方的空腔處,盡量將空腔充滿。該殺雄劑對小麥殺雄敗育率73%,雌蕊育性正常,植株生長發育無不良影響。抽穗后簡單整穗,人工授以其它小麥的花粉,套袋,按常規方法進行田間管理,可以收獲雜交種子。異交結實正常,異交率達100%。該殺雄劑制備及應用方法簡單、生產成本低、環境友好、易于推廣。

權利要求書

1.一種小麥化學殺雄劑,其特征在于它用有機硅表面活性劑聚醚改性七甲基三硅氧烷Silwet?L-77用蒸餾水配制而成,濃度為0.025%-0.075%(v/v)。2.一種利用權利要求1所述的小麥化學殺雄劑制種的方法,步驟如下:待小麥旗葉全部長出葉稍(挑旗)且旗葉與倒二葉的葉耳距為0.5-5厘米時進行操作,此時旗葉葉鞘卷成的筒中有小麥幼穗以及幼穗上方的空腔;用一干凈的注射器吸取上述的化學殺雄劑,將針頭從旗葉葉鞘卷成的筒的上方插入空腔,把殺雄劑注射入空腔內,盡量將空腔充滿,使液體剛剛從上部溢出為宜,不要損傷麥穗;將注射過的麥穗做好標記,讓其自然生長;抽穗后,可以發現經注射過的麥穗顏色黃綠,而未經處理的麥穗顏色深;選取顏色現象明顯的麥穗,簡單整穗后,人工授以其它小麥正常的花粉,套袋,按常規方法進行田間管理,可以收獲雜交種子。

說明書

(一)技術領域

本發明涉及一種小麥化學殺雄劑及其在小麥雜交育種中的應用,屬于植物育種技術領域。

(二)背景技術

利用作物的雜種優勢可以進行作物的改良,如提高農作物產量、增強農作物抗性等。該方法是依賴純系雜交的一代雜交種來實現的。目前玉米、油菜、水稻、高粱等作物已經廣泛利用雜種優勢進行制種。

小麥是世界上分布最廣并具有較大雜種優勢的第二大糧食作物,各國一直都在努力尋求開發利用其雜種優勢的途徑與方法。小麥雜種優勢利用理論和應用技術的突破,不僅將極大豐富作物雜種優勢利用理論與技術,而且將對我國乃至世界的糧食安全生產作出重要貢獻。小麥是自花授粉作物,因此,小麥雜種優勢利用的核心問題是建立高效生產小麥雜交種的技術體系。化學殺雄技術的利用(化殺法)是解決制種母本去雄問題的有效方法之一。化學殺雄法是利用藥物(化學雜交劑)把小麥的雄花殺死,使其不能產生花粉,但雌蕊不受傷害,從而誘導小麥雄性不育來生產雜交種。化學殺雄法利用小麥雜種優勢,最大的優點是配組自由,強優組合選出率高;沒有細胞質負效應;種子生產程序簡單;即使雜種純度不很高,對產量影響也不太大等。

一些發達國家如英、美、法諸國在化學殺雄劑篩選方面做了較多的研究,特別是70年代中后期T型不育系在美國及其他各國相繼失敗后,小麥化學殺雄劑的篩選研究進入了高潮,80年代中后期,各國相繼篩選出了一些化學殺雄劑,核心技術及專利主要由美國和法國的跨國公司所掌握。

我國自20世紀80年代便開始了化學雜交劑及其應用的研究,自主研發出化學殺雄劑BAU-9403(中國農業大學)和SQ-1(西北農林科技大學)。制種效果取決于噴藥技術,效果好的田塊制種產量高、雜種純度高。但有的田塊或者由于產生藥害,制種產量低,或者由于噴藥不到位,雜種純度低。

