專利名稱：一種化學(xué)雜交劑組化合物,它的使用方法及其應(yīng)用的制作方法
專利說(shuō)明一種化學(xué)雜交劑組化合物，它的使用方法及其應(yīng)用 本發(fā)明涉及一種化學(xué)雜交劑組合物，它的使用方法，以及它在油菜中的應(yīng)用。利用雜種優(yōu)勢(shì)是提高作物產(chǎn)量、品質(zhì)和抗性的一個(gè)極為有效的途徑，也是各類作物育種研究的焦點(diǎn)。雜種優(yōu)勢(shì)在玉米、高梁、水稻和油菜等作物上已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，并已取得了舉世矚目的成就。
目前，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行油菜雜種優(yōu)勢(shì)利用研究的方法途徑主要有5種，即細(xì)胞質(zhì)(CMS)雄性不育、細(xì)胞核(GMS)雄性不育、化學(xué)雜交劑(CHA)誘導(dǎo)雄性不育、自交不親和系(SI)、自交遲鈍系等。其中在油菜雜種優(yōu)勢(shì)利用研究中，真正獲得成功并已進(jìn)行大面積生產(chǎn)示范和應(yīng)用的主要是CMS，GMS和CHA途徑。
細(xì)胞質(zhì)雄性不育(CMS)是核質(zhì)互作型的雄性不育系，按不育系的不育胞質(zhì)來(lái)源不同，又可將其分為蘿匐胞質(zhì)不育型(Ogu不育胞質(zhì))、nap胞質(zhì)不育型(nap cms)、波里馬胞質(zhì)不育型(Pol cms)、陜2A胞質(zhì)不育型(陜2A cms)和其他細(xì)胞質(zhì)不育型。其中Ogu不育胞質(zhì)存在著恢復(fù)系難找，缺綠和缺乏蜜腺等三個(gè)主要問(wèn)題，而nap不育胞質(zhì)的恢復(fù)系雖多，但它的不育性不穩(wěn)定，對(duì)溫度十分敏感，氣溫高于20℃時(shí)出現(xiàn)大量花粉，因此它們?cè)谏a(chǎn)中均難以利用。目前我國(guó)生產(chǎn)上利用最多的細(xì)胞質(zhì)雄性不育系統(tǒng)還是Pol不育胞質(zhì)和陜2A不育胞質(zhì)。其突出特點(diǎn)是易于找到它們的保持系和恢復(fù)系實(shí)現(xiàn)三系配套，缺點(diǎn)是不育系也存在著不十分穩(wěn)定的問(wèn)題，即在早春低溫條件下植株上部的部分花朵會(huì)出現(xiàn)微量花粉，而影響制種純度。GMS是細(xì)胞核雄性不育系，其特點(diǎn)是雄性不育花粉敗育徹底，且穩(wěn)定性好。但隱性核不育恢復(fù)系雖易找，而保持系卻難以找到，制種時(shí)需于田間及不育系行中，拔除50％的可育株。另外由于核不育類型種類較多，遺傳比較復(fù)雜，因此選育比較困難。目前在我國(guó)生產(chǎn)中已利用的有三類即雙顯性核不育、雙隱性核不育以及由隱性重疊和隱性上位互作控制的核不育(三隱性核不育)。其中雙顯性核不育和三隱性核不育均可利用臨保系獲得核全不育系，實(shí)現(xiàn)“三系法”制種，從而克服了雙隱性核不育在“二系法”制種中需要撥除50％可育株的麻煩。但雙顯性核不育的恢復(fù)源極少，難以獲得優(yōu)良的雜交組合，而三隱性核不育雖然恢復(fù)源廣泛，但其臨保系只有在測(cè)交后代中才能分離得到，因此保持系來(lái)源窄。
CHA與CMS、GMS等途徑相比，CHA途徑的突出特點(diǎn)是可以避免對(duì)某一細(xì)胞質(zhì)的依賴性而引起的某些不良的胞質(zhì)效應(yīng)；其組合選配比較自由，可直接利用油菜常規(guī)品種(系)作為雜交親本，無(wú)須培育專門的不育系與恢復(fù)系，從而容易選到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合，應(yīng)用速度快，并且能確保在穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)上取得高產(chǎn)，而不存在因恢復(fù)率影響雜種一代結(jié)實(shí)的問(wèn)題；其次，化學(xué)殺雄導(dǎo)致的雄性不育不能遺傳，它的第二代不會(huì)分離出雄性不育株，這又為利用優(yōu)勢(shì)特強(qiáng)組合的二代種提供了可能性，也為作物的常規(guī)育種及群體改良提供了一個(gè)重要手段。但CHA途徑關(guān)鍵技術(shù)是，必需有高效無(wú)毒的化學(xué)雜交劑和一套成熟的制種技術(shù)。
