人工模拟降雨对油菜化学杂交剂SX—1使用效果影响的研究

来源:用户上传      作者:

　　摘要 采用人工模拟中雨的方式研究了降雨对化学杂交剂SX-1使用效果的影响。结果表明，化学杂交剂SX-1喷施后人工模拟中雨时间越近，化杀剂杀雄效果越差，表现在不育率降低、不育性持续时间变短；化杀剂SX-1喷施后8 h降中雨對药效影响不大。同时，化学杂交剂SX-1对油菜的生长发育有一定的抑制作用，降雨时间距喷施化杀剂的时间越短，其抑制作用越小。
　　关键词 油菜；杂种优势；人工模拟；化学杂交剂；SX-1
　　中图分类号 S634.3 文献标识码 A
　　文章编号 0517-6611（2019）09-0033-02
　　doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.09.010
　　Abstract The effect of rainfall on the use of chemical hybridizer SX1 was studied by means of simulated moderate rainfall. The results showed that the shorter the simulated moderate rain time after spraying chemical hybridizing agent SX1， the worse the effect of chemical pesticides on male sterility， the lower the sterility rate and the shorter the duration of sterility. Simulated moderate rain after spraying chemical pesticides 8 hours had no significant effect on the efficacy of chemical pesticide SX1. At the same time， the chemical hybridizing agent SX1 inhibited the growth and development of rapeseed. The shorter the time between rainfall and spraying chemical pesticides， the smaller the effect of inhibition.
　　Key words Rapeseed；Heterosis；Artificial simulation；Chemical hybridizing agent；SX1
　　利用杂种优势是提高油菜产量、含油量最显著的途径之一。大量研究表明，油菜具有明显的杂种优势[1-2]。一类能够诱导植物雄配子败育的化学物质，被称为化学杂交剂（Chemical Hybridizing Agent，简称CHA），也称化学杀雄剂。与其他杂种优势利用方法相比，利用化学杂交剂诱导雄性不育具有方法简单易行、组合选配自由、亲本选择范围广、不受胞质不良性状影响、易于选育出配合力高、优良性状互补的强优势组合等优点[3-5]。近年来，利用化学杂交剂诱导油菜生理型雄性不育在油菜育种和生产中得到广泛应用。
　　目前，国内外公开报道并应用于油菜育种实践的化学杂交剂主要有：KMS-1、杀雄剂2号、SX-1、WP、EXP、ESP、BHL、酰嘧磺隆[6]等，其中SX-1化学杂交剂是陕西省杂交油菜研究中心筛选和研制的新型高效化学杂交剂，2006年获得国家发明专利，它在CMS制种中诱导雄性不育进行母本初花期微粉控制，可提高种子纯度5～10百分点。目前陕西省杂交油菜研究中心已通过化学杂交剂SX-1成功选育11个品种。
　　根据陕西省杂交油菜研究中心多年研究表明，其化学杂交剂SX-1最佳喷施量与时期分别为：春油菜区一般在6月份、冬油菜区在3月份；母本油菜薹高20～25㎝且主花序上最大花蕾长度为2 mm左右时进行第一次喷药（药液浓度65 mg/kg）；第一次喷药后10～12 d进行第二次喷药（药液浓度7.5 mg/kg）。无论冬油菜区还是春油菜区，降雨在所难免。若喷药后遇降雨，将直接影响到施用效果；如重复喷药，不仅会造成制种成本上升，还有可能对油菜产生药害，最终影响制种产量。相对于大雨、小雨，中雨的影响更大，研究更有意义。鉴于此，该研究在人工模拟降雨的条件下，设计了模拟降雨对化杀剂SX-1药效的影响，旨在为生产实践提供技术支撑和依据。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验材料
　　选用陕西省杂交油菜中心选育并于2014年通过国审的品种——秦油88母本YD2013A作为试验材料，化学杂交剂SX-1由陕西省杂交油菜研究中心提供。
　　1.2 试验方法
　　1.2.1 材料种植。试验每小区种3行，行长5 m，行距40 cm，小区面积6 m2，重复3次；2017年9月20日在中心试验田播种，留苗密度22.5万株/hm2，苗情均匀一致。
　　1.2.2 试验设计。试验采用人工模拟降雨方式进行，化学杂交剂喷施后的不同间隔时间（T）模拟降雨，即分别设喷后0 h降雨（T0）、喷后2 h降雨（T1）、喷后4 h降雨（T2）、喷后6 h降雨（T3）、喷后8 h降雨（T4）5个处理。
　　降雨量参照国家气象预报标准：24 h内，降雨量在10～24.9 mL为中雨。试验设置中雨，模拟降雨量为20 mm/24 h。实际喷水时按照中雨降雨量标准，根据小区面积计算出每个降雨量级别0.5 h的降水量1 667 mL，采用喷雾器模拟自然降雨状态人工喷施。各小区肥力均匀，其他管理同一般大田。
