CN114532337A - 一种促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂，它由一定比例的茉莉素类及其类似物、1,2‑丙二醇、曲拉通X‑100组成。添加1,2‑丙二醇和曲拉通X‑100能够增强茉莉素类及其类似物对浆片中渗透调节物质积累相关基因表达、水分运输相关基因表达、细胞膨大相关基因表达的诱导效应，进而通过促进浆片积累渗透调节物质并促进浆片吸水膨大来促进杂交稻父母本颖花提前并集中开放，显著增强茉莉素类及其类似物对水稻颖花开放的促进效应。即使在茉莉素类及其类似物的使用剂量较低的情况下，合理施用本发明所述的复配剂仍能促进杂交稻父母本颖花提前并集中开放，进而通过解除杂交稻父母本花时不遇问题来提高杂交稻父母本异交结实率。

Description

一种促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂
技术领域
本发明属于植物生长调节剂技术领域，具体涉及一种促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂，适用于解决杂交稻父母本花时不遇问题。
背景技术
杂交稻具有产量高、抗性强等优点，杂交稻的推广种植为解决我国的粮食问题做出了突出贡献。然而，在杂交稻繁制种过程中经常会遇到父母本水稻花时不遇问题。花时不遇主要是指1d内杂交稻父母本开花高峰不相遇，即父母本开花高峰错位。花时不遇是提高杂交稻繁制种产量的主要限制因子之一。花时不遇导致杂交稻的繁制种产量低、效益低、杂交稻种子售价高(通常是常规稻种子售价的五倍以上)，种植杂交稻用种成本显著高于种植常规稻用种成本，严重限制了一些优良杂交稻的推广种植。近20年来，杂交稻占水稻面积的比例呈现下降趋势。
在杂交稻繁制种过程中，引起父母本花时不遇的主要原因有3种：(1)在三系不育系繁种中，虽然雄性可育的保持系(父本)水稻开花习性良好(花时早而且集中)，但是三系不育系(母本)普遍存在开花习性不良问题(花时迟而且不集中)，这就导致父母本花时不遇；(2)在三系法和两系法制种中，虽然雄性可育的恢复系水稻(父本)开花习性良好，但是由于雄性不育水稻(母本)普遍存在开花习性不良问题，这就导致父母本花时不遇；(3)在亚种间制种中，如果以粳稻做恢复系(父本)，其花时通常迟于母本籼稻，导致父母本花时不遇。解决前两种原因引起的花时不遇问题，需要采取措施促进不育系(母本)的颖花提前并集中开放；而解决第3种原因引起的花时不遇问题，则需要采取措施促进雄性可育水稻(父本)的颖花提前开放，如果母本花时不集中的话，还需要采取措施促进母本的颖花集中开放。
当前已有一些花时调节剂，例如：CO2、增温剂、花信灵、调花宝，还有一些含有茉莉素类及其类似物的调节剂。由于CO2是气体而不便于生产上应用。增温剂、花信灵、调花宝等主要以调节花期为主，对花时的调节只能起到辅助性的作用，难以产生直接可见的效果。虽然较高浓度的茉莉素类及其类似物能够调控水稻的花时，但是由于茉莉素类及其类似物价格普遍比较高，大量施用茉莉素类及其类似物会显著提高杂交稻繁制种成本，这就限制了这类物质在杂交稻繁制种中的推广应用。目前，也有通过添加一些营养成分(氨基酸、钾、硼等)和一些植物激素(例如细胞分裂素、油菜素内酯等)来增强茉莉素类及其类似物对颖花开放的促进效应。然而，加入营养成分对茉莉素类及其类似物调控花时的促进效果不是很显著，很难大幅度降低茉莉素类及其类似物的施用剂量(成本)；而添加其它植物激素增效效果也不太理想，另外其它植物激素的价格也相对较贵；目前这些调节剂未能在杂交稻繁制种中大面积推广应用。对于含有茉莉素类及其类似物的调节剂而言，只要有效成分(茉莉素类及其类似物)的功效提不上去，就需要施用较多的剂量，大量施用茉莉素类及其类似物除了会增加成本，还会导致水稻叶片提前衰老、伤害颖花(严重的甚至引起颖花坏死)、抑制倒一节间伸长生长而加重不育系水稻包穗等问题。
综上所述，迫切需要一种效果显著、成本低廉、切实可行的复配剂来解决杂交稻父母本花时不遇问题，即提早母本或父本的花时，促使父母本开花高峰期相遇。只要能解决杂交稻父母本花时不遇问题，就有望提高杂交稻繁制种产量和效益，促进优良杂交稻组合的推广种植，保障我国的粮食安全。