CHA開(kāi)發(fā)的目標(biāo)是得到可用于商業(yè)制取雜交種子的化學(xué)殺雄劑，因此國(guó)外開(kāi)發(fā)CHA的策略不是出售化學(xué)品或技術(shù)，而是出售種子。CHA開(kāi)發(fā)針對(duì)的作物，主要是種植面積大的小麥、水稻等糧食作物。對(duì)于油菜僅Bangas.s等人(J.Agric.Sci.camb，1983，101453-455)利用乙烯利誘導(dǎo)芥菜型油菜雄性不育，雜交率達(dá)17％～79％。而其它未見(jiàn)報(bào)道。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)在油菜化學(xué)雜交育種的利用研究方面取得了很大進(jìn)展，居世界領(lǐng)先水平，先后選育出了蜀雜2號(hào)、3號(hào)、5號(hào)、湘雜油1號(hào)、涪優(yōu)1號(hào)、渝雜05等多個(gè)雜交種用于生產(chǎn)，化殺雜種種植面積近7萬(wàn)hm2。目前公開(kāi)發(fā)表的適用于油菜的高效化學(xué)雜交劑有MG1、MG2、MG3、MG4、GA3和EN。其中以MG1(殺雄劑1號(hào))、MG2(Kms-1)、MG4(殺雄劑1號(hào)+赤霉素的配合試劑)、GA3(赤霉素)、EN(成分未知)較為理想。但MG1和MG4的殺雄效果受油菜發(fā)育程度環(huán)境影響，殺雄不夠徹底，穩(wěn)定性差。此外它含有有毒成分砷，盡管砷在食油中的含量沒(méi)有超標(biāo)(0.1mg/kg)，但長(zhǎng)年使用也會(huì)造成人的不安全，并且其所產(chǎn)生的全不育株率僅60％-80％。MG2不同濃度處理后均有一定藥害，導(dǎo)致閉蕾株和死株現(xiàn)象較重而難以授粉。GA3價(jià)格昂貴而在化學(xué)雜交制種中無(wú)實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。雜交劑EN僅劉徇霞等(西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1999，8(4)60-62)作過(guò)初步報(bào)道，其殺雄效果不育株率可達(dá)100％，不育度95％以上，但其對(duì)油菜整個(gè)花期的育性影響如何，不同基因型品種對(duì)其敏感性如何，以及毒性殘留、污染等問(wèn)題尚未見(jiàn)報(bào)道，也未見(jiàn)在生產(chǎn)上應(yīng)用。因此尋找開(kāi)發(fā)高效低毒低殘留的新型油菜CHA是十分必要的。2-[3-(4-甲氧基-6-甲基-1，3，5-三嗪-2-基)-3-甲基脲基磺?；鵠苯甲酸甲酯是我們?cè)谟筒嘶瘜W(xué)雜交劑的篩選研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的一種高效低毒的化合物，過(guò)去僅將這種化合物用于除草劑(磺酰脲類)，在現(xiàn)有的除草劑中，這種化合物的含量為10％或75％，而其它成份，如濕展劑、分散劑、增稠劑、防結(jié)塊劑、消泡劑、填料等共90％或25％，這些成分具體含量不祥。要解決的問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供一種油菜化學(xué)雜交劑組合物。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供所述化學(xué)雜交劑的使用方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是所述化合物2-[3-(4-甲氧基-6-甲基-1，3，5-三嗪-2-基)-3-甲基脲基磺酰基]苯甲酸甲酯在油菜化學(xué)殺雄中的應(yīng)用。
技術(shù)方案2-[3-(4-甲氧基-6-甲基-1，3，5-三嗪-2-基)-3-甲基脲基磺?；鵠苯甲酸甲酯是我們?cè)谟筒嘶瘜W(xué)雜交劑的篩選研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的一種高效低毒化合物。下面描述含有以該化合物為有效成分的化學(xué)雜交劑組合物(簡(jiǎn)稱SX-1)，2-[3-(4-甲氧基-6-甲基-1，3，5-三嗪-2-基)-3-甲基脲基磺?；鵠苯甲酸甲酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)如下 這種化合物的理化性質(zhì)如下白色固體，熔點(diǎn)41℃，25℃下的蒸汽壓為2.7×10-7毫米汞柱，在下列溶劑中的溶解度分別為(毫克/公斤溶劑)丙酮43.8，乙腈54.2，四氯化碳3.12，醋酸乙酯17.5，甲醇3.39，水(PH4)28，水(PH5)50，水(PH6)280。
這種化合物的毒性大鼠口服急性致死中量＞5000mg/kg，兔急性經(jīng)皮致死中量＞2000mg/kg。
該組合物還含有濕展劑、分散劑、增稠劑、崩解劑、可溶性淀粉和/或填料。
優(yōu)選地，該組合物組成如下(以所述組合物總重量計(jì))
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 10-75％濕展劑十二烷基硫酸鉀或鈉 2.0-4.5％分散劑β-萘磺酸鉀或鈉酸羧合物 4.0-6.0％增稠劑羥基纖維素鈉 0.3-0.5％崩解劑三聚磷酸鉀或鈉 2.0-5.0％可溶性淀粉 3.0-5.0％填料補(bǔ)足到100％。
特別優(yōu)選地，該組合物組成如下(以所述組合物總重量計(jì))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 70％濕展劑十二烷基硫酸鈉和/或鉀3.5％分散劑β-萘磺酸鉀和/或鈉酸羧合物 5.0％增稠劑羥基纖維素鈉 0.5％崩解劑三聚磷酸鉀和/或鈉4.0％可溶性淀粉 5.0％填料補(bǔ)足到100％。
