CN114830936A - 一种bns系列温敏核不育小麦不同育性群体花粉彻底不育的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种BNS系列温敏核不育小麦不同育性群体花粉彻底不育的方法，该方法分别采用浓度为5μmol/L‑30 mmol/L的DIECA溶液或浓度为50‑200μmol/L的MeJA溶液分别对BNS系列温敏核不育小麦植株不育群体或可育群体进行喷施处理，其它条件参照一般大田栽培管理模式即可。本发明利用DIECA溶液或MeJA溶液进行喷施处理能够促使BNS系列温敏核不育小麦不育群体或可育群体花粉彻底不育，进而保障杂交种子的纯度和制种效率，且可利用BNS系列温敏核不育小麦不同育性群体均能创建出彻底不育植株，降低杂交小麦的制种成本。

Description

一种BNS系列温敏核不育小麦不同育性群体花粉彻底不育的 方法

技术领域

本发明属于BNS系列温敏核不育小麦不同育性群体花粉育性化学调控技术领域，具体涉及一种BNS系列温敏核不育小麦不同育性群体花粉彻底不育的方法，尤其涉及利用二乙基二硫代氨基甲酸(sodium diethyldithiocarbamate，DIECA)溶液或茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate，MeJA)溶液促使BNS系列温敏核不育小麦不同育性群体花粉彻底不育的化学调控方法。

背景技术

小麦光温敏雄性不育(PTSMS)的利用，是杂交小麦研究的一个重大进步。我国发现的小麦光温敏不育系，如ES、C49S、ZP、BS、YS、BS和BNS等类型，已成为杂交小麦研究的重要试材。

温敏核不育小麦BNS由茹振钢于2002年培育成功，并以BNS为亲本育成了系列不育系。BNS系列温敏雄性不育系，具有不育彻底和育性转换彻底的特性，育性变化趋势为：完全败育-半不育-完全可育。低温是影响BNS系列材料育性转换的主要原因，表现为低温不育，高温可育。BNS系列材料感受低温的敏感部位为发育的幼穗。BNS系列材料育性转换敏感期在抽穗前5-18d，即雌雄蕊分化期至四分体形成期，在温度敏感期内，温度低于8℃时表现彻底不育，形成不育系；8-12℃是育性转换温度；温度高于12℃时表现完全可育，形成可育系即为保持系。在豫北地区，9月23日至10月17日播种，表现彻底不育，可用于生产杂交种；11月18日以后播种均表现完全可育，可以自交繁殖不育系种子。BNS系列不育系在我国的黄淮小麦主产地区表现不育性好、转换容易和有特定恢复性的优良特性，是一个非常有利用价值的可用于杂交小麦的不育系材料。在BNS系列材料育性转换敏感期，经常出现最低气温周期性波动，在某段时间最低气温出现高于8℃的情况，其育性稳定性也受到干扰而发生波动，由彻底不育出现部分育性恢复，可检测到部分可育花粉粒，自交结实率也有所回升，这会降低制种田杂交种子的纯度，将是两系杂交小麦在大面积生产应用中的一个潜在的严重威胁。

克服最低气温周期性波动对BNS系列材料育性稳定性干扰的基本对策理论上存在多种可能。一种可能是配合小麦对光周期的敏感性，育成对光周期和低温均敏感的双重敏感核不育系，但这需要漫长的科学研究过程才有实现的可能，目前对此仅限于理论分析，实践中仍无实现可能。另一种可能是采用现代化农业设施控制短期温度升高，但这对设施要求较高，难以满足大面积杂交制种的需要。在育性转换敏感期已受气温周期性波动影响，或预测会出现气温周期性波动影响情况下，同期辅之适宜的化学调控措施杀雄，也可以作为一种补救措施以提高制种田两系杂交种子纯度。前人研究指出，乙烯利等现有化学杀雄剂可以达到有效杀雄的效果，但乙烯利使用后存在小麦花发育进程减慢，抽穗困难，容易贪青晚熟和容易感染病虫害等诸多问题，其它现有化学杀雄剂多存在对小麦植株毒性大，降低雄性育性的同时，对雌蕊育性也有强烈的抑制效应，人工辅助授粉后结实率低且籽粒不饱满，药品价格成本较高，因而限制了已有化学杀雄剂在生产上的应用，且采用已有化学杂交剂用于克服育性转换敏感期气温周期性波动对温敏核不育小麦BNS系列材料不育系育性稳定性干扰的研究，目前报道较少，结合气温变化，在特定的发育阶段，利用DIECA和MeJA促使BNS系列材料小麦雄性不育系花粉彻底不育的研究目前尚未见相关报道。

结合气温和小麦发育进程的变化，11月18日以后播种的BNS系列小麦雄性育性出现恢复现象，是否也可以通过MeJA或DIECA溶液喷施处理，实现其花粉彻底不育，满足特定条件下的育种需求，是值得开展的探索，目前报道较少。

