CN1524417A - 一种化学杂交剂组化合物,它的使用方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油菜化学杂交剂组合物及其应用。这种组合物(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－甲基脲基磺酰基]苯甲酸甲酯、湿展剂、分散剂、增稠剂、崩解剂、可溶性淀粉等，是一种新型高效、低毒、低残留、低价位的油菜化学杂交剂。本发明还涉及所述组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－甲基脲基磺酰基]苯甲酸甲酯在油菜化学杂交中的应用。本组合物杀雄效果彻底，对不同基因型品种杀雄效果基本一致，不育株率可达95％～100％。利用SX－1可诱导油菜雄性不育，配制油菜化学杂交种。利用SX－1对CMS进行辅助制种，可以减少CMS的前期微粉，提高制种纯度。
Description
[技术领域]
本发明涉及一种化学杂交剂组合物，它的使用方法，以及它在油菜中的应用。
[背景技术]
利用杂种优势是提高作物产量、品质和抗性的一个极为有效的途径，也是各类作物育种研究的焦点。杂种优势在玉米、高梁、水稻和油菜等作物上已经得到了广泛应用，并已取得了举世瞩目的成就。
目前，国内外进行油菜杂种优势利用研究的方法途径主要有5种，即细胞质(CMS)雄性不育、细胞核(GMS)雄性不育、化学杂交剂(CHA)诱导雄性不育、自交不亲和系(SI)、自交迟钝系等。其中在油菜杂种优势利用研究中，真正获得成功并已进行大面积生产示范和应用的主要是CMS，GMS和CHA途径。
细胞质雄性不育(CMS)是核质互作型的雄性不育系，按不育系的不育胞质来源不同，又可将其分为萝匐胞质不育型(Ogu不育胞质)、nap胞质不育型(nap cms)、波里马胞质不育型(Pol cms)、陕2A胞质不育型(陕2A cms)和其他细胞质不育型。其中Ogu不育胞质存在着恢复系难找，缺绿和缺乏蜜腺等三个主要问题，而nap不育胞质的恢复系虽多，但它的不育性不稳定，对温度十分敏感，气温高于20℃时出现大量花粉，因此它们在生产中均难以利用。目前我国生产上利用最多的细胞质雄性不育系统还是Pol不育胞质和陕2A不育胞质。其突出特点是易于找到它们的保持系和恢复系实现三系配套，缺点是不育系也存在着不十分稳定的问题，即在早春低温条件下植株上部的部分花朵会出现微量花粉，而影响制种纯度。GMS是细胞核雄性不育系，其特点是雄性不育花粉败育彻底，且稳定性好。但隐性核不育恢复系虽易找，而保持系却难以找到，制种时需于田间及不育系行中，拔除50％的可育株。另外由于核不育类型种类较多，遗传比较复杂，因此选育比较困难。目前在我国生产中已利用的有三类：即双显性核不育、双隐性核不育以及由隐性重叠和隐性上位互作控制的核不育(三隐性核不育)。其中双显性核不育和三隐性核不育均可利用临保系获得核全不育系，实现“三系法”制种，从而克服了双隐性核不育在“二系法”制种中需要拨除50％可育株的麻烦。但双显性核不育的恢复源极少，难以获得优良的杂交组合，而三隐性核不育虽然恢复源广泛，但其临保系只有在测交后代中才能分离得到，因此保持系来源窄。
CHA与CMS、GMS等途径相比，CHA途径的突出特点是可以避免对某一细胞质的依赖性而引起的某些不良的胞质效应；其组合选配比较自由，可直接利用油菜常规品种(系)作为杂交亲本，无须培育专门的不育系与恢复系，从而容易选到优质高产的强优势组合，应用速度快，并且能确保在稳产的基础上取得高产，而不存在因恢复率影响杂种一代结实的问题；其次，化学杀雄导致的雄性不育不能遗传，它的第二代不会分离出雄性不育株，这又为利用优势特强组合的二代种提供了可能性，也为作物的常规育种及群体改良提供了一个重要手段。但CHA途径关键技术是，必需有高效无毒的化学杂交剂和一套成熟的制种技术。
CHA开发的目标是得到可用于商业制取杂交种子的化学杀雄剂，因此国外开发CHA的策略不是出售化学品或技术，而是出售种子。CHA开发针对的作物，主要是种植面积大的小麦、水稻等粮食作物。对于油菜仅Bangas.s等人(J.Agric.Sci.camb，1983，101：453-455)利用乙烯利诱导芥菜型油菜雄性不育，杂交率达17％～79％。而其它未见报道。