经国内外检索，虽然有利用茉莉素类及其类似物来调控水稻花时的专利或文献报道，但是茉莉素类及其类似物调控水稻花时的功效不高。大量使用茉莉素类及其类似物不仅会加剧成本投入，还会导致水稻叶片提前衰老、伤害颖花(严重时甚至引起颖花坏死)、加重不育系水稻包穗等问题。使用本发明所述的复配剂，既能降低茉莉素类及其类似物的使用剂量又能高效解决杂交稻父母本花时不遇问题。与现有的含有茉莉素类及其类似物的调节剂相比，本发明所述复配剂对花时的调节功效更高、成本更低。目前为止，没有利用茉莉素类及其类似物、1，2-丙二醇、曲拉通X-100复配使用来高效解除杂交稻父母本花时不遇的复配剂的专利申请或文献公开。
发明内容
本发明的目的在于提供一种促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂，由茉莉素类及其类似物、1,2-丙二醇、曲拉通X-100复合配置而成，通过添加1,2-丙二醇和曲拉通X-100能够增强茉莉素类及其类似物对浆片中渗透调节物质积累相关基因表达、水分运输相关基因表达、细胞膨大相关基因表达的诱导效应，进而通过促进浆片积累渗透调节物质并促进浆片吸水膨大来促进杂交稻父母本颖花提前并集中开放，显著增强茉莉素类及其类似物对水稻颖花开放的促进效应，高效解除父母本花时不遇问题，能够显著提高杂交稻繁制种产量。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施：
一种促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂，包括茉莉素类及其类似物、1,2-丙二醇以及曲拉通X-100，所述的茉莉素类及其类似物为茉莉酸、茉莉酸甲酯、茉莉酸-异亮氨酸、二氢茉莉酸、冠菌素、12-氧代-植物二烯酸、亚麻酸、结薯酸、结薯酸甲酯中的至少一种。
进一步地，促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂，包括以下组分：
Figure BDA0003561531070000031
优选地，促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂，包括以下组分：
Figure BDA0003561531070000032
优选地，促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂，包括以下组分：
Figure BDA0003561531070000033
优选地，促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂，包括以下组分：
Figure BDA0003561531070000034
优选地，促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂，包括以下组分：
Figure BDA0003561531070000035
Figure BDA0003561531070000041
优选地，促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂，包括以下组分：
Figure BDA0003561531070000042
为了促进茉莉素类及其类似物的溶解，还可在复配剂中添加助溶剂，所述的助溶剂包括乙醇或N,N-二甲基乙酰胺或二甲基亚砜等，助溶剂含量不超过2ml/L。
上述促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂在杂交稻繁制种中的应用，其方法是：在杂交稻父母本开花期，露水干了之后，把所述的复配剂喷施在母本和/或父本的穗上，经实验证实，该复配剂可促进杂交稻父母本颖花提前并集中开放，通过解除杂交稻父母本花时不遇问题来提高杂交稻父母本异交结实率。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
1、本发明采用茉莉素类及其类似物、1,2-丙二醇、曲拉通X-100等原材料复配而成，针对杂交稻繁制种中父母本花时不遇问题，通过化控技术调节水稻浆片吸水膨大，促进杂交稻繁制种中父母本颖花提前并集中开放，进而解除父母本花时不遇问题并提高异交结实率，该产品具有投入低，效益高，操作技术简单等特点，是一种较理想的解除杂交稻繁制种中父本母本花时不遇问题的复配剂。
