袁佳辰 楊妍 石艷鋒 劉士境 朱鈺 師恭曜

摘要[目的]分析殺雄劑SQ-1對(duì)玉米的殺雄效果。[方法]對(duì)5個(gè)不同的玉米品種（浚單22、德農(nóng)20、吉祥一號(hào)、鄭單958、蠡玉）在散粉前7 d噴施濃度為5 kg/hm2的SQ-1處理，利用離體萌發(fā)法、碘-碘化鉀染色法和TTC染色法3種方法分別鑒定花粉活力，并對(duì)比分析其穗型、頂端雄穗育性以及植株整體生長(zhǎng)情況。[結(jié)果]經(jīng)SQ-1處理的玉米植株，其穗小且籽粒少，頂端雄穗花粉數(shù)量少且活力差，花粉粒活性變?nèi)?。[結(jié)論]SQ-1對(duì)玉米花粉有較顯著的殺雄效果，可以作為玉米化學(xué)殺雄的有效途徑之一。

關(guān)鍵詞玉米;SQ-1;殺雄劑;雄性不育

中圖分類號(hào)S513文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611（2019）03-0036-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.03.011

利用化學(xué)殺雄劑培育品種是一種新型的作物育種方法，在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用廣泛[1-5]，它是指在植物雄性器官分化前或發(fā)育過程中，噴施內(nèi)吸性化學(xué)藥劑，經(jīng)過一系列生理生化過程，阻止花粉的形成或抑制花粉的正常發(fā)育，誘導(dǎo)形成生理性雄性不育，不存在像細(xì)胞核質(zhì)互作雄性不育體系中所要求的恢保關(guān)系?；瘜W(xué)殺雄劑的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為親本選擇范圍廣、可任意組配雜交組合，可有效代替人工去雄、大大減輕育種工作量，不需要較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)進(jìn)行三系的研制、轉(zhuǎn)育、測(cè)試和培育，縮短育種周期，提高選種效率。此外，化學(xué)殺雄劑還可以為單倍體育種、人工誘導(dǎo)孤雌生殖簡(jiǎn)化雜交去雄手續(xù)，擴(kuò)大雜種群體。

新型殺雄劑SQ-1是國(guó)內(nèi)自主研制出的一種優(yōu)良高效的小麥殺雄劑[6-10]，試驗(yàn)表明在適宜條件下可誘導(dǎo)小麥殺雄率達(dá)到95%～100%，異交結(jié)實(shí)率超過85%，對(duì)小麥發(fā)育無(wú)任何不良影響。近幾年的許多試驗(yàn)都將SQ-1應(yīng)用于禾本科作物，如糜子、谷子等的殺雄研究，都顯示良好的試驗(yàn)效果[7-10]。

但是由于這些作物都是自花授粉甚至是閉花授粉，異交結(jié)實(shí)率很低，這極大地限制了將處理后的植株用于雜交育種以及雜交優(yōu)勢(shì)上的研究。鑒于此，筆者對(duì)5個(gè)不同的玉米品種（浚單22、德農(nóng)20、吉祥一號(hào)、鄭單958、蠡玉）在散粉前7 d給予表面噴施劑量為5 kg/hm2的SQ-1后，以離體萌發(fā)法、I2-KI染色法和TTC染色法3種方法鑒定花粉活力，并從穗形、頂端雄穗、植株整體生長(zhǎng)情況和玉米育性4個(gè)方面比較了未經(jīng)殺雄劑處理和經(jīng)SQ-1處理后的差異，旨在探究SQ-1對(duì)單子葉植物玉米的殺雄效果，擴(kuò)大SQ-1的使用范圍，實(shí)現(xiàn)玉米雜種優(yōu)勢(shì)的利用。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

浚單22、鄭單958、吉祥一號(hào)、蠡玉和德農(nóng)20共5個(gè)玉米品種均由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。殺雄劑SQ-1由西北農(nóng)林科技大學(xué)張改生教授惠贈(zèng)。

1.2田間設(shè)計(jì)