近年来，国内在油菜化学杂交育种的利用研究方面取得了很大进展，居世界领先水平，先后选育出了蜀杂2号、3号、5号、湘杂油1号、涪优1号、渝杂05等多个杂交种用于生产，化杀杂种种植面积近7万hm2。目前公开发表的适用于油菜的高效化学杂交剂有MG1、MG2、MG3、MG4、GA3和EN。其中以MG1(杀雄剂1号)、MG2(Kms-1)、MG4(杀雄剂1号+赤霉素的配合试剂)、GA3(赤霉素)、EN(成分未知)较为理想。但MG1和MG4的杀雄效果受油菜发育程度环境影响，杀雄不够彻底，稳定性差。此外它含有有毒成分砷，尽管砷在食油中的含量没有超标(0.1mg/kg)，但长年使用也会造成人的不安全，并且其所产生的全不育株率仅60％-80％。MG2不同浓度处理后均有一定药害，导致闭蕾株和死株现象较重而难以授粉。GA3价格昂贵而在化学杂交制种中无实际应用价值。杂交剂EN仅刘徇霞等(西北农业学报，1999，8(4)：60-62)作过初步报道，其杀雄效果不育株率可达100％，不育度95％以上，但其对油菜整个花期的育性影响如何，不同基因型品种对其敏感性如何，以及毒性残留、污染等问题尚未见报道，也未见在生产上应用。因此寻找开发高效低毒低残留的新型油菜CHA是十分必要的。2-[3-(4-甲氧基-6-甲基-1，3，5-三嗪-2-基)-3-甲基脲基磺酰基]苯甲酸甲酯是我们在油菜化学杂交剂的筛选研究过程中发现的一种高效低毒的化合物，过去仅将这种化合物用于除草剂(磺酰脲类)，在现有的除草剂中，这种化合物的含量为10％或75％，而其它成份，如湿展剂、分散剂、增稠剂、防结块剂、消泡剂、填料等共90％或25％，这些成分具体含量不祥。
[发明内容]
【要解决的问题】
本发明的目的是提供一种油菜化学杂交剂组合物。
本发明的另一个目的是提供所述化学杂交剂的使用方法。
本发明的另一个目的是所述化合物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学杀雄中的应用。
【技术方案】
2-[3-(4-甲氧基-6-甲基-1，3，5-三嗪-2-基)-3-甲基脲基磺酰基]苯甲酸甲酯是我们在油菜化学杂交剂的筛选研究过程中发现的一种高效低毒化合物。下面描述含有以该化合物为有效成分的化学杂交剂组合物(简称SX-1)，2-[3-(4-甲氧基-6-甲基-1，3，5-三嗪-2-基)-3-甲基脲基磺酰基]苯甲酸甲酯的化学结构如下：
这种化合物的理化性质如下：白色固体，熔点41℃，25℃下的蒸汽压为2.7×10-7毫米汞柱，在下列溶剂中的溶解度分别为(毫克/公斤溶剂)：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。
这种化合物的毒性：大鼠口服急性致死中量＞5000mg/kg，兔急性经皮致死中量＞2000mg/kg。
该组合物还含有湿展剂、分散剂、增稠剂、崩解剂、可溶性淀粉和/或填料。
优选地，该组合物组成如下(以所述组合物总重量计)：
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％
湿展剂十二烷基硫酸钾或钠 2.0-4.5％
分散剂β-萘磺酸钾或钠酸羧合物 4.0-6.0％
增稠剂羟基纤维素钠 0.3-0.5％
崩解剂三聚磷酸钾或钠 2.0-5.0％
可溶性淀粉 3.0-5.0％
填料补足到100％。
特别优选地，该组合物组成如下(以所述组合物总重量计)：
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： 70％
湿展剂十二烷基硫酸钠和/或钾 3.5％
分散剂β-萘磺酸钾和/或钠酸羧合物 5.0％
增稠剂羟基纤维素钠 0.5％
崩解剂三聚磷酸钾和/或钠 4.0％
可溶性淀粉： 5.0％
填料补足到100％。
本发明还涉及所述油菜化学杂交剂组合物的使用方法，该方法的特征在于在油菜花粉母细胞发育的单核期，即油菜主花序的最大花蕾长度1.5-2mm，对母本实施杀雄，施药浓度为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-甲基脲基磺酰基]苯甲酸甲酯，分2次施用，每次每株接受药量为3毫升，对父母本行比为1∶1的母本，每667m2喷施17.5-20kg，即单核期第一次施药1.0-1.2毫克/升，7-10天后第二次施药0.8-0.9毫克/升，两次施药总浓度剂量不超过1.9～2.0毫克/升，两次每株接受药量总计约6毫升。
本发明的油菜化学杂交剂组合物用于CMS制种过程中雄性不育系早期微粉的消除，其特征是利用所述组合物辅助CMS的配套制种技术，即将SX-1均匀喷施于CMS制种田的母本行，最佳时期是油菜细胞发育的单核期，即油菜主花序最大花蕾长度1.5-2mm，最佳施药浓度为0.5-0.7mg/L，每株接受药量为3ml左右，约每667m2喷施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学杀雄中的应用。