2、试验数据表明，虽然茉莉素类及其类似物单独处理能解除杂交稻繁制种中父母本花时不遇问题，但是茉莉素类及其类似物单独处理需要的剂量显著高于本发明所述复配剂中茉莉素类及其类似物的剂量。虽然1,2-丙二醇、曲拉通X-100单独处理、两种物质共同处理都不能促进水稻颖花开放、不能解除父母本花时不遇问题；但是在茉莉素类及其类似物中加入1,2-丙二醇和曲拉通X-100能显著增强茉莉素类及其类似物对水稻颖花开放的诱导效应。与茉莉素类及其类似物单独处理相比，本发明所述的复配剂是在茉莉素类及其类似物中加入1,2-丙二醇和曲拉通X-100，本发明复配剂对水稻颖花开放的促进效应显著增强。这些结果证实了添加1,2-丙二醇和曲拉通X-100能显著增强茉莉素类及其类似物对水稻颖花开放的促进效应，实现杂交稻繁制种异交结实率提高12.3％～165.6％。
附图说明
图1.实施例10所述复配剂处理与茉莉酸甲酯处理对水稻浆片体积、浆片含水量、浆片钾含量、浆片可溶性糖含量、浆片基因表达的影响。
图2.实施例10所述复配剂处理与茉莉酸甲酯处理促进颖花开放的功效比较。
具体实施方式
实施例1：
一种促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂，它由以下浓度的原料制成：
Figure BDA0003561531070000051
上述促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂的制备方法，其步骤是：
(1)按上述比例称取茉莉素类及其类似物(茉莉酸甲酯、茉莉酸、茉莉酸-异亮氨酸、二氢茉莉酸、冠菌素、12-氧代-植物二烯酸、亚麻酸、结薯酸或结薯酸甲酯中的任意一种)，不断搅拌，得到溶液A；
(2)按上述比例称取1,2-丙二醇、曲拉通X-100，加入溶液A中，混匀，加水并搅拌，定容。
实施例1所述的复配剂与其它调节剂促进杂交稻父母本颖花开放、提高异交结实率的功效比较实验：
试验水稻品种：三系不育系春江16A(粳稻)、恢复系CH58(偏籼)；二系不育系培矮64S(籼稻)、恢复系JR1068(粳稻)；三系不育系珍汕97A(籼稻)、保持系珍汕97B(籼稻)。
实施例1复配剂中含有茉莉酸甲酯或茉莉酸或茉莉酸-异亮氨酸或二氢茉莉酸或冠菌素或12-氧代-植物二烯酸或亚麻酸或结薯酸或结薯酸甲酯0.002g/L，实施例1复配剂中还含有增效剂1,2-丙二醇(0.05g/L)和曲拉通X-100(0.08g/L)。其它茉莉素类及其类似物的调节剂中含茉莉素类及其类似物0.002g/L，与实施例1复配剂中茉莉素类及其类似物的含量相等。其余调节剂(1,2-丙二醇、曲拉通X-100、1,2-丙二醇+曲拉通X-100)中不含茉莉素类及其类似物。
在开花期，选择已经开了少量颖花的穗子进行试验，在晴天上午9:00左右把实施例1所述的复配剂及其它调节剂喷施在水稻(春江16A、培矮64S、JR1068、珍汕97A)穗部，处理后2h统计每穗开花数，成熟期统计异交结实率。
表1.实施例1复配剂与其它调节剂调控杂交稻父母本颖花开放、异交结实率的功效比较
Figure BDA0003561531070000061
Figure BDA0003561531070000071
由表1可见，在茉莉素类及其类似物的含量(0.002g/L)很低的情况下，只有实施例1所述复配剂能显著诱导供试水稻颖花提前并集中开放，茉莉素类及其类似物单独处理不能促进供试水稻颖花开放。这一结果表明，在杂交稻繁制中，添加1,2-丙二醇和曲拉通X-100能够显著增强茉莉素类及其类似物对水稻颖花开放的促进效应，能够显著提高杂交稻繁制种异交结实率。然而，在实施例1中，在增效剂含量很低的情况下，1,2-丙二醇单独处理、曲拉通X-100单独处理、1,2-丙二醇+曲拉通X-100处理对水稻颖花开放无促进作用。
实施例2-9：
一种促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂，它由以下浓度的原料制成：
Figure BDA0003561531070000072
其制备方法与实施例1相同。
不同浓度的复配剂(实施例2-10)促进杂交稻父母本水稻颖花开放的功效：实施例2复配剂在杂交稻繁制种中的应用
实施例2所述的复配剂与其它调节剂促进杂交稻父母本颖花开放、提高异交结实率的功效比较实验：
试验水稻品种：三系不育系春江16A(粳稻)、恢复系CH58(偏籼)；二系不育系培矮64S(籼稻)、恢复系JR1068(粳稻)；三系不育系珍汕97A(籼稻)、保持系珍汕97B(籼稻)。