本發(fā)明還涉及所述油菜化學(xué)雜交劑組合物的使用方法，該方法的特征在于在油菜花粉母細(xì)胞發(fā)育的單核期，即油菜主花序的最大花蕾長(zhǎng)度1.5-2mm，對(duì)母本實(shí)施殺雄，施藥濃度為1.8毫克/升-2.0毫克/升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，分2次施用，每次每株接受藥量為3毫升，對(duì)父母本行比為1∶1的母本，每667m2噴施17.5-20kg，即單核期第一次施藥1.0-1.2毫克/升，7-10天后第二次施藥0.8-0.9毫克/升，兩次施藥總濃度劑量不超過(guò)1.9～2.0毫克/升，兩次每株接受藥量總計(jì)約6毫升。
本發(fā)明的油菜化學(xué)雜交劑組合物用于CMS制種過(guò)程中雄性不育系早期微粉的消除，其特征是利用所述組合物輔助CMS的配套制種技術(shù)，即將SX-1均勻噴施于CMS制種田的母本行，最佳時(shí)期是油菜細(xì)胞發(fā)育的單核期，即油菜主花序最大花蕾長(zhǎng)度1.5-2mm，最佳施藥濃度為0.5-0.7mg/L，每株接受藥量為3ml左右，約每667m2噴施17.5-20kg。
最后，2-[3-(4-甲氧基-6-甲基-1，3，5-三嗪-2-基)-3-甲基脲基磺酰基]苯甲酸甲酯在油菜化學(xué)殺雄中的應(yīng)用。
現(xiàn)在說(shuō)明所述組合物(SX-1)的助劑由于助劑在發(fā)揮SX-1的殺雄作用，延長(zhǎng)殺雄時(shí)間，增加在靶標(biāo)上的沉積量，降低漂移和改善其它噴霧性狀或生物活性，以及降低成本和減輕環(huán)境污染方面具有重要而積極的作用。我們將SX-1分別與少量的可溶性淀粉、藻粉、乙醇、洗衣粉或蔗糖混溶，研究結(jié)果表明洗衣粉不但有加強(qiáng)SX-1的殺雄效果，而且還可減輕藥害。而其它物質(zhì)對(duì)其影響不大。有研究表明，表面活性劑具有分散、粘著、消泡、助溶及活化作用，將其加于噴灑液中能夠促進(jìn)粘著、濕潤(rùn)、擴(kuò)散及葉片吸收，因此可作為農(nóng)藥的良好助劑。石油潤(rùn)滑油，非離子表面活性劑也可作為磺酰脲類除草劑的增效劑，如胺類化肥中的銨離子能夠提高氯嘧磺隆的活性。進(jìn)一步研究表明親水-親脂平衡(HLB)＞10的非離子表面活性劑可顯著提高磺酰脲類除草劑的活性，如HLB在12-17時(shí)可使玉嘧磺隆(rimsulfuron)的活性提高10倍。上述各種表面活性劑對(duì)SX-1也具有同樣效果，在應(yīng)用時(shí)可先將SX-1溶于水中再加入噴液量0.15～0.25％的非離子表面活性劑，有助于提高其藥效。
SX-1的特點(diǎn)及作用機(jī)制SX-1內(nèi)吸傳導(dǎo)性強(qiáng)，有效成分活性高，因此用量極小，它在土壤中會(huì)通過(guò)化學(xué)水解作用迅速分解，殘效期60天左右。SX-1通過(guò)油菜的根葉吸收，并在其體內(nèi)雙向傳導(dǎo)，但由根部向上傳導(dǎo)的量大于葉部向下傳導(dǎo)的量。La Rossa等(J.Bio.Chem.，1984，2958753-7；Plant physiol.1984，75827-31；Science(Washington)，1984，2231145-51)發(fā)現(xiàn)，SX-1作用于植物體內(nèi)的ALS(乙酰乳酸合成酶，也叫乙酰羥基酸合成酶AHAS)，且再無(wú)第二個(gè)作用位點(diǎn)。由于ALS被抑制，支鏈氨基酸的生物合成受到阻礙，主要使纈氨酸，亮氨酸，異亮氨酸的生物合成受阻，導(dǎo)致底物α-丁酮的積累，阻礙細(xì)胞分裂期間DNA的合成，使有絲分裂停止，細(xì)胞周期停留在G1、G2階段。由于作物的敏感部位是花，低劑量的施用，抑制和阻礙了花藥細(xì)胞DNA的合成和正常的分裂并影響雄蕊的正常生長(zhǎng)，起到了殺雄的效果，但對(duì)不敏感的部位來(lái)說(shuō)尚未起到抑制，而用藥過(guò)量又會(huì)發(fā)生藥害甚至死亡。由此認(rèn)為ALS可能是CHA的一個(gè)作用靶標(biāo)。
化學(xué)雜交劑SX-1的作用靶標(biāo)La Rossa等研究認(rèn)為ALS是磺酰脲類除草劑在植物上唯一的作用位點(diǎn)，而化學(xué)雜交劑SX-1的有效成分為磺酰脲類物質(zhì)。因此ALS也可能是化學(xué)雜交劑的一個(gè)較優(yōu)良的作用靶標(biāo)。我們選用作用靶標(biāo)與SX-1的作用耙標(biāo)完全相同的屬于嘧啶水楊酸的另一種化合物Pyrithiobacsodium[28]，對(duì)油菜A74、K407和小麥進(jìn)行處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)其在2500mg/L以上處理濃度時(shí)，也會(huì)造成油菜和小麥的雄性不育。盡管由于藥物的作用和本身內(nèi)吸傳導(dǎo)性等因素，它在殺雄的同時(shí)使油菜葉片出現(xiàn)枯斑，小麥葉片干枯且難以抽穗。但這還是為ALS是CHA的一個(gè)作用靶標(biāo)提供了有力證明。從目前化學(xué)雜交劑的研究進(jìn)展看，已知CHA的作用靶標(biāo)部位還不清楚，亦未見(jiàn)提及其分子設(shè)計(jì)的構(gòu)思。正因?yàn)椴涣私饣衔锏淖饔脵C(jī)制與靶標(biāo)，往往導(dǎo)致CHA難以篩選，使有效化合物被淘汰。