现在说明所述组合物(SX-1)的助剂：由于助剂在发挥SX-1的杀雄作用，延长杀雄时间，增加在靶标上的沉积量，降低漂移和改善其它喷雾性状或生物活性，以及降低成本和减轻环境污染方面具有重要而积极的作用。我们将SX-1分别与少量的可溶性淀粉、藻粉、乙醇、洗衣粉或蔗糖混溶，研究结果表明：洗衣粉不但有加强SX-1的杀雄效果，而且还可减轻药害。而其它物质对其影响不大。有研究表明，表面活性剂具有分散、粘着、消泡、助溶及活化作用，将其加于喷洒液中能够促进粘着、湿润、扩散及叶片吸收，因此可作为农药的良好助剂。石油润滑油，非离子表面活性剂也可作为磺酰脲类除草剂的增效剂，如胺类化肥中的铵离子能够提高氯嘧磺隆的活性。进一步研究表明亲水-亲脂平衡(HLB)＞10的非离子表面活性剂可显著提高磺酰脲类除草剂的活性，如：HLB在12-17时可使玉嘧磺隆(rimsulfuron)的活性提高10倍。上述各种表面活性剂对SX-1也具有同样效果，在应用时可先将SX-1溶于水中再加入喷液量0.15～0.25％的非离子表面活性剂，有助于提高其药效。
SX-1的特点及作用机制：SX-1内吸传导性强，有效成分活性高，因此用量极小，它在土壤中会通过化学水解作用迅速分解，残效期60天左右。SX-1通过油菜的根叶吸收，并在其体内双向传导，但由根部向上传导的量大于叶部向下传导的量。La Rossa等(J.Bio.Chem.，1984，295：8753-7；Plant physiol.1984，75：827-31；Science(Washington)，1984，223：1145-51)发现，SX-1作用于植物体内的ALS(乙酰乳酸合成酶，也叫乙酰羟基酸合成酶AHAS)，且再无第二个作用位点。由于ALS被抑制，支链氨基酸的生物合成受到阻碍，主要使缬氨酸，亮氨酸，异亮氨酸的生物合成受阻，导致底物α-丁酮的积累，阻碍细胞分裂期间DNA的合成，使有丝分裂停止，细胞周期停留在G1、G2阶段。由于作物的敏感部位是花，低剂量的施用，抑制和阻碍了花药细胞DNA的合成和正常的分裂并影响雄蕊的正常生长，起到了杀雄的效果，但对不敏感的部位来说尚未起到抑制，而用药过量又会发生药害甚至死亡。由此认为ALS可能是CHA的一个作用靶标。
化学杂交剂SX-1的作用靶标：
La Rossa等研究认为ALS是磺酰脲类除草剂在植物上唯一的作用位点，而化学杂交剂SX-1的有效成分为磺酰脲类物质。因此ALS也可能是化学杂交剂的一个较优良的作用靶标。我们选用作用靶标与SX-1的作用耙标完全相同的属于嘧啶水杨酸的另一种化合物Pyrithiobacsodium[28]，对油菜A74、K407和小麦进行处理，结果发现当其在2500mg/L以上处理浓度时，也会造成油菜和小麦的雄性不育。尽管由于药物的作用和本身内吸传导性等因素，它在杀雄的同时使油菜叶片出现枯斑，小麦叶片干枯且难以抽穗。但这还是为ALS是CHA的一个作用靶标提供了有力证明。从目前化学杂交剂的研究进展看，已知CHA的作用靶标部位还不清楚，亦未见提及其分子设计的构思。正因为不了解化合物的作用机制与靶标，往往导致CHA难以筛选，使有效化合物被淘汰。因此，ALS这一靶标的发现，对ALS的筛选和创制是十分有用的。近年合成的作用于CHA这一靶标的化学高效物质十分多，主要有磺酰脲类，咪唑啉酮类，磺酰胺类，噻唑嘧啶磺酰胺类，吡唑嘧啶磺酰胺和嘧啶水杨酸类[28]。SX-1属于磺酰脲类，与其同类的物质相比还有一些具有高效、低毒而残留期较长的化合物。如：2-[3-(4-甲氧基-6-甲基-1，3，5-三嗪-2-基)脲基磺酰基]苯甲酸甲酯和2-{[(4，6-二甲基嘧啶-2-基)氨基羰基]氨基磺酰基}苯甲酸甲酯等(参见苏少泉.除草剂作用靶标的分类与使用.农药，1998，37(11)：1-5.)，虽然从农药的角度看残留期愈短愈好，但对于无限花序油菜的杀雄，选用45-50天残留期的杂交剂以极小的用量确保油菜整个花期的100％不育是十分必要和有意义的。
20世纪80年代以来，特别在小麦育种方面，国内对CHA育种研究受到较大的重视，但所用的CHA多为国外已放弃作为商业制种研究的PGR等或国外开发的新CHA，但价格较高难于用于生产。因此利用组合化学的方法(即采用相似的反应条件，一次性同步合成成千上万种结构不同的分子，组成一个化合物库来进行高效率的筛选)和快速筛选技术通过对作用于ALS这一靶标的高效物质的发现、创制和筛选(如改变磺酰脲桥上的取代基等)，是可望获得高效小麦杀雄剂的。同样ALS这一靶标对其它作物的CHA的研究也是十分有用的。
制种技术：
化学杂交剂SX-1的发现，以及对SX-1在油菜上杀雄效果的研究，主要是为使用SX-1进行油菜杀雄制种，并为获得一套优化成熟的制种技术提供理论支撑。对于用药量很低的SX-1而言，提高施药技术如防护性喷雾法、擦拭给药法，以及发展新型药械，都是利用SX-1进行化学杀雄剂制种值得研究的问题。根据多年研究认为用SX-1进行油菜杀雄制种需做好以下工作：