针对温敏核不育小麦BNS系列材料不同育性群体，筛选对雄性育性降低程度较大和雌性育性降低幅度不大，且价格低廉的新型化学杂交剂，用于促进BNS系列材料不育系彻底不育，对于其在杂交小麦制种中的有效利用，降低制种成本具有重要的意义。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种BNS系列温敏核不育小麦不同育性群体花粉彻底不育的方法，该方法利用DIECA溶液或MeJA溶液进行喷施处理能够促使BNS系列温敏核不育小麦不育群体或可育群体花粉彻底不育，可利用BNS366不同育性群体均能创建出彻底不育植株，进而保障杂交种子的纯度和制种效率，降低杂交小麦的制种成本。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案：一种BNS系列温敏核不育小麦不同育性群体花粉彻底不育的方法，其特征在于：

针对BNS系列温敏核不育小麦不育群体，在雌雄蕊原基分化期至药隔期，历时5-8d，日平均气温低于8℃时；在药隔形成期至减数分裂前，历时6-13d，日平均气温低于10℃时；在减数分裂前至四分体期，历时3-5d，日平均温度低于10℃时，对BNS系列温敏核不育小麦植株进行外源二乙基二硫代氨基甲酸溶液的喷施处理，其中二乙基二硫代氨基甲酸溶液的喷施浓度为5μmol/L-30mmol/L，二乙基二硫代氨基甲酸溶液的喷施量为50-80L/亩；

针对BNS系列温敏核不育小麦可育群体，在雌雄蕊原基分化期至药隔期，历时5-8d，日平均气温高于10℃时；在药隔形成期至减数分裂前，历时6-13d，日平均气温高于14℃时；在减数分裂前至四分体期，历时3-5d，日平均温度高于14℃时，对BNS系列温敏核不育小麦植株进行外源茉莉酸甲酯溶液的喷施处理，其中茉莉酸甲酯溶液的喷施浓度为50-200μmol/L，茉莉酸甲酯溶液的喷施量为50-80L/亩；

以上这两组试剂可随着小麦发育进程根据温度变化选择一种进行处理，可以取得相似的效果。

进一步限定，所述BNS系列温敏核不育小麦不育群体是将BNS系列温敏核不育小麦在不育期播种条件下即9月23日至10月17日播种形成的；所述BNS系列温敏核不育小麦可育群体是将BNS系列温敏核不育小麦在11月18日之后播种形成的。

进一步限定，所述二乙基二硫代氨基甲酸溶液或茉莉酸甲酯溶液的喷施时间均为傍晚的18:00-19:00，且对应各个喷施阶段自适宜处理温度条件出现时开始，每3d进行喷施处理一次。

进一步限定，所述二乙基二硫代氨基甲酸溶液的喷施浓度为10mmol/L；所述茉莉酸甲酯溶液的喷施浓度为100μmol/L。

本发明采用化学药物对BNS系列温敏核不育小麦不同育性群体植株进行喷雾处理，这样能够弥补温度控制技术的缺陷，更方便地调控BNS系列材料不同育性群体，促使其花粉彻底不育，达到杂交小麦制种对不育系的要求，对设施要求不是很严格。采用本发明的方法能够免除控制温度对设施和人工的要求，投入较少。

本发明选用浓度为5μmol/L-30mmol/L的DIECA溶液或浓度为50-200μmol/L的MeJA溶液对BNS系列温敏核不育小麦不同育性群体植株进行喷施处理，其它条件参照一般大田栽培管理模式即可。通过大田栽培，采用浓度为5μmol/L-30mmol/L的DIECA溶液或浓度为50-200μmol/L的MeJA溶液进行喷施处理，从而使BNS系列温敏核不育小麦不同育性群体花粉彻底不育，达到杂交小麦生产中对不育系的要求，目前，已经通过试验获得了成功。本发明操作相对简单，所投成本较低，省时省力，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

以温敏核不育小麦BNS366为试验材料，在2020年10月15日和12月2日分两个播期播种，即形成BNS366不育群体和可育群体。试验地点为河南师范大学小麦试验田，土壤为砂壤土，按一般大田栽培方式种植管理。从温敏核不育小麦BNS366雄蕊发育至雌雄蕊原基分化期开始，至四分体期停止，根据天气预报和实际气温监测情况，对2020年10月15日播种形成的BNS366群体(正常秋播不育群体)进行DIECA溶液处理，对2020年12月2日播种形成的BNS366群体(晚播可育群体)进行MeJA溶液处理。