实施例2复配剂中含有茉莉酸甲酯或茉莉酸或茉莉酸-异亮氨酸或二氢茉莉酸或冠菌素或12-氧代-植物二烯酸或亚麻酸或结薯酸或结薯酸甲酯0.05g/L，实施例2复配剂中还含有增效剂1,2-丙二醇(0.8g/L)和曲拉通X-100(0.9g/L)。其它茉莉素类及其类似物的调节剂中含茉莉素类及其类似物0.05g/L，与实施例2复配剂中茉莉素类及其类似物的含量相等。其余调节剂(1,2-丙二醇、曲拉通X-100、1,2-丙二醇+曲拉通X-100)中不含茉莉素类及其类似物。
在开花期，选择已经开了少量颖花的穗子进行试验，在晴天上午9:00左右把实施例2所述的复配剂及其它调节剂喷施在水稻(春江16A、培矮64S、JR1068、珍汕97A)穗部，处理后2h统计每穗开花数，成熟期统计异交结实率。
表2.实施例2复配剂与其它调节剂调控杂交稻父母本颖花开放、异交结实率的功效比较
Figure BDA0003561531070000081
Figure BDA0003561531070000091
由表2可见，在茉莉素类及其类似物的含量(0.05g/L)较低的情况下，实施例2所述复配剂能非常显著诱导供试水稻颖花提前并集中开放，茉莉素类及其类似物单独处理只能略微促进供试水稻颖花开放。这一结果表明，在杂交稻繁制中，添加1,2-丙二醇和曲拉通X-100能够显著增强茉莉素类及其类似物对水稻颖花开放的促进效应，能够显著提高杂交稻繁制种异交结实率。然而，在实施例2中，在增效剂含量较低的情况下，1,2-丙二醇单独处理、曲拉通X-100单独处理、1,2-丙二醇+曲拉通X-100处理对水稻颖花开放无促进作用。
实施例3复配剂在杂交稻繁制种中的应用
实施例3所述的复配剂与其它调节剂促进杂交稻父母本颖花开放、提高异交结实率的功效比较实验：
试验水稻品种：三系不育系春江16A(粳稻)、恢复系CH58(偏籼)；二系不育系培矮64S(籼稻)、恢复系JR1068(粳稻)；三系不育系珍汕97A(籼稻)、保持系珍汕97B(籼稻)。
实施例3复配剂中含有茉莉酸甲酯或茉莉酸或茉莉酸-异亮氨酸或二氢茉莉酸或冠菌素或12-氧代-植物二烯酸或亚麻酸或结薯酸或结薯酸甲酯0.2g/L，实施例3复配剂中还含有增效剂1,2-丙二醇(1.5g/L)和曲拉通X-100(1.8g/L)。其它茉莉素类及其类似物的调节剂中含茉莉素类及其类似物0.2g/L，与实施例3复配剂中茉莉素类及其类似物的含量相等。其余调节剂(1,2-丙二醇、曲拉通X-100、1,2-丙二醇+曲拉通X-100)中不含茉莉素类及其类似物。
在开花期，选择已经开了少量颖花的穗子进行试验，在晴天上午9:00左右把所述的实施例3复配剂及其它调节剂喷施在水稻(春江16A、培矮64S、JR1068、珍汕97A)穗部，处理后2h统计每穗开花数，成熟期统计异交结实率。
表3.实施例3复配剂与其它调节剂调控杂交稻父母本颖花开放、异交结实率的功效比较
Figure BDA0003561531070000101
由表3可见，当茉莉素类及其类似物的含量达到0.2g/L的情况下，实施例3所述复配剂能非常显著诱导供试水稻颖花提前并集中开放。虽然茉莉素类及其类似物单独处理也能促进供试水稻颖花开放，但是茉莉素类及其类似物单独处理对水稻颖花开放的促进效应显著低于实施例3所述复配剂对水稻颖花开放的促进效应。这一结果表明，在杂交稻繁制中，添加1,2-丙二醇和曲拉通X-100能够显著增强茉莉素类及其类似物对水稻颖花开放的促进效应，能够显著提高杂交稻繁制种异交结实率。然而，在实施例3中，1,2-丙二醇单独处理、曲拉通X-100单独处理、1,2-丙二醇和+曲拉通X-100处理对水稻颖花开放无促进作用。
实施例4复配剂在杂交稻繁制种中的应用
实施例4所述的复配剂与其它调节剂促进杂交稻父母本颖花开放、提高异交结实率的功效比较实验：
试验水稻品种：三系不育系春江16A(粳稻)、恢复系CH58(偏籼)；二系不育系培矮64S(籼稻)、恢复系JR1068(粳稻)；三系不育系珍汕97A(籼稻)、保持系珍汕97B(籼稻)。
实施例4复配剂中含有茉莉酸甲酯或茉莉酸或茉莉酸-异亮氨酸或二氢茉莉酸或冠菌素或12-氧代-植物二烯酸或亚麻酸或结薯酸或结薯酸甲酯1g/L，实施例4复配剂中还含有增效剂1,2-丙二醇(1.8g/L)和曲拉通X-100(2.2g/L)。其它茉莉素类及其类似物的调节剂中含茉莉素类及其类似物1g/L，与实施例4复配剂中茉莉素类及其类似物的含量相等。其余调节剂(1,2-丙二醇、曲拉通X-100、1,2-丙二醇+曲拉通X-100)中不含茉莉素类及其类似物。