1、安全隔离：化学杂交制种应在隔离区进行，隔离区周围至少1500m左右的范围内不种油菜和十字花科蔬菜(制种用父本除外)。在生育期间，若制种田中或制种田周围出现自生油菜植株应及时铲除。
2、适宜行比：合理的行比是提高制种产量和质量的一个重要因素。研究证明，在花期相遇好，花粉量充足的条件下，父母本行比采用1∶2，1∶3间的异交结实率差异不大，但从制种产量和制种效益要求，采用1∶3的行比是比较经济合理的。
3、父母本花期相遇：父母本花期能否相遇良好，直接关系到杂交制种产量的高低。研究证明SX-1能使油菜的花期推迟2-4天，因此在选择强优势组合时，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，延迟其花期。
4、母本杀雄：把握好SX-1的喷施时期和方式，实行低剂量两次喷药。于单核初期油菜显蕾时进行第一次施药，8-10天后二次施药，两次施药浓度之和要小于2.0毫克/升，接受药量总计约6毫升。为了避免将药喷在父本上，可采用简易防护喷药架，将父本隔开。如因喷施时期不当，初花期出现微粉的可将其蕾苔摘去，直至母本完全不育。
5、去杂去劣：抓住能显现亲本典型性状的关键生育时期，把不符合亲本典型特征的杂株除去。如越冬期、蕾苔期可按照叶色和苗相进行。
6、辅助授粉：辅助授粉是提高制种产量的辅助措施，一般在初花至盛花期于晴天或多云无风的上午10时至12时，用鸡毛帚或缠有布条的拨竿将父本花粉赶落到母本柱头上。若隔离区范围大，可在隔离区内放蜂，每0.3-0.4hm2配置一箱蜂，于盛花时安放在规定位置，父本终花后及时撤走。
【有益效果】
经过1997～2002年连续6年的试验，我们对SX-1在不同施药浓度、剂量、时期和次数下诱导雄性不育的效果，以及它对不同油菜品种及油菜花器、花粉活力、油菜发育和结实的影响等多方面进行了多层次全方位的研究。并从其田间制种技术和利用CHA辅助油菜CMS制种等方面作了有益的尝试，同时通过查阅大量的有关资料认为：与油菜的其它化学杂交剂相比，SX-1是一种较为理想的新型高效、低毒、低残留、低价位的化学杂交剂，应用1.0-2.0毫克/升浓度每株接受3毫升左右药量下均能诱导雄性不育，杀雄效果彻底，不育株率可达95％-100％且无药害或只有轻微药害；雌蕊结实正常或基本正常。其次对不同基因型品种杀雄效果基本一致。只是由于油菜属无限花序，在施药时期、次数、药量、浓度、有效杀雄区间及施药均匀性上存在差异，所以在1.0-2.2毫克/升浓度范围内在终花前一些植株会出现正常花，从而导致不同处理间不育度不一。但研究证明这一问题可通过施药方式及施药技术而得以克服。
SX-1制种纯度的评估：
CHA的有效利用及其多元化开发取决于基因型与CHA、环境与CHA，以及基因型与环境与CHA互作效应的大小。因此，要获得较高的制种产量，需要根据不同的品种和环境选择特定的用药剂量和时间。SX-1是一种优良的化学杂交剂，但油菜是无限花序，SX-1在使用过程中也会因施药时期、浓度以及油菜制种后期出现的异常气候所导致花期延长等因素而影响制种纯度。因此对SX-1制种纯度的评估是反映SX-1实用价值的重要指标。试验选用K407、20271、和Y37为母本，先以1.0毫克/升再以0.9毫克/升2个浓度42.5千克/667m2的SX-1对其分期喷施进行制种，试验表明用SX-1喷施所制的几个杂种，其纯度均在90％～98％之间，完全符合国家一级杂交种的要求。
SX-1辅助CMS制种：
油菜的杂种优势极其显著，目前利用细胞质雄性不育性(CMS)是油菜杂种优势利用的主要途径。通过此途径已育成秦油二号、杂油59、华杂1号、华杂2号、黄杂1号、秦优7号、宁杂1号等一系列CMS杂种应用于生产。但CMS不育性易受环境的影响，在早春低温条件下易出现微粉，而降低制种纯度。官春云等(化学杂交剂诱导油菜雄性不育机理的研究.植物学报，1997，23(50)：513-518.)研究表明：化学杂交剂能诱导油菜花药绒毡层偏离正常发育，产生败育花粉。张学昆等(化学杂交剂对油菜胞质不育系波利马育性的影响.西南农业大学学报，1999，21(2)：140-143.)利用杀雄剂一号处理波利马胞质不育系结果表明：杀雄剂一号在花粉母细胞时期至成熟花粉期都能有效地诱导波利马胞质不育系油菜，可使其微量花粉再次败育，有效地减少微量花粉，从而明显提高了不育度和制种纯度。2001～2002年，我们采用SX-1辅助CMS制种，经过多次试验，以0.5-0.7毫克/升浓度的SX-1 17.5-20千克/667m2于油菜单核初期对CMS制种田的母本进行处理，有效地减少和消除CMS制种过程中母本前期的微粉，提高油菜制种纯度，特别对于我国南方冬油菜制种微粉量较大的地区使用效果十分显著。2002年我们对陕南250多亩秦优7号制种田的母本采用SX-1处理，与对照(未喷药)相比，其制种纯度提高了4-5个百分点，杂交率为93％以上达到了一级种子标准。