因此，ALS這一靶標(biāo)的發(fā)現(xiàn)，對(duì)ALS的篩選和創(chuàng)制是十分有用的。近年合成的作用于CHA這一靶標(biāo)的化學(xué)高效物質(zhì)十分多，主要有磺酰脲類，咪唑啉酮類，磺酰胺類，噻唑嘧啶磺酰胺類，吡唑嘧啶磺酰胺和嘧啶水楊酸類[28]。SX-1屬于磺酰脲類，與其同類的物質(zhì)相比還有一些具有高效、低毒而殘留期較長(zhǎng)的化合物。如2-[3-(4-甲氧基-6-甲基-1，3，5-三嗪-2-基)脲基磺?；鵠苯甲酸甲酯和2-{[(4，6-二甲基嘧啶-2-基)氨基羰基]氨基磺?；鶀苯甲酸甲酯等(參見(jiàn)蘇少泉.除草劑作用靶標(biāo)的分類與使用.農(nóng)藥，1998，37(11)1-5.)，雖然從農(nóng)藥的角度看殘留期愈短愈好，但對(duì)于無(wú)限花序油菜的殺雄，選用45-50天殘留期的雜交劑以極小的用量確保油菜整個(gè)花期的100％不育是十分必要和有意義的。
20世紀(jì)80年代以來(lái)，特別在小麥育種方面，國(guó)內(nèi)對(duì)CHA育種研究受到較大的重視，但所用的CHA多為國(guó)外已放棄作為商業(yè)制種研究的PGR等或國(guó)外開(kāi)發(fā)的新CHA，但價(jià)格較高難于用于生產(chǎn)。因此利用組合化學(xué)的方法(即采用相似的反應(yīng)條件，一次性同步合成成千上萬(wàn)種結(jié)構(gòu)不同的分子，組成一個(gè)化合物庫(kù)來(lái)進(jìn)行高效率的篩選)和快速篩選技術(shù)通過(guò)對(duì)作用于ALS這一靶標(biāo)的高效物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)制和篩選(如改變磺酰脲橋上的取代基等)，是可望獲得高效小麥殺雄劑的。同樣ALS這一靶標(biāo)對(duì)其它作物的CHA的研究也是十分有用的。
制種技術(shù)化學(xué)雜交劑SX-1的發(fā)現(xiàn)，以及對(duì)SX-1在油菜上殺雄效果的研究，主要是為使用SX-1進(jìn)行油菜殺雄制種，并為獲得一套優(yōu)化成熟的制種技術(shù)提供理論支撐。對(duì)于用藥量很低的SX-1而言，提高施藥技術(shù)如防護(hù)性噴霧法、擦拭給藥法，以及發(fā)展新型藥械，都是利用SX-1進(jìn)行化學(xué)殺雄劑制種值得研究的問(wèn)題。根據(jù)多年研究認(rèn)為用SX-1進(jìn)行油菜殺雄制種需做好以下工作1、安全隔離化學(xué)雜交制種應(yīng)在隔離區(qū)進(jìn)行，隔離區(qū)周圍至少1500m左右的范圍內(nèi)不種油菜和十字花科蔬菜(制種用父本除外)。在生育期間，若制種田中或制種田周圍出現(xiàn)自生油菜植株應(yīng)及時(shí)鏟除。
2、適宜行比合理的行比是提高制種產(chǎn)量和質(zhì)量的一個(gè)重要因素。研究證明，在花期相遇好，花粉量充足的條件下，父母本行比采用1∶2，1∶3間的異交結(jié)實(shí)率差異不大，但從制種產(chǎn)量和制種效益要求，采用1∶3的行比是比較經(jīng)濟(jì)合理的。
3、父母本花期相遇父母本花期能否相遇良好，直接關(guān)系到雜交制種產(chǎn)量的高低。研究證明SX-1能使油菜的花期推遲2-4天，因此在選擇強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合時(shí)，最好母本花期比父本花期提前3-4天。如不能相遇可采用父本打苔的措施，延遲其花期。
4、母本殺雄把握好SX-1的噴施時(shí)期和方式，實(shí)行低劑量?jī)纱螄娝帯Ｓ趩魏顺跗谟筒孙@蕾時(shí)進(jìn)行第一次施藥，8-10天后二次施藥，兩次施藥濃度之和要小于2.0毫克/升，接受藥量總計(jì)約6毫升。為了避免將藥噴在父本上，可采用簡(jiǎn)易防護(hù)噴藥架，將父本隔開(kāi)。如因噴施時(shí)期不當(dāng)，初花期出現(xiàn)微粉的可將其蕾苔摘去，直至母本完全不育。
5、去雜去劣抓住能顯現(xiàn)親本典型性狀的關(guān)鍵生育時(shí)期，把不符合親本典型特征的雜株除去。如越冬期、蕾苔期可按照葉色和苗相進(jìn)行。
6、輔助授粉輔助授粉是提高制種產(chǎn)量的輔助措施，一般在初花至盛花期于晴天或多云無(wú)風(fēng)的上午10時(shí)至12時(shí)，用雞毛帚或纏有布條的撥竿將父本花粉趕落到母本柱頭上。若隔離區(qū)范圍大，可在隔離區(qū)內(nèi)放蜂，每0.3-0.4hm2配置一箱蜂，于盛花時(shí)安放在規(guī)定位置，父本終花后及時(shí)撤走。