2011年5月中旬將5個(gè)玉米品種播種于鄭州大學(xué)實(shí)驗(yàn)田。按玉米品種分為5個(gè)區(qū)，每區(qū)3行，行距40～50 cm，株距30～40 cm，其他管理同大田。選定最佳噴施時(shí)期和噴施濃度，即玉米由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過渡到生殖生長(zhǎng)階段的大喇叭口時(shí)期，噴施劑量為5 kg/hm2，噴藥后掛牌標(biāo)記，以備后期觀察記錄。

1.3花粉活力檢測(cè)

開花前用不同方法測(cè)定花粉活力以評(píng)判殺雄效果。2011年7月，分別采集將要散粉的未處理和SQ-1處理過的玉米雄蕊，放入冰盒，快速帶回實(shí)驗(yàn)室待測(cè)。用離體萌發(fā)法、碘-碘化鉀染色法和TTC染色法3種方法鑒定花粉活力。

1.3.1

離體萌發(fā)法。將新鮮花粉從花藥中剝出后，滴于平鋪在載玻片上的培養(yǎng)基（15%蔗糖+3%瓊脂+0.05%硼酸+ 0.1% CaCl2）中，以移液槍吹吸均勻，置于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2 h。在顯微鏡下隨機(jī)選取5個(gè)視野進(jìn)行計(jì)數(shù)，統(tǒng)計(jì)花粉萌發(fā)率，計(jì)算平均值。花粉管長(zhǎng)度大于花粉直徑為有活力花粉，否則為無(wú)活力花粉。

1.3.2

碘-碘化鉀染色法。將1.3 g KI溶于10 mL蒸餾水中，然后加入0.3 g I2，待完全溶解后定容至100 mL。在載有花粉的載玻片上滴加1～2滴碘-碘化鉀染液，用移液槍吹吸均勻后蓋上蓋玻片，即可在顯微鏡下觀察，隨機(jī)選取5個(gè)視野進(jìn)行計(jì)數(shù)，統(tǒng)計(jì)有活力花粉的百分率并計(jì)算平均值。被染成藍(lán)色的表示花粉中含有較大量淀粉，即默認(rèn)其有活力，未被染色或呈黃褐色的為無(wú)生活力的花粉。

1.3.3

TTC染色法。在載有花粉的載玻片上滴加1滴1%TTC染液，以移液槍吹吸均勻后蓋上蓋玻片。放置于室溫下30 min。隨機(jī)選取5個(gè)視野在顯微鏡下觀察并計(jì)算，統(tǒng)計(jì)有活力的花粉的百分率，計(jì)算平均值。被染成紅色的花粉其生活力強(qiáng)，淡紅色的次之，無(wú)色或黃褐色的為沒有活力的花粉。

1.4統(tǒng)計(jì)方法

離體萌發(fā)法：花粉活力=花粉管長(zhǎng)度大于花粉直徑的花粉/觀察到的所有花粉×100;

碘-碘化鉀染色法：花粉活力=被染成藍(lán)色的花粉/（未被染色或呈黃褐色的花粉+被染成藍(lán)色的花粉）×100;

TTC染色法：花粉活力=（被染成紅色的花粉+被染成淡紅色的花粉）/（無(wú)色或黃褐色的的花粉+被染成紅色的花粉+被染成淡紅色的花粉）×100。

2結(jié)果與分析

2.1殺雄劑對(duì)玉米植株整體生長(zhǎng)情況的影響

經(jīng)殺雄劑SQ-1處理的植株稍為纖細(xì)，植株整體顏色稍淡，葉綠素含量少，這可能是殺雄劑間接影響產(chǎn)量的一個(gè)主要途徑[5]。有資料顯示，SQ-1所屬的二氮苯衍生物類的殺雄劑都能產(chǎn)生高度的雄性不育，但往往也對(duì)植株有較嚴(yán)重的藥害，并導(dǎo)致部分雌性不育。該研究也發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象，有些植株在噴藥7 d后即從噴藥部位開始腐敗，并向植株全身蔓延，導(dǎo)致整個(gè)植株死亡;還有少數(shù)植株的藥害表現(xiàn)稍弱，只在噴藥部位腐敗，并未殃及全身，不過植株長(zhǎng)勢(shì)及產(chǎn)量明顯受到影響。而未處理的植株整體為深綠色，生長(zhǎng)茁壯。