【具体实施方式】
下面将通过非限制性的实施例进一步说明本发明。
实施例1
这个实施例研究使用剂量对杀雄效果的影响。试验所用的化学杂交剂组合物的组成为：
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： 70％
湿展剂：十二烷基硫酸钠 3.5％
分散剂：β-萘磺酸钠酸羧合物 5.0％
增稠剂：羟基纤维素钠 0.5％
崩解剂：三聚磷酸钾 4.0％
可溶性淀粉： 5.0％
填料补足到100％
各实施例均以水为溶剂将该组合物配成一定浓度(以有效成分重量记)进行试验。供试油菜为甘蓝型油菜(B.napus)品种(系)K407、陕3B(实施例2、3、5、6中的供试油菜品种与其相同)。杀雄效果的鉴定标准采用官春云提供的标准(参见傅廷栋等，“杂交油菜的育种与利用”，湖北科学技术出版社，1995)。喷药剂量是影响油菜群体杀雄效果的重要因素，在一定浓度下每个单株接受药量过少会降低杀雄效果，药量过多又可产生药害。1997年对SX-1在油菜上的使用浓度范围及剂量进行了试验。这个实施例共设0、0.5、1.5、3.0、4.5、10.0、15.0mg/L 7个浓度处理；40、42.5和45千克/667米2三个喷施剂量，每处理3.36米m2，留苗密度1.2万株/667米2。试验证明：6个浓度均可诱导油菜雄性不育，但SX-1在0.5、1.5毫克/升浓度下均匀喷施小于45千克/667米2不会产生药害或仅有轻微药害，3.0毫克/升或以上浓度处理会产生严重药害。喷施浓度为1.5毫克/升的SX-1 45千克/667米2诱导雄性不育的效果较好，可获得100％的全不育株。因此确定SX-1作为油菜杀雄剂的使用剂量范围为：浓度在0.5-3.0mg/L之间喷药量小于45千克/667米2。
表1 SX-1不同浓度处理对油菜育性的影响
在此基础上选用42.5千克/667米2的施药量连续4年对0、1.0、1.3、1.6、1.9、2.2mg/L 6个浓度进行试验研究(表1)，每处理4.48米2，留苗1.2万株/667米2。结果表明：在1.0-2.2毫克/升范围内随处理浓度的增高杀雄效果越彻底，其中1.0、1.3、1.6mg/L三处理前期均有少数植株出现微粉，且大多要持续4天左右方转变为完全不育，在K407的1.0毫克/升处理和陕3B的1.0、1.3、1.6毫克/升三个处理中有极个别植株整个花期都有微粉直至正常可育。2.2毫克/升仅处理一次就可达到100％的全不育直到终花，但主花序变短结实不正常的中度药害株率较高，达12％以上；而1.9毫克/升处理一般可达100％的全不育株率，且有95％的植株到终花仍保持不育，所受药害也较轻，5％左右的半不育株仅是在终花前个别花接近正常，对杂交种的纯度影响不大。因此从整个花期的育性和油菜所受药害情况考虑1.9毫克/升处理杀雄效果较好。
| 材料 | 处理(mg/L) | 处理时期 | 处理株数(株) | 初花期全不育率(％) | 盛花期全不育率(％) | 终花前全不育率(％) | 中度药害株率(％) |
| 陕3BK407K407 | 01.01.31.61.92.201.01.31.61.92.201.01.31.61.92.2 | 单核后期单核初期单核后期 | 626367677174757589878790608890929098 | 085.788.194.0100100096.0100100100100092.195.695.6100100 | 095.297.398.5100100097.3100100100100096.696.7100100100 | 080.9585.185.194.410007279.893.195.4100083.092.295.697.8100 | 001.51.55.613.50002.33.412.2001.13.54.814.7 |
实施例2
这个实施例研究喷药时期对杀雄效果的影响。从SX-1的杀雄持效期考虑，采用1.9毫克/升的SX-1于花粉母细胞减数分裂至单核初期开始施药，之后每5天一个处理，直到花粉成熟期，共4期每处理4.48米2，留苗1.2万株/667米2。试验结果列于表2。
表2 SX-1不同处理时期对油菜育性的影响
| 材料 | 处理(mg/L) | 处理时期 | 处理株数(株) | 初花期全不育率(％) | 盛花期全不育率(％) | 终花前全不育率(％) | 中度药害株率(％) |