　　1.2.3 试验处理。在油菜长至到20～25 cm，且最大花蕾平均达到2.5 mm时（3月26日），喷施SX-1浓度为6.5 mg/kg，用量为525 kg/hm2。 　　1.2.4 试验调查。试验实施后，每6 d测量一次株高；育性调查从油菜开花时开始，每2 d进行一次，直至终花。育性级别参照官春云等[7]和傅寿仲[8]分类标准上结合傅寿仲的细胞质雄性不育分类标准，将化学杀雄的育性分为：①无粉型雄性不育（ms），雄蕊退化呈针状或完全退化，花药无花粉；②微少粉型半不育（pms），雄蕊退化呈三角形，位置低于雌蕊，3个以下花药有微量或少量干粉；③多粉型可育（mf），雄蕊显著伸长或接近于正常，3个以上花药发育正常并有大量正常花粉。
　　2 结果与分析
　　2.1 降雨时期对化杀剂药效的影响
　　不育率的高低是反映诱导雄性不育效果好坏的重要指标[9]，杂交油菜生产要求，当诱导油菜产生不小于95%的雄性不育率时则认为该诱导油菜雄性不育彻底，达到杂交油菜制种的要求。由图1可看出，化杀剂SX-1在喷施处理后10 d均出现育性变化，但不同时期降雨，其效果不同。例如到4月5日，刚喷完化学杂交剂立即下雨（T0）的不育率为11%，喷后每隔2 h再降雨（T1～T4）的不育率分别为20%、23%、15%和71%，后者较前者不育率提高0.82、1.09、0.36和5.45倍。再者，从不育持续的时间来看，处理T1至T4自4月7日开始即达到了全不育的效果，而T0则是到7月9日才开始出现全不育，且不产生药害，植株自然授粉结实与对照没有明显的差异。
　　其次，根据课题组以往研究结果，化杀剂SX-1杀雄的效果持续时间有限，一般需喷施2次才能维持到油菜终花。由于该试验研究需要，化杀剂仅喷施1次，从4月23日观察数据可知，各处理不育率开始下降，油菜育性由不育向可育转变。4月23日，T0～T4不育率分别较4月21日下降62%、58%、44%、56%、23%，其中T0的降幅最大，T4降幅最小。
　　由此可以看出，喷完杂交剂SX-1后不同时间降中雨均可起到诱导不育的效果，只是油菜不育性持续的时间不同，喷完化杀剂后立即下中雨对不育率影响最大，且不育率下降的最快；喷完化学杂交剂后2～6 h降雨，对化杀剂的药效也会产生一定的负面影响；而喷完化学杂交剂8 h后降雨，几乎不影响其药效。
　　2.2 化杀剂喷后不同降雨时期对油菜农艺性状与产量的影响
　　研究发现，无论何种化杀剂，在诱导油菜不育的同时，对油菜生长发育有一定的抑制[10]。该究发现：由于降雨对化杀剂药效产生影响，从而影响油菜的生长发育。T0处理株高、分支部位、主花序长度、一次分枝数、一次角果数、主花序角果数、单株角果数、产量均高于其他处理。说明化杀剂在诱导油菜不育的同时对其生长发育有一定的抑制作用，但对产量影响不大；降雨在削弱药效的同时，促进了油菜的生长。
　　3 讨论
　　化学诱导雄性不育技术因具有众多优点，备受油菜科研人员的关注。但由于其作为一种外来干预手段，在实际应用中对自然气候条件提出了新的要求，也为该技术的成功应用提出了新的研究课题。
　　该研究表明，化学杂交剂SX-1喷施后人工模拟中雨处理发现，时间越近，化杀剂喷施的效果越差，表现在不育性不彻底，且持续的时间短。化杀剂SX-1喷施后8 h降中雨对药效影响不大。从对油菜农艺性状与产量的影响来看，化杀剂SX-1对油菜的生长发育有一定的抑制作用，降雨时间距喷施化杀剂的时间越短，其抑制作用越小。评价化杀剂的效果，在保证不育率这一前提下，必须保证产量。若以严重降低不育株杂交结实性能来换取较高杀雄率的做法无法在实 际中应用。研究表明，各处理油菜产量均在2 700 kg/hm2以上，说明利用化杀剂SX-1诱导雄性不育结实性是可行的，能够满足实际应用的要求。
　　在实际的化杀剂喷施过程中，若天气预报为大雨，化杀剂喷施计划将取消，再者中雨对化杀剂喷施效果的影响大于小雨，因此该研究将中雨作为研究对象。由于人工模拟与自然条件下仍存在一定的差异，试验还需进一步完善。自然气象因素往往不是单一发生的，在以后的研究中还应增加风、温度、湿度等气象因子。可以预见，随着科研工作的不断深入，化学诱导雄性不育应用的前景将更加广阔。
　　参考文献
　　[1]傅廷栋.杂交油菜的育种与利用[M].武汉：湖北科学技术出版社，1995：124-136.
　　[2] 蒋梁材，杨淑筠，张碧，等.我国油菜杂种优势利用途径概况[J].西南农业学报，1996，9（S1）：163-167.
　　[3] 官春云，李栒，王国槐，等.化学杂交剂诱导油菜雄性不育机理的研究：Ⅰ.杀雄剂1号對甘蓝型油菜花药毡绒层和花粉粒形成的影响[J].作物学报，1997，23（5）：513-521.
　　[4] 张秀英，李英，刘铮翔，等.油菜化学杀雄的研究现状及技术要点[J].安徽农学通报，2011，17（20）：44-45，122.
　　[5] 辛金霞，戎郁萍.化学杂交剂在植物育种中的应用现状[J].草业科学，2010，27（3）：124-131.
　　[6] 韦世豪，田建华，李永红，等.化学杂交剂SX-1对不同生态区甘蓝型油菜的杀雄效果[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2011，39（11）：119-123.
　　[7] 官春云，李栒，王国槐，等.化学杂交剂诱导油菜雄性不育机理的研究：Ⅱ.KMS-1对甘蓝型油菜育性的影响[J].中国油料作物学报，1998，20（3）：1-4.
　　[8] 傅寿仲，朱耕如.江苏油料科学[M].南京：江苏科学技术出版社，1995：210-216.
　　[9] 刘宏伟，张改生，王军卫，等.化学杂交剂SQ-1诱导小麦雄性不育及与不同小麦品种互作效应的研究[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2003，31（4）：15-18.
　　[10] 罗昌敏，唐章林.化学杀雄剂SX-1对重庆地区油菜的杀雄效果研究[J].安徽农业科学，2010，38（13）：6747-6749.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14772192.htm