在开花期，选择已经开了少量颖花的穗子进行试验，在晴天上午9:00左右把实施例4所述的复配剂及其它调节剂喷施在水稻(春江16A、培矮64S、JR1068、珍汕97A)穗部，处理后2h统计每穗开花数，成熟期统计异交结实率。
表4.实施例4复配剂与其它调节剂调控杂交稻父母本颖花开放、异交结实率的功效比较
Figure BDA0003561531070000111
Figure BDA0003561531070000121
由表4可见，当茉莉素类及其类似物的含量达到1g/L的情况下，实施例4所述复配剂能非常显著诱导供试水稻颖花提前并集中开放。虽然茉莉素类及其类似物单独处理也能显著促进供试水稻颖花开放，但是茉莉素类及其类似物单独处理对水稻颖花开放的促进效应显著低于实施例4所述复配剂对水稻颖花开放的促进效应。这一结果表明，在杂交稻繁制中，添加1,2-丙二醇和曲拉通X-100能够显著增强茉莉素类及其类似物对水稻颖花开放的促进效应，能够显著提高杂交稻繁制种异交结实率。然而，在实施例4中，1,2-丙二醇单独处理、曲拉通X-100单独处理、1,2-丙二醇+曲拉通X-100处理对水稻颖花开放无促进作用。
实施例5复配剂在杂交稻繁制种中的应用
实施例5所述的复配剂与其它调节剂促进杂交稻父母本颖花开放、提高异交结实率的功效比较实验：
试验水稻品种：三系不育系春江16A(粳稻)、恢复系CH58(偏籼)；二系不育系培矮64S(籼稻)、恢复系JR1068(粳稻)；三系不育系珍汕97A(籼稻)、保持系珍汕97B(籼稻)。
实施例5复配剂中含有茉莉酸甲酯或茉莉酸或茉莉酸-异亮氨酸或二氢茉莉酸或冠菌素或12-氧代-植物二烯酸或亚麻酸或结薯酸或结薯酸甲酯35g/L，为了促进茉莉素类及其类似物的溶解加入助溶剂乙醇2ml/L，实施例5复配剂中还含有增效剂1,2-丙二醇(25g/L)和曲拉通X-100(30g/L)。其它茉莉素类及其类似物的调节剂中含茉莉素类及其类似物35g/L，与实施例5复配剂中茉莉素类及其类似物的含量相等。其余调节剂(1,2-丙二醇、曲拉通X-100、1,2-丙二醇+曲拉通X-100)中不含茉莉素类及其类似物。除对照(H2O)中不含助溶剂，其余所有处理都含有相同含量的助溶剂(2ml/L乙醇)。
在开花期，选择已经开了少量颖花的穗子进行试验，在晴天上午9:00左右把所述的实施例5复配剂及其它调节剂喷施在水稻(春江16A、培矮64S、JR1068、珍汕97A)穗部，处理后2h统计每穗开花数，成熟期统计异交结实率。
表5.实施例5复配剂与其它调节剂调控杂交稻父母本颖花开放、异交结实率的功效比较
Figure BDA0003561531070000131
Figure BDA0003561531070000141
由表5可见，当茉莉素类及其类似物的含量达到35g/L的情况下，实施例5所述复配剂能非常显著诱导供试水稻颖花提前并集中开放。虽然较高含量(35g/L)茉莉素类及其类似物单独处理也能显著促进供试水稻颖花开放，但是茉莉素类及其类似物单独处理对水稻颖花开放的促进效应显著低于实施例5所述复配剂对水稻颖花开放的促进效应。这一结果表明，在杂交稻繁制中，添加1,2-丙二醇和曲拉通X-100能够显著增强茉莉素类及其类似物对水稻颖花开放的促进效应，能够显著提高杂交稻繁制种异交结实率。在实施例5中，在增效剂含量较高的情况下，1,2-丙二醇单独处理、曲拉通X-100单独处理、1,2-丙二醇+曲拉通X-100处理不但对水稻颖花开放无促进作用，反而有抑制作用。然而，即使在增效剂含量较高的情况下，添加增效剂仍能显著增强茉莉素类及其类似物对水稻颖花开放的促进效应。
实施例6复配剂在杂交稻繁制种中的应用
实施例6所述的复配剂与其它调节剂促进杂交稻父母本颖花开放、提高异交结实率的功效比较实验：
试验水稻品种：三系不育系春江16A(粳稻)、恢复系CH58(偏籼)；二系不育系培矮64S(籼稻)、恢复系JR1068(粳稻)；三系不育系珍汕97A(籼稻)、保持系珍汕97B(籼稻)。
实施例6复配剂中含有茉莉酸甲酯或茉莉酸或茉莉酸-异亮氨酸或二氢茉莉酸或冠菌素或12-氧代-植物二烯酸或亚麻酸或结薯酸或结薯酸甲550g/L，为了促进茉莉素类及其类似物的溶解加入助溶剂乙醇2ml/L，实施例6复配剂中还含有增效剂1,2-丙二醇(180g/L)和曲拉通X-100(250g/L)。其它茉莉素类及其类似物的调节剂中含茉莉素类及其类似物550g/L，与实施例6复配剂中茉莉素类及其类似物的含量相等。其余调节剂(1,2-丙二醇、曲拉通X-100、1,2-丙二醇+曲拉通X-100)中不含茉莉素类及其类似物。除对照(H2O)中不含助溶剂，其余所有处理都含有相同含量的助溶剂(2ml/L乙醇)。