| K407陕3B | 1.91.91.91.91.91.91.91.9 | 单核初期单核期二核期花粉成熟期单核初期单核期二核期花粉成熟期 | 9593869580748273 | 10098.965.1010098.668.30 | 10010099100100100100100 | 1001009910092.893.210098.6 | 4.24.31.21.056.05.71.20 |
结果表明：油菜从花粉母细胞减数分裂至花粉成熟期喷药都有杀雄效果，但以单核初期和单核期施药效果最佳，两品种均达98％以上的全不育株，其中K407至终花前仍保持100％不育，而陕3B的不育株率也大于92％。从植株群体的形态看，当小区达到现蕾期，50％单株的主花序最大花蕾长度在1.5～2.0毫米时喷药效果较好，而花粉成熟期施药效果最差，主要是初花期药效未能发挥，导致出现10天左右的正常花期。因此SX-1诱导雄性不育的适宜时期为单核初期到单核期。
实施例3
这个实施例研究喷药次数对杀雄效果的影响。油菜为无限花序，在发育过程中其花芽分化先后不同，因此施药的剂量与次数直接影响SX-1对油菜雄性不育的诱导效果、持续时间和药害轻重。因此，设单核期用1.9毫克/升只处理一次作对照；单核初期先用1.0毫克/升和1.6毫克/升的SX-1第一次喷施，8-10天后分别用0.6、0.9、1.0毫克/升的SX-1第二次喷施。每次喷施剂量均为42.5千克/667米2，共7个处理，试验结果列于表3。
表3 SX-1不同浓度不同施药次数对育性的影响
| 材料 | 第一处理浓度(毫克/升) | 第二次处理浓度(毫克/升) | 处理株数(株) | 初花期全不育率(％) | 盛花期全不育率(％) | 终花前全不育率(％) | 中度药害株率(％) |
| K407陕3B | 1.01.01.01.61.61.61.91.01.01.01.61.61.61.9 | 0.60.91.00.60.91.000.60.91.00.60.91.00 | 8687909081878784767176696974 | 98.810010010010010010096.498.7100100100100100 | 10010010010010010010097.6100100100100100100 | 94.299.010010010010094.384.596.198.610010010094.6 | 01.12.28.912.312.64.502.64.28.011.610.15.4 |
结果表明：用1.9毫克/升喷施1次的对照即可获得100％不育的良好效果，但仍有5.4％的不育株在后期出现微粉花和可育花。喷施两次的处理，当施药浓度之合大于或等于1.9毫克/升时可获得100％的全不育株率。其中K407在终花前仍有99％以上的全不育率，陕3B也有96％以上的全不育率，两次施药浓度之和为1.6毫克/升时效果不佳。两次施药浓度之和为1.9毫克/升的处理比一次喷施1.9毫克/升的处理杀雄的持续时间长且药害轻。但由于两次施药会产生药物在植株体内的累积，所以当两次施药浓度之和大于2.2毫克/升时药害较重，闭蕾株和死株率增加。因此两次喷药的药量总和应控制在1.9毫克/升到2.0毫克/升浓度之间。
实施例4
这个实施例研究SX-1对不同油菜基因型的影响。一种优良的CHA，不仅要求其杀雄效果彻底对雌蕊的育性没有影响，而且要求其对不同基因型的互作效应要小，即对不同基因型品种的杀雄效果无明显差异。在对SX-1进行6年的研究中，共对32个不同来源、不同基因型的品种进行了杀雄试验，并用浓度为1.9毫克/升的SX-1 42.5千克/667m2对9个品种同时进行处理，试验结果列于表4。
表4 SX-1对不同油菜品种育性的影响
| 品种 | 处理(mg/) | 处理时期 | 处理株数(株) | 初 花期 全不 育率(％) | 盛 花期 全不 育株(％) | 终花前全不育率(％) | 中度药害株率(％) |
| K40792P1378906B20NH70520NH701陕3B20O3020O42420O368 | 1.91.91.91.91.91.91.91.91.9 | 单核初期单核期单核初期单核期单核初期单核期单核初期单核期单核初期 | 879095938771607373 | 10097.810094.910010010095.9100 | 10098.9100100100100100100100 | 95.488.992.694.610094.490.095.989.0 | 3.44.43.22.21.15.66.35.55.5 |