有益效果經(jīng)過(guò)1997～2002年連續(xù)6年的試驗(yàn)，我們對(duì)SX-1在不同施藥濃度、劑量、時(shí)期和次數(shù)下誘導(dǎo)雄性不育的效果，以及它對(duì)不同油菜品種及油菜花器、花粉活力、油菜發(fā)育和結(jié)實(shí)的影響等多方面進(jìn)行了多層次全方位的研究。并從其田間制種技術(shù)和利用CHA輔助油菜CMS制種等方面作了有益的嘗試，同時(shí)通過(guò)查閱大量的有關(guān)資料認(rèn)為與油菜的其它化學(xué)雜交劑相比，SX-1是一種較為理想的新型高效、低毒、低殘留、低價(jià)位的化學(xué)雜交劑，應(yīng)用1.0-2.0毫克/升濃度每株接受3毫升左右藥量下均能誘導(dǎo)雄性不育，殺雄效果徹底，不育株率可達(dá)95％-100％且無(wú)藥害或只有輕微藥害；雌蕊結(jié)實(shí)正?；蚧菊！Ｆ浯螌?duì)不同基因型品種殺雄效果基本一致。只是由于油菜屬無(wú)限花序，在施藥時(shí)期、次數(shù)、藥量、濃度、有效殺雄區(qū)間及施藥均勻性上存在差異，所以在1.0-2.2毫克/升濃度范圍內(nèi)在終花前一些植株會(huì)出現(xiàn)正?；ǎ瑥亩鴮?dǎo)致不同處理間不育度不一。但研究證明這一問(wèn)題可通過(guò)施藥方式及施藥技術(shù)而得以克服。
SX-1制種純度的評(píng)估CHA的有效利用及其多元化開(kāi)發(fā)取決于基因型與CHA、環(huán)境與CHA，以及基因型與環(huán)境與CHA互作效應(yīng)的大小。因此，要獲得較高的制種產(chǎn)量，需要根據(jù)不同的品種和環(huán)境選擇特定的用藥劑量和時(shí)間。SX-1是一種優(yōu)良的化學(xué)雜交劑，但油菜是無(wú)限花序，SX-1在使用過(guò)程中也會(huì)因施藥時(shí)期、濃度以及油菜制種后期出現(xiàn)的異常氣候所導(dǎo)致花期延長(zhǎng)等因素而影響制種純度。因此對(duì)SX-1制種純度的評(píng)估是反映SX-1實(shí)用價(jià)值的重要指標(biāo)。試驗(yàn)選用K407、20271、和Y37為母本，先以1.0毫克/升再以0.9毫克/升2個(gè)濃度42.5千克/667m2的SX-1對(duì)其分期噴施進(jìn)行制種，試驗(yàn)表明用SX-1噴施所制的幾個(gè)雜種，其純度均在90％～98％之間，完全符合國(guó)家一級(jí)雜交種的要求。
SX-1輔助CMS制種油菜的雜種優(yōu)勢(shì)極其顯著，目前利用細(xì)胞質(zhì)雄性不育性(CMS)是油菜雜種優(yōu)勢(shì)利用的主要途徑。通過(guò)此途徑已育成秦油二號(hào)、雜油59、華雜1號(hào)、華雜2號(hào)、黃雜1號(hào)、秦優(yōu)7號(hào)、寧雜1號(hào)等一系列CMS雜種應(yīng)用于生產(chǎn)。但CMS不育性易受環(huán)境的影響，在早春低溫條件下易出現(xiàn)微粉，而降低制種純度。官春云等(化學(xué)雜交劑誘導(dǎo)油菜雄性不育機(jī)理的研究.植物學(xué)報(bào)，1997，23(50)513-518.)研究表明化學(xué)雜交劑能誘導(dǎo)油菜花藥絨氈層偏離正常發(fā)育，產(chǎn)生敗育花粉。張學(xué)昆等(化學(xué)雜交劑對(duì)油菜胞質(zhì)不育系波利馬育性的影響.西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，21(2)140-143.)利用殺雄劑一號(hào)處理波利馬胞質(zhì)不育系結(jié)果表明殺雄劑一號(hào)在花粉母細(xì)胞時(shí)期至成熟花粉期都能有效地誘導(dǎo)波利馬胞質(zhì)不育系油菜，可使其微量花粉再次敗育，有效地減少微量花粉，從而明顯提高了不育度和制種純度。2001～2002年，我們采用SX-1輔助CMS制種，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，以0.5-0.7毫克/升濃度的SX-1 17.5-20千克/667m2于油菜單核初期對(duì)CMS制種田的母本進(jìn)行處理，有效地減少和消除CMS制種過(guò)程中母本前期的微粉，提高油菜制種純度，特別對(duì)于我國(guó)南方冬油菜制種微粉量較大的地區(qū)使用效果十分顯著。2002年我們對(duì)陜南250多畝秦優(yōu)7號(hào)制種田的母本采用SX-1處理，與對(duì)照(未噴藥)相比，其制種純度提高了4-5個(gè)百分點(diǎn)，雜交率為93％以上達(dá)到了一級(jí)種子標(biāo)準(zhǔn)。
具體實(shí)施方式下面將通過(guò)非限制性的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例1這個(gè)實(shí)施例研究使用劑量對(duì)殺雄效果的影響。試驗(yàn)所用的化學(xué)雜交劑組合物的組成為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 70％濕展劑十二烷基硫酸鈉 3.5％分散劑β-萘磺酸鈉酸羧合物5.0％增稠劑羥基纖維素鈉 0.5％崩解劑三聚磷酸鉀 4.0％可溶性淀粉 5.0％填料補(bǔ)足到100％各實(shí)施例均以水為溶劑將該組合物配成一定濃度(以有效成分重量記)進(jìn)行試驗(yàn)。供試油菜為甘藍(lán)型油菜(B.napus)品種(系)K407、陜3B(實(shí)施例2、3、5、6中的供試油菜品種與其相同)。殺雄效果的鑒定標(biāo)準(zhǔn)采用官春云提供的標(biāo)準(zhǔn)(參見(jiàn)傅廷棟等，“雜交油菜的育種與利用”，湖北科學(xué)技術(shù)出版社，1995)。