在开花期，选择已经开了少量颖花的穗子进行试验，在晴天上午9:00左右把所述的实施例6复配剂及其它调节剂喷施在水稻(春江16A、培矮64S、JR1068、珍汕97A)穗部，处理后2h统计每穗开花数，成熟期统计异交结实率。
表6.实施例6复配剂与其它调节剂调控杂交稻父母本颖花开放、异交结实率的功效比较
Figure BDA0003561531070000151
Figure BDA0003561531070000161
由表6可见，当茉莉素类及其类似物的含量达到550g/L的情况下，实施例6所述复配剂能显著诱导供试水稻颖花提前并集中开放。虽然很高含量(550g/L)的茉莉素类及其类似物单独处理也能显著促进供试水稻颖花开放，但是茉莉素类及其类似物单独处理对水稻颖花开放的促进效应仍然显著低于实施例6所述复配剂对水稻颖花开放的促进效应。这一结果表明，在杂交稻繁制中，添加1,2-丙二醇和曲拉通X-100能够显著增强茉莉素类及其类似物对水稻颖花开放的促进效应，能够显著提高杂交稻繁制种异交结实率。在实施例6中，在增效剂含量很高的情况下，1,2-丙二醇单独处理、曲拉通X-100单独处理、1,2-丙二醇+曲拉通X-100处理不但对水稻颖花开放无促进作用，反而有显著抑制作用。然而，即使在增效剂含量较高的情况下，添加增效剂仍能显著增强茉莉素类及其类似物对水稻颖花开放的促进效应。
实施例7复配剂在杂交稻繁制种中的应用
所述的实施例7复配剂与花时调节剂促进杂交稻父母本颖花开放、提高异交结实率的功效比较实验：
试验水稻品种：三系不育系春江16A(粳稻)、恢复系CH58(偏籼)；二系不育系培矮64S(籼稻)、恢复系JR1068(粳稻)；三系不育系珍汕97A(籼稻)、保持系珍汕97B(籼稻)。
所述实施例7复配剂中含有茉莉酸甲酯0.045g/L，还含有增效剂1,2-丙二醇(1.5g/L)和曲拉通X-100(1.8g/L)。花时调节剂中也含有茉莉酸甲酯0.045g/L，还含有L-甲硫氨酸0.25g/L、L-脯氨酸0.12g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、硼砂0.20g/L、乙醇0.5mL/L。对照(H2O)中不含助溶剂(乙醇)，实施例7所述复配剂中含有0.5mL/L助溶剂(乙醇)。
在开花期，选择已经开了少量颖花的穗子进行试验，在晴天上午9:00左右把所述的实施例7复配剂及花时调节剂喷施在水稻(春江16A、培矮64S、JR1068、珍汕97A)穗部，处理后2h统计每穗开花数，成熟期统计异交结实率。
表7.实施例7复配剂与花时调节剂调控杂交稻父母本颖花开放、异交结实率的功效比较
Figure BDA0003561531070000171
虽然有报道表明，氨基酸、钾、硼等物质能增强茉莉素类及其类似物对水稻颖花开放的促进作用，但是这些物质对茉莉素类及其类似物促进水稻颖花开放的增效作用显著低于本发明所述增效剂1,2-丙二醇和曲拉通X-100(表7)。因此，当实施例7所述复配剂中茉莉素类及其类似物的含量与花时调节剂中茉莉素类及其类似物的含量相同的情况下，实施例7所述复配剂对供试水稻颖花开放的促进效应显著大于花时调节剂对供试水稻颖花开放的促进效应。
实施例8复配剂在杂交稻繁制种中的应用
实施例8所述的复配剂与开颖促进剂促进杂交稻父母本颖花开放、提高异交结实率的功效比较实验：
试验水稻品种：三系不育系春江16A(粳稻)、恢复系CH58(偏籼)；二系不育系培矮64S(籼稻)、恢复系JR1068(粳稻)；三系不育系珍汕97A(籼稻)、保持系珍汕97B(籼稻)。
实施例8所述复配剂中含有茉莉酸甲酯0.2243g/L(1mmol/L)，还含有增效剂1,2-丙二醇(1.5g/L)和曲拉通X-100(1.8g/L)。开颖促进剂中也含有茉莉酸甲酯1mmol/L，还含有吐温-20 0.1％(v/v)、6-苄氨基腺嘌呤5μg/mL、激动素5μg/mL。开颖促进剂制备步骤是：在通入CO2的情况下将吐温-20溶液和6-苄氨基腺嘌呤溶液加入到激动素溶液中，得混合溶液；停止通气(CO2)后，将茉莉酸甲酯溶液加入混合溶液中，并补充去离子水，充分搅拌后获得开颖促进剂。