结果表明：SX-1对不同基因型油菜的杀雄效果差异不大，各品种从初花到盛花的全不育株率均大于95％。但由于不同品种基因型间差异致使所需SX-1的杀雄剂量略有不同。如南韩品种NH701经处理后100％被诱导雄性不育，且可保持至终花。K407、NH705、陕3B、20O424等虽100％被诱导不育，但至终花前只有95％左右的不育率。而在SX-1施药次数的试验中，K407如采用两次施药均可获得100％不育直至终花的良好效果。可见SX-1对不同基因型品种(系)均有较好的杀雄效果，如果施药时期、浓度和次数合适，完全可以使其达到或接近100％的杀雄效果。
实施例5
这个实施例研究SX-1对油菜花器、花粉活力的影响。SX-1对油菜花器、花粉活力影响的观察，是确定SX-1杀雄效果的重要依据。根据官春云等提出的杀雄剂杀雄效果鉴定标准和武汉大学周嫦(参见傅廷栋等，“杂交油菜的育种与利用”，湖北科学技术出版社，1995)提出的花粉活力观察标准，主要对清水处理(CK)和用1.9毫克/升的SX-1于单核期处理一次后的K407、陕3B的花器及花粉活力进行观察，分别于油菜初花期、盛花期和终花期三次取样，每次采每类花50朵测量花冠直径、花瓣大小、花丝、花药和雌蕊长度，求其平均值，并采用甲烯蓝染色法测定花粉生活力，试验结果列于表5。
表5 SX-1对油菜花器及花粉活力的影响
| 材料 | 类别 | 花冠直径mm | 花瓣 | 花丝长mm | 花药长mm | 雌蕊长mm | 花粉活力鉴定 | 结实情况* | ||||||
| 套袋自交 | 人工异交 | |||||||||||||
| 宽mm | 长mm | 调查花粉数(粒) | 无活力花粉数(粒) | 无活力花粉率(％) | 有效角果(个) | 籽粒数(粒) | 有效角果(个) | 籽粒数(粒) | ||||||
| K407 | 全不育株 | 15.28 | 6.18 | 11.47 | 5.08 | 2.04 | 8.57 | 1034 | 1031 | 99.7 | 0 | 0 | 67 | 927 |
| 半不育株 | 16.25 | 6.31 | 12.49 | 7.36 | 2.03 | 6.89 | 803 | 542 | 67.5 | 38 | 143 | 76 | 983 | |
| 正常株(CK) | 18.69 | 7.20 | 14.42 | 7.92 | 2.06 | 7.27 | 1855 | 128 | 6.9 | 52 | 546 | 78 | 1013 | |
| 陕3B | 全不育株 | 15.88 | 5.76 | 12.31 | 6.21 | 2.08 | 7.44 | 862 | 855 | 99.19 | 0 | 0 | 77 | 1353 |
| 半不育株 | 16.26 | 6.36 | 12.85 | 6.98 | 2.14 | 7.76 | 834 | 491 | 58.87 | 43 | 182 | 75 | 1147 | |
| 正常株(CK) | 18.15 | 6.06 | 13.12 | 7.52 | 2.12 | 8.45 | 1079 | 53 | 4.91 | 55 | 806 | 75 | 1261 | |
注：1、花粉活力鉴定：根据武汉大学生物系周嫦(1964)提出的甲烯蓝染色法进行；花器测定：每类花采刚开放的50朵测量各指标求其平均值。2、：结实情况*套袋自交测定花粉有无活力及结实情况；人工异交测定雌蕊的活性及其授粉能力。自交和异交各作10个花序。
结果表明：经含有SX-1的组合物处理所诱导获得的雄性不育株在初花至盛花期表现为全不育株，终花前个别植株表现为半不育，与对照的正常株相比这三类植株的特征分别为，全不育株：雄蕊退化呈针状，花丝显著变短或干秕瘦长，花药无花粉，皱秕，色淡或为空秕、畸形、死亡的败育花粉，花粉活力在0.9％以下。花冠略小于正常花，雌蕊长度增长，套袋自交不结实，但异交结实正常。半不育株：花器比正常花稍小，雄蕊退化，花药内有花粉粒，花粉部分畸形，经甲烯蓝染色鉴定其生活力，约50％左右的花粉皱秕死亡。套袋自交结实率低，异交结实正常。正常株：花器正常，死花粉率7％以下。
实施例6
这个实施例研究SX-1对油菜发育及结实的影响。本实施例选用K407和陕3B两个油菜品种以0、1.0、1.3、1.6、1.9、2.2毫克/升6个浓度42.5千克/667米2的SX-1用压缩式手持喷雾器对其进行处理，每处理4行，开花后每3天对各处理油菜的育性及其发育情况观察一次直至终花，初花期以0毫克/升处理的正常株为对照，其它处理选取长势一致的全不育株挂牌标记，每处理选10株，于油菜成熟期考种，计算其单株产量，试验结果列于表6。
表6用SX-1处理的油菜发育及结实情况
| 材料 | 处理(毫克/升) | 株高(cm) | 有效分枝部位(cm) | 主花序有效长度(cm) | 全株有效角果数(个) | 每果粒数(粒) | 千粒重(g) | 单株产量(g) |
