化学杂交剂哒嗪酮酸钾的合成

以丙二酸亚异丙酯与双乙烯酮为起始原料，通过三步反应制取４－羟基－６－甲基－２－吡喃酮。后者与对氯苯胺重氮盐经偶合、重排、成盐制得哒嗪酮酸钾，各步收率均在８０％以上。

化学杂交剂的进展

本文对化学杂交剂的应用、发展历程、分子设计构思及其研究开发的目标、策略与难度作了介绍与讨论。

化学杂交剂EXP对油菜的杀雄效果

化学杂交剂EXP的主要成分是一种磺酰脲类化合物，作用靶标是植物的乙酰乳酸合成酶（acetolactate synthase，ALS），通过抑制酶活性，阻止支链氨基酸缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的合成。在甘蓝型油菜自交系82089抽薹15—20cm高，最大花营长度1-2mm时期，单株用药量12—15mL，用0．05μg／mL、0．25μg／mL EXP溶液处理可分别诱发92％和97％不育率。而0．25μg／mL浓度处理不育株的育性较为稳定，自交结实率为6．6％，可以作为最佳用药浓度的参考值。EXP诱导的不育株叶色变浅，株高降低，花蕾密集，花期推迟，花瓣褪色，花药干瘪无花粉。检测结果表明，不育株花蕾叶绿素和类胡萝卜素含量有所减少，处理雄蕊的过氧化物酶和酯酶活性降低，而水溶性蛋白质含量显著减少。同一时期用EXP处理芥菜型油菜和白菜型油菜也可诱导雄性不育，但芥菜型油菜不育持续时段较短，白菜型油菜结实性不好，不宜用于生产杂交种。磺酰脲类ALS抑制剂种类非常多，有可能从中筛选到更高效、更持久的化学杂交剂。

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

以 18个小麦品种和不同剂量化学杂交剂 SQ- 1为处理 ,研究了 SQ- 1的杀雄效果及不同基因型小麦对 SQ- 1反应的遗传差异。结果表明 ,在适宜的 SQ- 1喷施剂量与时期下 ,供试品种均能被诱导产生大于95 %的雄性不育率。对参试品种而言 ,适宜时期为 Feekes8.0 - Feekes8.5 ,适宜剂量为 3.0～ 5 .0 kg/ hm2 ,以5 .0 kg/ hm2 效果最好。 SQ- 1与不同基因型小麦品种不存在明显的互作效应。

化学杂交剂诱导油菜雄性不育机理的研究——Ⅰ.杀雄剂1号对甘蓝型油菜花药毡绒层和花粉粒形成的影响

研究揭示了甘蓝型油菜花药壁发育类型属双子叶型,毡绒层为同型单起源毡绒层,又可称为分泌型腺质毡绒层。用0.03％杀雄剂1号处理9个不同发育时期的甘蓝型油莱,研究其诱导雄性不育的效果,结果表明:造胞细胞时期以前处理都是无效的,花粉母细胞以后处理才有效,尤以单核期处理效果最好,不育株率接近100％。这是由于杀雄剂1号诱导甘蓝型油菜花药毡绒层偏离了正常的发育方式,而形成异常的毡绒层,表现为毡绒层增厚,提早解体,与药壁中层分离,并由此产生各种形状的败育花粉。花粉中出现细胞质收缩、空秕,无花粉壁和药中无花粉等现象。文中还对杀雄剂1号诱导甘蓝型油菜雄性不育的作用机制进行了讨论。

3种新型化学杂交剂诱导小麦雄性不育效果比较

以杂种小麦新品种西杂一号和 1 6个小麦常规品种为供试材料 ,应用混合线形模型研究了 3种化学杂交剂 SQ- 1 ,GENESIS和 BAU94 0 3诱导小麦雄性不育的效果及对种子性状的影响。结果表明 ,SQ- 1在 3种化学杂交剂中的杀雄效果最好 ,并对杂交种种子的千粒重有提高作用 ;GENESIS和 BAU94 0 3不同程度对杂交种种子千粒重有降低作用 ,其中 BAU94 0 3影响更大 ;SQ- 1和 GENESIS对杂交种发芽率、发芽势和容重的影响与对照不喷药无显著差异 ,但 BAU94 0