在开花期，选择已经开了少量颖花的穗子进行试验，在晴天上午9:00左右把所述的实施例8复配剂及开颖促进剂喷施在水稻(春江16A、培矮64S、JR1068、珍汕97A)穗部，处理后2h统计每穗开花数，成熟期统计异交结实率。
表8.实施例8复配剂与开颖促进剂调控杂交稻父母本颖花开放、异交结实率的功效比较
Figure BDA0003561531070000181
虽然有报道表明，植物激素细胞分裂素类(例如激动素、苄氨基腺嘌呤)和表面活性剂(例如吐温-20)等物质能增强茉莉素类及其类似物对水稻颖花开放的促进作用，但是由表8结果表明，这些物质对茉莉素类及其类似物促进水稻颖花开放的增效做作用显著低于本发明所述增效剂(1,2-丙二醇和曲拉通X-100)。因此，当实施例8所述复配剂中茉莉素类及其类似物的含量与开颖促进剂中茉莉素类及其类似物的含量相同的情况下，实施例8所述复配剂对供试水稻颖花开放的促进效应显著大于开颖促进剂对供试水稻颖花开放的促进效应。
实施例9复配剂在杂交稻繁制种中的应用
实施例9所述的复配剂与促开颖剂促进杂交稻父母本颖花开放、提高异交结实率的功效比较实验：
试验水稻品种：三系不育系春江16A(粳稻)、恢复系CH58(偏籼)；二系不育系培矮64S(籼稻)、恢复系JR1068(粳稻)；三系不育系珍汕97A(籼稻)、保持系珍汕97B(籼稻)。
实施例9复配剂中含有二氢茉莉酸0.4246g/L(2mmol/L)，实施例9复配剂中还含有增效剂1,2-丙二醇(1.5g/L)和曲拉通X-100(1.8g/L)。促开颖剂中也含有二氢茉莉酸0.4246g/L，还含有油菜素内酯0.02mg/L、硼酸6.67g/L。
在开花期，选择已经开了少量颖花的穗子进行试验，在晴天上午9:00左右把实施例9所述的复配剂及促开颖剂喷施在水稻(春江16A、培矮64S、JR1068、珍汕97A)穗部，处理后2h统计每穗开花数，成熟期统计异交结实率。
表9.实施例9复配剂与促开颖剂调控杂交稻父母本颖花开放、异交结实率的功效比较
Figure BDA0003561531070000191
虽然有报道表明，植物激素油菜素甾醇类(例如油菜素内酯)和硼(例如硼酸)等物质能增强茉莉素类及其类似物对水稻颖花开放的促进作用，但是由表9结果表明，这些物质对茉莉素类及其类似物促进水稻颖花开放的增效作用显著低于本发明所述增效剂(1,2-丙二醇和曲拉通X-100)。因此，当实施例9所述复配剂中茉莉素类及其类似物的含量与促开颖剂中茉莉素类及其类似物的含量相同的情况下，实施例9所述复配剂对供试水稻颖花开放的促进效应显著大于促开颖剂对供试水稻颖花开放的促进效应。
实施例10复配剂在杂交稻繁制种中的应用
实施例10所述的复配剂与其它调节剂促进浆片吸水膨大的功效比较试验：
复配剂：实施例10复配剂处理，含茉莉酸甲酯(0.05g/L)、增效剂1,2-丙二醇(1.5g/L)和曲拉通X-100(1.8g/L)。茉莉酸甲酯：0.05g/L茉莉酸甲酯处理。
试验水稻品种：三系不育系珍汕97A(籼稻)。在珍汕97A开花期，选择已经开了少量颖花的穗子进行试验，在处理前把正在开花的颖花做上标记(以免干扰处理后每穗开花数的统计)。在晴天上午9:00左右把所述的实施例10复配剂、茉莉酸甲酯、对照(H2O)喷施在水稻(珍汕97A)穗部，处理40min后统计分析不同调节剂对水稻浆片体积、含水量、钾含量、可溶性糖含量、基因表达的影响，并且拍颖花开放的照片。本试验所涉及到的水稻浆片体积、含水量、钾含量、可溶性糖含量、基因表达分析等方法参考发明人实验室发表的文章(Liuet al.,Journal of Experimental Botany,2017,68:4613–4625)。
发明人实验室前期研究表明，茉莉素类物质是通过促进浆片积累渗透调节物质(钾离子、可溶性糖等)，进而诱导浆片吸水膨大来促进颖花开放的(Liu et al.,Journalof Experimental Botany,2017,68:4613–4625)。为了探索增效剂(1,2-丙二醇和曲拉通X-100)是否能够增强茉莉素类及其类似物对水稻颖花开放的促进效应，我们比较分析了对照(H2O)、实施例10复配剂(茉莉酸甲酯+增效剂)、茉莉酸甲酯处理对水稻(珍汕97A)浆片渗透调节物质(钾离子、可溶性糖)积累、浆片体积、浆片含水量、浆片基因(渗透调节物质积累相关基因、水分运输相关基因、细胞膨大相关基因)表达、开颖数的影响。