噴藥劑量是影響油菜群體殺雄效果的重要因素，在一定濃度下每個(gè)單株接受藥量過(guò)少會(huì)降低殺雄效果，藥量過(guò)多又可產(chǎn)生藥害。1997年對(duì)SX-1在油菜上的使用濃度范圍及劑量進(jìn)行了試驗(yàn)。這個(gè)實(shí)施例共設(shè)0、0.5、1.5、3.0、4.5、10.0、15.0mg/L 7個(gè)濃度處理；40、42.5和45千克/667米2三個(gè)噴施劑量，每處理3.36米m2，留苗密度1.2萬(wàn)株/667米2。試驗(yàn)證明6個(gè)濃度均可誘導(dǎo)油菜雄性不育，但SX-1在0.5、1.5毫克/升濃度下均勻噴施小于45千克/667米2不會(huì)產(chǎn)生藥害或僅有輕微藥害，3.0毫克/升或以上濃度處理會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重藥害。噴施濃度為1.5毫克/升的SX-1 45千克/667米2誘導(dǎo)雄性不育的效果較好，可獲得100％的全不育株。因此確定SX-1作為油菜殺雄劑的使用劑量范圍為濃度在0.5-3.0mg/L之間噴藥量小于45千克/667米2。
表1SX-1不同濃度處理對(duì)油菜育性的影響
在此基礎(chǔ)上選用42.5千克/667米2的施藥量連續(xù)4年對(duì)0、1.0、1.3、1.6、1.9、2.2mg/L 6個(gè)濃度進(jìn)行試驗(yàn)研究(表1)，每處理4.48米2，留苗1.2萬(wàn)株/667米2。結(jié)果表明在1.0-2.2毫克/升范圍內(nèi)隨處理濃度的增高殺雄效果越徹底，其中1.0、1.3、1.6mg/L三處理前期均有少數(shù)植株出現(xiàn)微粉，且大多要持續(xù)4天左右方轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆挥?，在K407的1.0毫克/升處理和陜3B的1.0、1.3、1.6毫克/升三個(gè)處理中有極個(gè)別植株整個(gè)花期都有微粉直至正?？捎?。2.2毫克/升僅處理一次就可達(dá)到100％的全不育直到終花，但主花序變短結(jié)實(shí)不正常的中度藥害株率較高，達(dá)12％以上；而1.9毫克/升處理一般可達(dá)100％的全不育株率，且有95％的植株到終花仍保持不育，所受藥害也較輕，5％左右的半不育株僅是在終花前個(gè)別花接近正常，對(duì)雜交種的純度影響不大。因此從整個(gè)花期的育性和油菜所受藥害情況考慮1.9毫克/升處理殺雄效果較好。
實(shí)施例2這個(gè)實(shí)施例研究噴藥時(shí)期對(duì)殺雄效果的影響。從SX-1的殺雄持效期考慮，采用1.9毫克/升的SX-1于花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂至單核初期開(kāi)始施藥，之后每5天一個(gè)處理，直到花粉成熟期，共4期每處理4.48米2，留苗1.2萬(wàn)株/667米2。試驗(yàn)結(jié)果列于表2。
表2 SX-1不同處理時(shí)期對(duì)油菜育性的影響
結(jié)果表明油菜從花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂至花粉成熟期噴藥都有殺雄效果，但以單核初期和單核期施藥效果最佳，兩品種均達(dá)98％以上的全不育株，其中K407至終花前仍保持100％不育，而陜3B的不育株率也大于92％。從植株群體的形態(tài)看，當(dāng)小區(qū)達(dá)到現(xiàn)蕾期，50％單株的主花序最大花蕾長(zhǎng)度在1.5～2.0毫米時(shí)噴藥效果較好，而花粉成熟期施藥效果最差，主要是初花期藥效未能發(fā)揮，導(dǎo)致出現(xiàn)10天左右的正?；ㄆ凇Ｒ虼薙X-1誘導(dǎo)雄性不育的適宜時(shí)期為單核初期到單核期。
實(shí)施例3這個(gè)實(shí)施例研究噴藥次數(shù)對(duì)殺雄效果的影響。油菜為無(wú)限花序，在發(fā)育過(guò)程中其花芽分化先后不同，因此施藥的劑量與次數(shù)直接影響SX-1對(duì)油菜雄性不育的誘導(dǎo)效果、持續(xù)時(shí)間和藥害輕重。因此，設(shè)單核期用1.9毫克/升只處理一次作對(duì)照；單核初期先用1.0毫克/升和1.6毫克/升的SX-1第一次噴施，8-10天后分別用0.6、0.9、1.0毫克/升的SX-1第二次噴施。每次噴施劑量均為42.5千克/667米2，共7個(gè)處理，試驗(yàn)結(jié)果列于表3。
表3SX-1不同濃度不同施藥次數(shù)對(duì)育性的影響
結(jié)果表明用1.9毫克/升噴施1次的對(duì)照即可獲得100％不育的良好效果，但仍有5.4％的不育株在后期出現(xiàn)微粉花和可育花。噴施兩次的處理，當(dāng)施藥濃度之合大于或等于1.9毫克/升時(shí)可獲得100％的全不育株率。其中K407在終花前仍有99％以上的全不育率，陜3B也有96％以上的全不育率，兩次施藥濃度之和為1.6毫克/升時(shí)效果不佳。兩次施藥濃度之和為1.9毫克/升的處理比一次噴施1.9毫克/升的處理殺雄的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)且藥害輕。但由于兩次施藥會(huì)產(chǎn)生藥物在植株體內(nèi)的累積，所以當(dāng)兩次施藥濃度之和大于2.2毫克/升時(shí)藥害較重，閉蕾株和死株率增加。因此兩次噴藥的藥量總和應(yīng)控制在1.9毫克/升到2.0毫克/升濃度之間。