新型化学杂交剂SX-1对甘蓝型油菜CMS的作用效果研究

用新型化学杂交剂SX-1在单核期处理3个甘蓝型油菜细胞质雄性不育系(CMS)结果表明,SX-1可明显降低不育系的微粉花朵数、有活力花粉数、微粉量和育性指数,提高不育度,有效地抑制低温期间微粉的产生。同时也使不育系的株高明显降低,有利于不育系的受粉结实。化学杂交剂的作用效果受基因型和环境的影响,不同油菜品种对化学杂交剂SX-1的敏感性不同,不育系陕3A、20 F50A、20 F71A的最佳处理浓度分别为5 mg/kg、7.5 mg/kg、10mg/kg。该化学杂交剂杀雄彻底,成本低廉,容易使用,具有广阔的发展前景。

新型化学杂交剂BAU9403的应用技术研究

应用化学杂交剂 ( CHA)诱导雄性不育是小麦杂种优势利用中一条重要而简捷的途径。BAU94 0 3是北京农业大学独立合成筛选出的新型化学杂交剂 ,已申请国家专利。我们从 1 997年开始连续 3年对BAU94 0 3的使用技术进行了研究 ,1 999年在 6个小麦不同生态区进行了统一设计的试验 ,目的在于为BAU94 0 3的产业化提供技术依据。试验结果表明 ,在小麦雌雄蕊分化期至药隔期 ,用 0 .75kg/hm2 剂量的BAU94 0 3,可以诱导接近完全的雄性不育 ,雌雄蕊分化期和药隔期两个使用时期间无显著差别 ,但不同品种的最佳施用时期有差别。 BAU94 0 3的适宜使用时期可达 7d以上。相同的基因型多年多点试验结果说明BAU94 0 3的杀雄效果在不同地点及同一地点不同年份是稳定的 ,但不同年份可能因气候条件的不同要求对使用剂量进行适当的调节。BAU94 0 3对雌蕊活性基本上无影响 ,3年平均异交种子产量相对较高。随着施用剂量的增加 ,结实率和种子产量降低 ,说明控制或使用能够诱导满意的雄性不育率的最低剂量是必要的 。

化学杂交剂BAU9403诱导小麦雄性不育及与小麦不同品种互作效应的研究

以 1 8个小麦品种和化学杂交剂 BAU94 0 3的不同剂量为处理 ,研究了 BAU94 0 3的杀雄效果及其不同基因型小麦对 BAU94 0 3反应的遗传差异。结果表明 ,适宜的 BAU94 0 3喷施剂量与时期 ,供试品种均能诱导大于 95 %的雄性不育率 ;对大多数品种而言 ,适宜的时期范围为雌雄蕊原基分化期 ,适宜的剂量范围为0 .75～ 1 .0 kg/ hm2 ,以 1 .0 kg/ hm2效果为好。 BAU94 0 3对不同基因型小麦品种之间存在着互作效应。

化学杂交剂诱导的小麦生理型雄性不育花药的活性氧代谢

以化学杂交剂SQ-1诱导的生理型小麦雄性不育及其对照植株花药为材料,研究了不同花粉发育时期花药中超氧阴离子(O2.-)生成速率、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量以及主要抗氧化酶活性的变化,以探明小麦花药活性氧代谢和生理型雄性不育的关系。结果表明,在幼穗时期,O2.-生成速率、H2O2和MDA含量、超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均高于相应对照,而过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性则低于或显著低于对照;在单核早期以及花粉败育主要发生期(单核后期和二核初期),O2.-生成速率、H2O2和MDA含量极显著高于对照,而SOD、POD、CAT和APX酶活性却极显著低于对照;在败育后的花药中,O2.-生成速率和H2O2含量与对照之间差异幅度缩小,但MDA含量依然加大,同期的几种抗氧化酶活性依然极显著低于对照。在败育的关键期,品种‘西农1376’处理株花药的活性氧升高幅度比‘西农2611’处理株较大,抗氧化酶活性降低幅度也较大,且‘西农1376’处理株的相对雄性不育率也较高。可见,化学杂交剂SQ-1能诱导小麦花药中O2.-和H2O2大量积累以及SOD、POD、CAT和APX活性的极显著降低,引起花粉关键败育期花药活性氧代谢严重失衡和严重膜脂过氧化,导致大量花粉母细胞发育受到严重抑制,最终造成小麦生理型雄性不育。

不同化学杂交剂(CHA)对小麦花药同工酶影响的研究

在小麦叶枕距±2cm时，喷施4种不同化学杂交剂（CHA）后，分别取小孢子处于不同发育阶段的花药，进行过氧化酶（POD）、淀粉酶（Amy）和酯酶（Est）等同工酶的分析。研究表明：在小孢子母细胞减数分裂期，处理2、3和4三种CHA对POD的A1、A2；B2、B4和B5，C1、C2和C3同工酶带的活性均有明显的抑制作用；处理5除去对A1和A2表现抑制外，对其他酶带的活性均有增强作用。在单枚早期，处理2和3的A、B和C区POD同工酶活性均明显低于对照；处理4和5上述各区POD同工酶活性却明显高于对照。在上述两个发育时期，处理2对Amy1区酶活性有增强作用，而处理3、4和5对该区酶活性却表现了专一性的抑制。各处理对Est同工酶A区和B区的酶活性主要表现为抑制。实验结果表明，不同的CHA均通过干扰花药的物质和能量代谢而导致雄性生理性不育。