在2021年3月7日至10日之间，日平均气温分别为：3.5℃(3月7日)、5.9℃(3月8日)、9.2℃(3月9日)和8.1℃(3月10日)，BNS366正常秋播不育群体处于雌雄蕊原基分化期-药隔期阶段，气温多处于8℃以下；在3月16日至3月22日之间，日平均气温分别为：8.3℃(3月18日)和8.0℃(3月19日)，8.3℃(3月20日)、9.6℃(3月21日)、9.2℃(3月22日)，BNS366正常秋播不育群体处于雌雄蕊原基分化期-药隔期阶段，气温处于10℃以下。符合DIECA溶液诱导其花粉彻底不育条件，设置3月7日、3月10日、3月19日和3月22日共4次喷施处理，喷施浓度为10mmol/L的DIECA溶液。

在2021年3月23日至4月2日之间，日平均气温分别为：15.2℃(3月25日)、13.8℃(3月26日)、15.1℃(3月27日)、16.0℃(3月28日)、15.6℃(3月29日)、14.8℃(3月30日)、13.8℃(3月31日)和14.5℃(4月1日)，BNS366晚播可育群体处于药隔-四分体期，气温多高于14℃，符合MeJA溶液诱导其花粉彻底不育的条件，设置3月25日、3月28日和3月31日共3次喷施处理，喷施浓度为100μmol/L的MeJA溶液。

以上两组喷施处理均以喷清水为对照(CK)。喷施量为50-80L/亩。喷施时间为傍晚的18:00-19:00。重复3次。检测各处理的花粉可育率和结实率(国内法和国际法)。

花粉可育率(％)＝[可育花粉数/(可育花粉数+不育花粉数)]×100％。

结实率(％)＝(基部小花结实数/小穗数×2)×100％(国内法)；

结实率(％)＝(穗粒数/小穗数×2)×100％(国际法)。

BNS366不育系育性测定结果见表1。

表1温敏核不育小麦BNS366不育群体和可育群体在不同处理方法下的育性比较

注：数据后的**和*分别表示同列数字各处理与相应对照相比，在0.01和0.05水平上的差异性。

实验证明：参照一般大田栽培管理模式，喷施处理浓度为10mmol/L的DIECA溶液能够促进温敏核不育小麦BNS366不育群体花粉彻底不育，喷施处理浓度为100μmol/L的MeJA溶液能够促使BNS366可育群体花粉彻底不育，同时饱和授粉结实率仍与对照一致，从而证明这种促使温敏核不育小麦BNS不同育性群体花粉彻底败育的新技术确实能够克服气温波动对其育性的干扰，促使BNS366不育群体或BNS366可育群体彻底不育，保障杂交种子的纯度和制种效率，且可利用BNS366不同育性群体均能创建出彻底不育植株，有利于降低杂交小麦的制种成本和风险。

以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

Claims (4)

1.一种BNS系列温敏核不育小麦不同育性群体花粉彻底不育的方法，其特征在于：

针对BNS系列温敏核不育小麦不育群体，在雌雄蕊原基分化期至药隔期，历时5-8 d，日平均气温低于8 ℃时；在药隔形成期至减数分裂前，历时6-13 d，日平均气温低于10 ℃时；在减数分裂前至四分体期，历时3-5 d，日平均温度低于10 ℃时，对BNS系列温敏核不育小麦植株进行外源二乙基二硫代氨基甲酸溶液的喷施处理，其中二乙基二硫代氨基甲酸溶液的喷施浓度为5 μmol/L-30 mmol/L，二乙基二硫代氨基甲酸溶液的喷施量为50-80 L/亩；

针对BNS系列温敏核不育小麦可育群体，在雌雄蕊原基分化期至药隔期，历时5-8 d，日平均气温高于10 ℃时；在药隔形成期至减数分裂前，历时6-13 d，日平均气温高于14 ℃时；在减数分裂前至四分体期，历时3-5 d，日平均温度高于14 ℃时，对BNS系列温敏核不育小麦植株进行外源茉莉酸甲酯溶液的喷施处理，其中茉莉酸甲酯溶液的喷施浓度为50-200μmol/L，茉莉酸甲酯溶液的喷施量为50-80 L/亩。

2.根据权利要求1所述的BNS系列温敏核不育小麦不同育性群体花粉彻底不育的方法，其特征在于：所述BNS系列温敏核不育小麦不育群体是将BNS系列温敏核不育小麦在不育期播种条件下即9月23日至10月17日播种形成的；所述BNS系列温敏核不育小麦可育群体是将BNS系列温敏核不育小麦在11月18日之后播种形成的。

3.根据权利要求1所述的BNS系列温敏核不育小麦不同育性群体花粉彻底不育的方法，其特征在于：所述二乙基二硫代氨基甲酸溶液或茉莉酸甲酯溶液的喷施时间均为傍晚的18:00-19:00，且对应各个喷施阶段自适宜处理温度条件出现时开始，每3d进行喷施处理一次。

4.根据权利要求1所述的BNS系列温敏核不育小麦不同育性群体花粉彻底不育的方法，其特征在于：所述二乙基二硫代氨基甲酸溶液的喷施浓度为10 mmol/L；所述茉莉酸甲酯溶液的喷施浓度为100 μmol/L。