目前使用最廣泛的化殺劑是SC2053和genesis。SC2053是天津市農科院作物所與美國Sogetal公司合作開發的產品,噴藥時期為小麥雌雄蕊形成至藥隔期(此時期形態指標為主莖幼穗長l厘米左右)。殺雄效果良好,并且殺雄后母本異交特性改善。該藥劑最大的缺點是噴藥操作要求很嚴格,否則引起藥害。

genesis是美國孟山都公司的新產品。該殺雄劑的優點是噴藥濃度彈性較大,不易造成藥害且殺雄徹底。其缺點是噴藥時期較晚(孕穗期),不便于機械化作業、除SC2053和genesis外,我國還自行研制了一些化殺劑,如河北師范大學研制的EK、ES;中國農業大學研制的BAU-2等。

有機硅表面活性劑聚醚改性七甲基三硅氧烷(Silwet?L-77)由美國GE公司生產,常作為擬南芥、油菜等植物轉化輔助試劑和農藥助劑。作為農藥助劑可以降低水的表面張力,降低藥液和生物靶標的接觸角,具有耐雨水沖刷和滲透能力,提高農藥的有效利用率并且符合環保要求。藥液中添加Silwet表面活性劑后,藥液可通過植物氣孔被吸收,從而增加藥效。

中國專利文件公開號CN1596617A公開了一種建立早熟禾遺傳轉化體系的方法及應用。取適宜生長期的叢生芽塊為受體采用基因槍轟擊法或農桿菌介導法進行遺傳轉化,獲得轉基因植株。在農桿菌介導的的遺傳轉化中,采用表面活性劑Silwet?L-77處理和減壓處理有效提高了轉化頻率。

中國專利文件公開號CN101099497A公開了一種水溶性殺蟲劑制劑,該發明涉及含有Silwet農用噴霧助劑的水溶性殺蟲劑制劑及它們的制備方法。該水溶性制劑溶解快、易降解、無殘留、不污染環境,是環境友好型農藥制劑。

迄今為止,未見到利用有機硅表面活性劑聚醚改性七甲基三硅氧烷(Silwet?L-77)制備小麥化學殺雄劑及在小麥雜交育種中應用的報道。

雖然利用化學殺雄法大面積生產一代雜交種在小麥等作物上得到了一些應用,但是該施用方法卻存在著許多缺陷,比如作業時間長、成本高、有藥害、殺雄效果不理想等問題。

(三)發明內容

本發明針對現有技術的不足,提供一種小麥化學殺雄劑及其在小麥雜交育種中的應用,其彌補了現行小麥化學殺雄及雜交育種操作的不足。

本發明的目的是這樣實現的。經過大量的實驗室試驗和多年田間試驗確定的小麥化學殺雄劑的成分及其配比表示如下:

有機硅表面活性劑聚醚改性七甲基三硅氧烷(Silwet?L-77)用蒸餾水配制成濃度為0.025%-0.075%(V/V)的溶液,不用調pH值。

本發明的小麥化學殺雄劑的制備方法包括如下步驟:

將有機硅表面活性劑聚醚改性七甲基三硅氧烷(Silwet?L-77)用蒸餾水配制成濃度為0.025%-0.075%(V/V)的溶液,不用調pH值。

利用上述化學殺雄劑的方法步驟如下:

(1)待小麥旗葉全部長出葉稍(挑旗)且旗葉與倒二葉的葉耳距為0.5-5厘米時進行操作,此時旗葉葉鞘卷成的筒中有小麥幼穗以及幼穗上方的空腔。準備用殺雄劑處理麥穗。

(2)用一干凈的注射器吸取上述的化學殺雄劑,將針頭從旗葉葉鞘卷成的筒的上方插入空腔,把殺雄劑注射入空腔內,盡量將空腔充滿,使液體剛剛從上部溢出為宜,不要損傷麥穗。

(3)將注射過的麥穗做好標記,讓其自然生長。

(4)抽穗后,可以發現經注射過的麥穗顏色黃綠,而未經處理的麥穗顏色深。選取顏色現象明顯的麥穗,簡單整穗后,人工授以其它小麥正常的花粉,套袋,按常規方法進行田間管理,可以收獲雜交種子。

所述為禾本科植物,優選普通小麥。

本發明有益效果如下

1、利用SilwetL-77的濃度為0.025%-0.075%(V/V)的化學殺雄劑,為小麥育種領域提供了一種簡單,有效的新的殺雄劑。處理過的不育穗的顏色與正常麥穗顏色差異明顯,容易區分。