化学杂交剂“津奥啉”诱导小麦雄性不育机理研究

施用化学杀雄剂后，对小麦花粉生活力、花药脯氨酸含量进行了测定，并用扫描电镜观察了花粉表面结构变化。结果表明，“津奥啉”使小麦花粉淀粉聚集能力极度降低，花粉染色率仅２．７８％，花药重量降低６５．５％；花药脯氨酸含量只相当于对照的６１．２％；花粉表面及萌发孔等均发生畸形。

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

采用不同浓度的化学杂交剂ＫＭＳ—１处理不同生长发育时期的油菜，诱导其雄性不育，结果表明：在试验的ＫＭＳ—１浓度范围内，最佳杀雄浓度为１．５％，最佳处理期（单核期）的不育株率可达８１％。在五叶期至造孢细胞期施药３～４ｄ后，出现叶片坏死斑，植株明显变矮或部分株死亡等药害现象，不育花粉率只有２％～４％。在花粉母细胞减数分裂期至成熟花粉期喷药处理，花药的绒毡层及花粉均出现异常，不育花粉率可达１７％～８０％。

新型化学杂交剂GENESIS诱导小麦雄性不育的初步研究

ＧＥＮＥＳＩＳ是美国Ｍｏｎｓａｎｔｏ农业化学公司研制的一种新型小麦化学杂交剂。试验专门对其杀雄效果进行了初步研究。结果表明：参试的５个品种，在生育期Ｆｅｅｋｅｓ标准８．０－９．０时，用ＧＥＮＥＳＩＳ进行一次叶面喷施，３．０ｋｇ／ｈｍ２和５．０ｋｇ／ｈｍ２剂量下，均可达到９９．０％以上的杀雄效果，人工饱和授粉证明ＧＥＮＥＳＩＳ对雌蕊的育性没有影响；在高剂量７．０ｋｇ／ｈｍ２、９．０ｋｇ／ｈｍ２下，ＧＥＮＥＳＩＳ对小麦的生长发育也没有其它有害影响，是目前小麦杂种优势利用中所采用的化学杂交剂中最优良的一种。

化学杂交剂GENESIS对小麦的杀雄效果

采用 4个品种 ,4个剂量 ,2个表面活性剂的裂区试验和 2个品种的异地试验 ,对新型化学杂交剂GENESIS诱导小麦雄性不育的效果进行了研究。结果表明 :( 1)GENESIS杀雄彻底 ,2 0kg/hm2 以上剂量的不育率均超过 95 % ,3 0、 5 0kg/hm2 剂量达到或接近 10 0 % ,且没有诱导小麦雄性不育的专一性 ;( 2 )不育率为 95 %以上的人工饱和授粉结实率和自然授粉结实率最高达 6 7 6 5 %和 49 83% ;( 3) 5 0kg/hm2 剂量下 ,添加表面活性剂MON816 1的人工饱和授粉结实率比添加MON5 916 0的降低 18 9% ,差异显著。说明表面活性剂MON816 1对雌蕊的活力具有一定影响 ;( 4)相同基因型在两个地点的不育率和自然授粉结实率差异不显著 。

化学杂交剂SQ-1诱导小麦雄性不育的效果及F_1代杂种优势表现

为配制筛选山西省晋南麦区化杀杂种小麦强优势组合,选用20个小麦品种（系）,分为A、B两组,A组为山西省晋南麦区大面积推广品种10个,B组为自育且含异种属血统的品系10个,用化学杂交剂SQ-1进行化杀。结果表明,在参试品种（系）生育时期处于Feeks 8.0~9.0时,喷施5.0 kg/hm2的SQ-1,诱导小麦雄性不育率达到98.76%以上;A组人工饱和授粉结实率和自然授粉结实率分别平均为70.87%和41.68%,B组分别为72.10%和57.31%,各材料间无显著差异,说明化学杂交剂SQ-1与参试小麦品种基因型间不存在互作效应。t检验结果表明,B组小区产量、穗粒数和公顷穗数的杂种优势与A组差异显著,杂种优势明显高于A组。评选出4个强优势组合,均含有异种属血统,其超标优势幅度达17.56%~43.13%,说明在利用化杀法时,选用较远缘的中间材料做化杀杂交亲本来提高杂种优势幅度是一条切实可行的途径。