| 陕3BK407 | ck1.01.31.61.92.2Ck1.01.31.61.92.2 | 136.60134.60136.14133.38132.75132.38168.57173.14170.13164.75171.13159.29 | 45.6354.5660.8653.8847.5053.1362.3360.1461.5063.0062.1362.43 | 40.0035.8839.0033.1339.1333.571.7065.1465.1361.3857.6358.57 | 286.94268.89259.83273.00284.07255.64319.36329.50307.01296.33286.76302.12 | 26.8525.9824.4824.1421.7020.1418.9916.2716.1416.8815.6413.38 | 2.932.753.142.962.983.003.123.223.243.203.183.05 | 20.9619.2119.9719.5118.3715.4518.9217.2616.0516.0114.2612.33 |
注：CK属正常株对照，其余处理为杀雄后的不育株自然授粉结实情况。
结果表明：当SX-1的处理浓度≥1.6毫克/升时对油菜蕾苔期的生长有一定抑制作用，且随浓度增大抑制作用增强，油菜的整个生育期延长，受药害株的主花序明显短缩，但到发育后期分枝生长正常。成熟期除药害株外，各处理的株高与对照间无明显差异，而陕3B的有效分枝部位略有提高。主花序有效长度降低，从用SX-1不同浓度处理的植株看1.9毫克/升正常而2.2毫克/升处理的单株产量最低，与CK差异较大，其原因是浓度偏高，抑制较大所致。另外通过人工异交和自然杂交也证明，SX-1处理所获得的不育株结实正常(药害株除外)。因此在合适的浓度下利用SX-1诱导油菜的雄性不育不会产生不良效应。
Claims (7)
1、一种油菜化学杂交剂组合物，其特征在于该组合物含有化合物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，其化学结构式如下：
2、根据权利要求1所述的油菜化学杂交剂组合物，其特征在于该组合物还含有湿展剂、分散剂、增稠剂、崩解剂、可溶性淀粉和/或填料。
3、根据权利要求1或2所述的油菜化学杂交剂组合物，其特征在于该组合物组成如下(以所述组合物总重量计)：
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％
湿展剂十二烷基硫酸钾或钠 2.0-4.5％
分散剂β-萘磺酸钾或钠酸羧合物 4.0-6.0％
增稠剂羟基纤维素钠 0.3-0.5％
崩解剂三聚磷酸钾或钠 2.0-5.0％
可溶性淀粉 3.0-5.0％
填料补足到100％。
4、根据权利要求3所述的油菜化学杂交剂组合物，其特征在于该组合物组成如下(以所述组合物总重量计)：
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： 70％
湿展剂十二烷基硫酸钠和/或钾 3.5％
分散剂β-萘磺酸钾和/或钠酸羧合物 5.0％
增稠剂羟基纤维素钠 0.5％
崩解剂三聚磷酸钾和/或钠 4.0％
可溶性淀粉： 5.0％
填料补足到100％。
5、根据权利要求1或2所述油菜化学杂交剂组合物的使用方法，其特征在于在油菜花粉母细胞发育的单核期，即油菜主花序的最大花蕾长度1.5-2mm，对母本实施杀雄，施药浓度为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-甲基脲基磺酰基]苯甲酸甲酯，分2次施用，每次每株接受药量为3毫升，对父母本行比为1∶1的母本，每667m2喷施17.5-20kg，即单核期第一次施药1.0-1.2毫克/升，7-10天后第二次施药0.8-0.9毫克/升，两次施药总浓度剂量不超过1.9～2.0毫克/升，两次每株接受药量总计约6毫升。
6、根据权利要求1或2所述的油菜化学杂交剂组合物用于CMS制种过程中雄性不育系早期微粉的消除，其特征是利用所述组合物SX-1辅助CMS的配套制种技术，即将SX-1均匀喷施于CMS制种田的母本行。最佳时期是油菜细胞发育的单核期，即油菜主花序最大花蕾长度1.5-2mm。最佳施药浓度为0.5-0.7mg/L每株接受药量为3ml左右(约每667m2喷施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学杀雄中的应用。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20060419 Termination date: 20190228 |