2、本發明直接對孕穗期的小麥穗進行注射從而得到大量不育麥穗,大大節省了人工去雄的時間。

3、經本發明的殺雄劑處理的小麥穗的敗育率達到73%,并且其他性狀不變,為小麥的雜交育種提供了良好的條件。

4、本發明的殺雄劑有效成分為表面活性劑,不是誘變劑,對人畜安全無害。直接注射的方法也不會污染土壤。

附圖說明:

圖1.對照(左)與經含Silwet?L-77的化學殺雄劑處理的麥穗(右)。處理后麥穗顏色較對照穗子淺,穎殼全部張開。

圖2.正常的小花(左)與經含Silwet?L-77的化學殺雄劑處理的麥穗上的小花(右)比較。對照小花除了有正常的絨毛狀雌蕊外還有3個黃綠色的花藥,而經殺雄劑處理的小花可見到有正常的絨毛狀雌蕊,但是3個花藥皆萎縮退化。

圖3.經含Silwet?L-77的化學殺雄劑處理的敗育的花藥的TTC染色觀察。染色表明花藥退化,內部沒有存活的花粉。

圖4.經含Silwet?L-77的化學殺雄劑處理的小麥泰農18的麥穗人工授以藍粒小麥的花粉后結的種子。從左至右依次為泰農18、雜交種、藍粒小麥。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明做詳細描述。

實施例中的小麥材料CB037和泰農18為山東農業大學國家小麥改良中心泰安分中心保存的小麥品種(系)。Silwet?L-77購自GE公司。

實施例1

一種小麥化學殺雄劑,成分為用蒸餾水配制的Silwet?L-77溶液,濃度為0.025%-0.075%(V/V),不用調pH值。

實施例2

本實驗的試驗地為山東農業大學農學實驗站基地。

利用前述的一種小麥化學殺雄劑殺雄的方法,步驟如下:

(1)將小麥品系CB037播種到試驗田,按常規方法進行田間管理。

(2)小麥進入孕穗期,選取旗葉全部長出葉稍(挑旗)且旗葉與倒二葉的葉耳距為0.5-5厘米時的植株,此時旗葉葉鞘卷成的筒中開始有空腔。用手可以容易地摸到。

(3)用一潔凈的注射器吸取上述的化學殺雄劑,將針頭從旗葉葉鞘卷成的筒的上方插入空腔,把殺雄劑注射入空腔內,盡量將空腔充滿,使液體剛剛從上部溢出為宜。

(4)將注射過的麥穗做好標記,套袋。收獲后,統計敗育率。

敗育率(%)=完全敗育穗子數/總處理穗子數×100%

處理后的穗子剛抽出來時比正常的穗子顏色淺,偏黃綠色,穎殼逐漸張開,柱頭形態正常能接受外來花粉。

經測算經silwet?L-77濃度為0.025%的化學殺雄劑處理的麥穗敗育率為56%,經silwet?L-77濃度為0.05%的化學殺雄劑處理的麥穗敗育率為73.9%。

實施例3

利用化學殺雄劑進行小麥雜交制種。將小麥品種泰農18播種到試驗田,按常規方法進行田間管理。小麥進入孕穗期,用手能摸到穗子部位的空腔,開始進行處理。用一潔凈的針管吸取上述的化學殺雄劑,選取旗葉全部長出葉稍(挑旗)且旗葉與倒二葉的葉耳距為0.5-5厘米時的麥穗,將注射器針頭從旗葉葉鞘卷成的空腔頂部插入空腔內,并將殺雄劑注射入穗子上部的空腔,盡量將空腔充滿,使液體剛剛從上部溢出為宜。處理過的穗子抽出穗后,選取顏色現象明顯的10個麥穗,簡單整穗后,人工授以藍粒小麥的花粉,套袋,按常規方法進行田間管理。收取種子后統計雜交結實率。

雜交結實率(%)=結實粒數/授粉小花數×100%。

統計結果顯示經化學殺雄劑處理后的雜交結實率為100%。

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