化学杂交剂SX-1对不同生态区甘蓝型油菜的杀雄效果

【目的】研究在不同生态区化学杂交剂SX-1对甘蓝型油菜的杀雄效果。【方法】在冬油菜区和春油菜区分别采用4个不同质量浓度的化学杂交剂SX-1,对YD66A和Cn10 2个甘蓝型油菜品种(系)进行2次喷施杀雄处理,第1次喷施在油菜最大花蕾的花粉母细胞进入单核期时进行,第2次喷施在第1次喷施后10～15d内进行,以喷施等量清水为对照,研究在不同生态区喷施SX-1的杀雄效果,并探讨其对油菜生长发育、农艺性状和产量的影响。【结果】冬油菜区A2(6.0mg/L+7.0mg/L)和春油菜区B2(6.5mg/L+7.0mg/L)处理的YD66A和Cn10的全不育株率分别为:98.11%,100%和100%,100%,且无药害反应,植株叶色变浅,茎杆微紫,生长轻微受到抑制,株高和主花序长度有所降低,单株角果数和单株产量略有增加。【结论】SX-1在冬油菜区以质量浓度6.0mg/L+7.0mg/L,在春油菜区以6.5mg/L+7mg/L,分别在油菜最大花蕾的花粉母细胞进入单核期时进行首次喷施,首次喷施后10～15d进行第2次喷施,均可获得较好的杀雄效果。

化学杂交剂GENESIS诱导小麦雄性不育的细胞形态学观察

在小麦幼穗发育期的药隔期至四分体期 ,用 5 .0 kg/ hm2剂量的 GENESIS进行处理 ,结果表明 ,GENESIS可诱导小麦产生 10 0 %的雄性不育率 ,且不育株率超过 99%以上 ,具有良好的诱导雄性不育的效果 .小麦经 GENE-SIS处理后 ,小孢子发育出现异常 ,败育型小孢子有单核花粉、二核花粉和不正常的三核花粉 ,同时还发现有四核和五核花粉以及在花粉发育过程中原生质体解体 ,仅留下花粉壁的空壳花粉 .不育花药不开裂 ,花粉囊除了表皮及纤维层外 ,还可观察到延迟解体的绒毡层 。

小麦新型化学杂交剂的筛选

为拓展小麦化控两系途径的药剂种类,降低化学杂交剂(CHA)成本,利用西农1376检验15种化学药剂、4个浓度、3个施用时期(小麦不同发育时期)的诱导不育效果,并对花药败育的机制进行了研究。结果表明,各处理诱导小麦花粉败育效果差异较大,Feekes 7.5和9.5时期,15种药剂各浓度处理诱导植株营养生长发育异常或花粉败育不明显;Feekes 8.5时期,T6-CHA药剂0.24 kg hm–2诱导雄性不育率为93.33%,植株表型及雌蕊发育正常,对其饱和授粉,能获得杂交种子,且饱和授粉结实率较高。石蜡切片观察该处理诱导雄性不育花药的绒毡层细胞降解过程异常,自单核早期绒毡层细胞核明显降解,单核中后期花粉内核也开始降解,直至三核期,绒毡层细胞及花粉内核及营养物质基本消失,仅剩少量花粉壁残留,最终导致花粉败育。因此认为,T6-CHA诱导的小麦生理型雄性不育与绒毡层的异常降解直接相关。

化学杂交剂SQ-1在谷子叶片和小穗中的残留消解动态

建立化学杂交剂SQ-1在谷子叶片和小穗中残留检测的高效液相色谱法,并研究其在谷子叶片和小穗中的消解动态。样品经乙腈提取,N-丙基乙二胺净化,外标法定量。该检测方法在1~1 000 mg/L范围内,化学杂交剂SQ-1质量浓度与色谱峰面积呈良好的线性关系,线性方程为y=30 377x+27 634,相关系数为0.999 9,最低检出限为0.05 mg/kg。在10~500 mg/kg添加范围内,化学杂交剂SQ-1在谷子叶片和小穗中的平均回收率为87.0%~95.5%,相对标准偏差为0.74%~2.28%。结果表明:化学杂交剂SQ-1可以从谷子叶片运输到小穗中,在小穗中的动态变化呈现出'先升高后降低'的趋势。其在谷子叶片中的半衰期为1.83~2.08 d,在喷施21 d后叶片中几乎检测不到化学杂交剂SQ-1残留,而在小穗中的半衰期为25.21~28.41 d,其消解速度明显慢于叶片中的消解速度。