實(shí)施例4這個(gè)實(shí)施例研究SX-1對(duì)不同油菜基因型的影響。一種優(yōu)良的CHA，不僅要求其殺雄效果徹底對(duì)雌蕊的育性沒(méi)有影響，而且要求其對(duì)不同基因型的互作效應(yīng)要小，即對(duì)不同基因型品種的殺雄效果無(wú)明顯差異。在對(duì)SX-1進(jìn)行6年的研究中，共對(duì)32個(gè)不同來(lái)源、不同基因型的品種進(jìn)行了殺雄試驗(yàn)，并用濃度為1.9毫克/升的SX-1 42.5千克/667m2對(duì)9個(gè)品種同時(shí)進(jìn)行處理，試驗(yàn)結(jié)果列于表4。
表4 SX-1對(duì)不同油菜品種育性的影響
結(jié)果表明SX-1對(duì)不同基因型油菜的殺雄效果差異不大，各品種從初花到盛花的全不育株率均大于95％。但由于不同品種基因型間差異致使所需SX-1的殺雄劑量略有不同。如南韓品種NH701經(jīng)處理后100％被誘導(dǎo)雄性不育，且可保持至終花。K407、NH705、陜3B、20O424等雖100％被誘導(dǎo)不育，但至終花前只有95％左右的不育率。而在SX-1施藥次數(shù)的試驗(yàn)中，K407如采用兩次施藥均可獲得100％不育直至終花的良好效果。可見(jiàn)SX-1對(duì)不同基因型品種(系)均有較好的殺雄效果，如果施藥時(shí)期、濃度和次數(shù)合適，完全可以使其達(dá)到或接近100％的殺雄效果。
實(shí)施例5這個(gè)實(shí)施例研究SX-1對(duì)油菜花器、花粉活力的影響。SX-1對(duì)油菜花器、花粉活力影響的觀察，是確定SX-1殺雄效果的重要依據(jù)。根據(jù)官春云等提出的殺雄劑殺雄效果鑒定標(biāo)準(zhǔn)和武漢大學(xué)周嫦(參見(jiàn)傅廷棟等，“雜交油菜的育種與利用”，湖北科學(xué)技術(shù)出版社，1995)提出的花粉活力觀察標(biāo)準(zhǔn)，主要對(duì)清水處理(CK)和用1.9毫克/升的SX-1于單核期處理一次后的K407、陜3B的花器及花粉活力進(jìn)行觀察，分別于油菜初花期、盛花期和終花期三次取樣，每次采每類花50朵測(cè)量花冠直徑、花瓣大小、花絲、花藥和雌蕊長(zhǎng)度，求其平均值，并采用甲烯藍(lán)染色法測(cè)定花粉生活力，試驗(yàn)結(jié)果列于表5。
表5 SX-1對(duì)油菜花器及花粉活力的影響
注1、花粉活力鑒定根據(jù)武漢大學(xué)生物系周嫦(1964)提出的甲烯藍(lán)染色法進(jìn)行；花器測(cè)定每類花采剛開(kāi)放的50朵測(cè)量各指標(biāo)求其平均值。2、結(jié)實(shí)情況*套袋自交測(cè)定花粉有無(wú)活力及結(jié)實(shí)情況；人工異交測(cè)定雌蕊的活性及其授粉能力。自交和異交各作10個(gè)花序。
結(jié)果表明經(jīng)含有SX-1的組合物處理所誘導(dǎo)獲得的雄性不育株在初花至盛花期表現(xiàn)為全不育株，終花前個(gè)別植株表現(xiàn)為半不育，與對(duì)照的正常株相比這三類植株的特征分別為，全不育株雄蕊退化呈針狀，花絲顯著變短或干秕瘦長(zhǎng)，花藥無(wú)花粉，皺秕，色淡或?yàn)榭诊?、畸形、死亡的敗育花粉，花粉活力?.9％以下?；ü诼孕∮谡；?，雌蕊長(zhǎng)度增長(zhǎng)，套袋自交不結(jié)實(shí)，但異交結(jié)實(shí)正常。半不育株花器比正?；ㄉ孕?，雄蕊退化，花藥內(nèi)有花粉粒，花粉部分畸形，經(jīng)甲烯藍(lán)染色鑒定其生活力，約50％左右的花粉皺秕死亡。套袋自交結(jié)實(shí)率低，異交結(jié)實(shí)正常。正常株花器正常，死花粉率7％以下。
實(shí)施例6這個(gè)實(shí)施例研究SX-1對(duì)油菜發(fā)育及結(jié)實(shí)的影響。本實(shí)施例選用K407和陜3B兩個(gè)油菜品種以0、1.0、1.3、1.6、1.9、2.2毫克/升6個(gè)濃度42.5千克/667米2的SX-1用壓縮式手持噴霧器對(duì)其進(jìn)行處理，每處理4行，開(kāi)花后每3天對(duì)各處理油菜的育性及其發(fā)育情況觀察一次直至終花，初花期以0毫克/升處理的正常株為對(duì)照，其它處理選取長(zhǎng)勢(shì)一致的全不育株掛牌標(biāo)記，每處理選10株，于油菜成熟期考種，計(jì)算其單株產(chǎn)量，試驗(yàn)結(jié)果列于表6。
表6用SX-1處理的油菜發(fā)育及結(jié)實(shí)情況
注CK屬正常株對(duì)照，其余處理為殺雄后的不育株自然授粉結(jié)實(shí)情況。