如果图1所示，与对照(H2O)处理相比，在茉莉素类物质用量较低(茉莉酸甲酯0.05g/L)的情况下，处理40min后，单独茉莉酸甲酯处理对浆片体积、含水量、钾含量、可溶性糖含量分别增加了19.9％、19.7％、20.4％、20.0％，而实施例10所述复配剂处理对浆片体积、含水量、钾含量、可溶性糖含量分别是增加了83.3％、84.3％、66.4％、66.2％。由此可见，虽然茉莉酸甲酯处理与实施例10复配剂处理都含有相同浓度的茉莉酸甲酯，但是实施例10复配剂处理对浆片体积、含水量、钾含量、可溶性糖含量的增加效应显著大于茉莉酸甲酯单独处理。这些结果证实了，与茉莉素类物质单独处理相比，添加增效剂(1,2-丙二醇和曲拉通X-100)能够显著增强茉莉素类物质对浆片体积、含水量、钾含量、可溶性糖含量的增加效应，进而通过促进浆片膨大来促进水稻颖花开放。此外，进一步研究表明，与茉莉素类物质单独处理相比，添加增效剂(1,2-丙二醇和曲拉通X-100)能够显著增强茉莉素类物质对渗透调节物质运输相关基因(钾转运基因OsHAK3和OsHAK21，糖转运基因OsSWEET5和OsMST5)表达、水分积累相关基因(水孔蛋白基因OsTIP5；1和SIP2-1)表达、浆片细胞膨大相关基因(细胞壁膨胀基因OsEXPB2和OSIPA)表达来增强茉莉素类物质对钾含量、可溶性糖含量、含水量、浆片体积的增加效应(图1)。因此，与茉莉素类物质单独处理相比，添加增效剂(1,2-丙二醇和曲拉通X-100)能够显著增强茉莉素类物质对供试水稻颖花开放的促进效应(图2)。
综上所述，本发明提供的一种促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂，通过化控技术调节杂交稻父母本生理生化功能，促进杂交稻父母本颖花提前并集中开放。本发明所述复配剂中添加1,2-丙二醇和曲拉通X-100能够显著增强茉莉素类及其类似物对水稻颖花开放的促进效应。添加1,2-丙二醇和曲拉通X-100能够增强茉莉素类及其类似物对浆片中渗透调节物质积累相关基因表达、水分运输相关基因表达、细胞膨大相关基因表达的诱导效应，进而通过促进浆片积累渗透调节物质并促进浆片吸水膨大来促进杂交稻父母本颖花提前并集中开放。即使在茉莉素类及其类似物的使用剂量较低的情况下，合理施用本发明所述的复配剂仍能促进杂交稻父母本水稻颖花提前并集中开放，进而通过解除杂交稻父母本花时不遇问题来提高杂交稻繁制种异交结实率。

Claims (8)

1.一种促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂，其特征在于，包括茉莉素类及其类似物、1,2-丙二醇以及曲拉通X-100，所述的茉莉素类及其类似物为茉莉酸、茉莉酸甲酯、茉莉酸-异亮氨酸、二氢茉莉酸、冠菌素、12-氧代-植物二烯酸、亚麻酸、结薯酸、结薯酸甲酯中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂，其特征在于，包括以下组分：
Figure FDA0003561531060000011
3.根据权利要求2所述的促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂，其特征在于：
Figure FDA0003561531060000012
4.根据权利要求2所述的促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂，其特征在于：
Figure FDA0003561531060000013
5.根据权利要求2所述的促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂，其特征在于：
Figure FDA0003561531060000014
6.根据权利要求2所述的促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂，其特征在于：
Figure FDA0003561531060000015
7.根据权利要求2所述的促进杂交稻父母本颖花开放的复配剂，其特征在于：
Figure FDA0003561531060000021
8.权利要求1至7中任一项所述的复配剂在杂交稻繁制种中的应用。
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