結(jié)果表明當(dāng)SX-1的處理濃度≥1.6毫克/升時(shí)對(duì)油菜蕾苔期的生長(zhǎng)有一定抑制作用，且隨濃度增大抑制作用增強(qiáng)，油菜的整個(gè)生育期延長(zhǎng)，受藥害株的主花序明顯短縮，但到發(fā)育后期分枝生長(zhǎng)正常。成熟期除藥害株外，各處理的株高與對(duì)照間無(wú)明顯差異，而陜3B的有效分枝部位略有提高。主花序有效長(zhǎng)度降低，從用SX-1不同濃度處理的植株看1.9毫克/升正常而2.2毫克/升處理的單株產(chǎn)量最低，與CK差異較大，其原因是濃度偏高，抑制較大所致。另外通過(guò)人工異交和自然雜交也證明，SX-1處理所獲得的不育株結(jié)實(shí)正常(藥害株除外)。因此在合適的濃度下利用SX-1誘導(dǎo)油菜的雄性不育不會(huì)產(chǎn)生不良效應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種油菜化學(xué)雜交劑組合物，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-甲基脲基磺酰基]苯甲酸甲酯，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油菜化學(xué)雜交劑組合物，其特征在于該組合物還含有濕展劑、分散劑、增稠劑、崩解劑、可溶性淀粉和/或填料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的油菜化學(xué)雜交劑組合物，其特征在于該組合物組成如下(以所述組合物總重量計(jì))化合物2-[3-(4-甲氧基-6-甲基-1，3，5-三嗪-2-基)-3-甲基脲基磺酰基]苯甲酸甲酯 10-75％濕展劑十二烷基硫酸鉀或鈉2.0-4.5％分散劑β-萘磺酸鉀或鈉酸羧合物 4.0-6.0％增稠劑羥基纖維素鈉 0.3-0.5％崩解劑三聚磷酸鉀或鈉2.0-5.0％可溶性淀粉 3.0-5.0％填料補(bǔ)足到100％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油菜化學(xué)雜交劑組合物，其特征在于該組合物組成如下(以所述組合物總重量計(jì))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 70％濕展劑十二烷基硫酸鈉和/或鉀3.5％分散劑β-萘磺酸鉀和/或鈉酸羧合物 5.0％增稠劑羥基纖維素鈉 0.5％崩解劑三聚磷酸鉀和/或鈉4.0％可溶性淀粉 5.0％填料補(bǔ)足到100％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述油菜化學(xué)雜交劑組合物的使用方法，其特征在于在油菜花粉母細(xì)胞發(fā)育的單核期，即油菜主花序的最大花蕾長(zhǎng)度1.5-2mm，對(duì)母本實(shí)施殺雄，施藥濃度為1.8毫克/升-2.0毫克/升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，分2次施用，每次每株接受藥量為3毫升，對(duì)父母本行比為1∶1的母本，每667m2噴施17.5-20kg，即單核期第一次施藥1.0-1.2毫克/升，7-10天后第二次施藥0.8-0.9毫克/升，兩次施藥總濃度劑量不超過(guò)1.9～2.0毫克/升，兩次每株接受藥量總計(jì)約6毫升。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的油菜化學(xué)雜交劑組合物用于CMS制種過(guò)程中雄性不育系早期微粉的消除，其特征是利用所述組合物SX-1輔助CMS的配套制種技術(shù)，即將SX-1均勻噴施于CMS制種田的母本行。最佳時(shí)期是油菜細(xì)胞發(fā)育的單核期，即油菜主花序最大花蕾長(zhǎng)度1.5-2mm。最佳施藥濃度為0.5-0.7mg/L每株接受藥量為3ml左右(約每667m2噴施17.5-20kg)。
7.2-[3-(4-甲氧基-6-甲基-1，3，5-三嗪-2-基)-3-甲基脲基磺酰基]苯甲酸甲酯在油菜化學(xué)殺雄中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油菜化學(xué)雜交劑組合物及其應(yīng)用。這種組合物(SX－1)含有有效成分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、濕展劑、分散劑、增稠劑、崩解劑、可溶性淀粉等，是一種新型高效、低毒、低殘留、低價(jià)位的油菜化學(xué)雜交劑。本發(fā)明還涉及所述組合物的使用方法以及2－[3－(4－甲氧基－6－甲基－1，3，5－三嗪－2－基)－3－甲基脲基磺?；鵠苯甲酸甲酯在油菜化學(xué)雜交中的應(yīng)用。本組合物殺雄效果徹底，對(duì)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－1可誘導(dǎo)油菜雄性不育，配制油菜化學(xué)雜交種。利用SX－1對(duì)CMS進(jìn)行輔助制種，可以減少CMS的前期微粉，提高制種純度。
文檔編號(hào)A01H1/02GK1524417SQ03105389
公開(kāi)日2004年9月1日 申請(qǐng)日期2003年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月28日
發(fā)明者李永紅, 李殿榮, 李建廠, 田建華, 何振才, 穆建新 申請(qǐng)人:陜西省雜交油菜研究中心