專利名稱：一種十字花科作物化學殺雄劑組合物及其應用方法
技術領域：
本發明屬于作物育種類；涉及一種十字花科作物化學殺雄劑組合物，并在油菜 GMS、CMS、CHA制(育)種中應用方法。
背景技術：
十字花科(油菜、甘藍、白菜、白蘿卜)作物在農產品中占有重要位置，油菜的種植 面積在十字花科中占90%左右；油菜等十字花科作物的雜交優勢十分明顯，目前，國內外 進行油菜雜交優勢利用的途徑主要有3種1、細胞質雄性不育(CMS)，2、隱性細胞核雄不育 (GMS)，3、化學殺雄(CHA)誘導雄性不育。CMS是細胞質雄性不育系，早在上世紀七、八十年代，以波里瑪不育系和陜2A不育 系的育成，我國油菜雜交實現了三系配套，油菜雜交優勢得以應用；但這類不育系的不育性 很不穩定，對溫度反應十分敏感，在蕾苔期如遇低溫、高濕、寡照的天氣，CMS大量小花出現 微量花粉，其育性由自交不育變成了自交可育，母本自交結實，使雜交種變為自交種，嚴重 影響Fl代種子純度及生產安全，導致大田生產受損和雜種優勢的發揮，對種子企業的損失 是巨大的。從遺傳角度上講，GMS的微粉危害是無法解決的“世界難題”；而通過本發明技術 可徹底解決CMS微粉危害。GMS是隱形細胞核雄性不育系，其特點是不育株小花雄性敗育徹底，不育性很穩 定，但GMS中有50%的是可育株，在制種中，須將50 %可育株人工拔除，故GMS兩系制種單 產低，種子成本高，費工費時，大量生產GMS雜交種子比較困難。CHA是利用化學物質誘導油菜雄性敗育，以此獲得雄性敗育而雌蕊發育正常的油 菜群體，從而實現雜交育(制)種之目的；CHA育(制)種方法不通過遺傳途徑獲得不育 群體，通過噴施化學殺雄劑直接獲得油菜大量不育群體，從而進行配制組合，其育種方法簡 單、快捷、測配組合隨機，親本優良性狀不會因不育(保持)系的轉育而丟失，育種周期短， 成本低，Fl代種子使用無風險，是具有良好前景的育種方法。但由于目前缺乏理想的化學殺 雄劑，CHA育種尚未生產應用。本發明的研制成功，CHA育種應用于生產成為可能。CHA能否 應用于生產，主要取決于化學化雄劑的效果，一個理想的化學化雄劑應具有安全閾值寬， 高效持久，環境友好，應用方便等。上世紀九十年代，國內不少單位用殺雄劑1號(甲基砷 酸鋅)及化殺2號(甲基砷酸鈉)進行CHA育種，相繼選育出多個油菜雜交組合，但由于砷 類化合物有致癌作用，未能推廣；赤霉素(CA3)，N-C (膦酸甲基)甘氨酸，NaCI，ENE、XP (主 要成分不詳)均有一定的殺雄作用，但對施藥技術要求苛刻，末能大面積應用，作為良好的 化學殺雄劑較困難。根據申請人檢索，中國專利文獻公開了兩種解決方案雜交油菜制種不育系微量花粉控制方法，申請號03105011，其特征是，在油菜造胞 細胞分化期 單核期，用濃度為0. 15 0. 3 (重量)％的GENESIS對油菜進行噴施處理。該 發明可以顯著減少不育系微量花粉，在保證正常制種產量的同時，顯著提高油菜雜交種純 度，制種純度可達90 94%，而且GENESIS殺雄寬容度大，制種后殘毒低，容易分解，有利于環境保護，同時使用方便，可提高人工施用效率，降低成本。一種化學雜交劑組合物的使用方法，申請號03105389，其特征在于該組合物含有 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，本組合物殺雄效果徹底，對不同基因型品種殺雄效果基本一致，不育株率可達95% 100%。利用SX-I可誘導油菜雄性不育，配制油菜化學雜交種。利用SX-I對CMS進行輔助 制種，可以減少CMS的前期微粉，提高制種純度。
發明內容
本發明目的是篩選出理想的十字花科作物化學殺雄劑及GMS的“化學除雜”、CMS 的“化控微粉”和CHA的“化殺育(制)種”應用技術。本發明采用如下的技術方案一種十字花科作物化學殺雄劑組合物及其應用方法，制得該化學殺雄劑成品中含 有芐嘧磺隆和異丙隆，二者的質量比為芐嘧磺隆異丙隆=1 100所述芐嘧磺隆化學名稱是2-{[(4. 6-=甲氧基嘧啶-2-基)氨基羰基氨基]磺酰
基甲基}苯甲基甲酯，化學結構是為
芐嘧磺隆所述異丙隆的化學名稱是1. 1-=甲基-3-(4-異丙基本基)脲，化學結構式是
異丙隆使用時，用PH ^ 7的水稀釋1000倍，按0. lg/L，用農用噴霧器在油菜蕾苔期對植 株進行噴施，每株噴施藥液3-6毫升，即可獲得理想效果。本發明的特點及機理原理在現有農藥中，具有十字花科作物殺雄作用的藥劑很多，但殺雄效果良銹不一，利 用不同藥劑殺雄作用特點的互補性，進行試驗、篩選、組配，優化配方，研制出二元復配十字 花科化學殺雄劑，其突出特點是1、殺雄專一雄蕊徹底敗育，而雌蕊發育正常，自交不結實，異交正常，能獲得 100%的雜交種子。2、安全閾值寬0. 045g/L-0. 42g/L濃度安全有效，對標耙作物極為安全。3、應用范圍廣對油菜GMS、CMS、CHA及所有十字花科作物均有良好效。4、對環境有好芐嘧磺隆和異丙隆是一種常用的化學除草劑，廣涉用于農業生產；芐嘧磺隆原藥小鼠急性經口 LD5tl > 10985mg/Kg ；異丙隆原藥小鼠急性經口 LD5tl > 5000mg/ Kg，均為非重金屬類化合物，在試驗條件下，對動物未發現致畸、致突變、致癌作用；且應用 濃度是化學除的1/20，在土壤中易降解，對環境更安全。5、使用簡便、成本低廉、易于推廣。本發明的作用機制本發明內吸性強，在植物體內易于傳導，有效成分活性高；通過華中農業大學劉志 勇等對本發明作用機理系統研究后認為“油菜經本發明誘導后，促進了內源乙烯的生物合 成量，增加了內源乙烯的釋放量，導致雄蕊敗育；處理后的油菜花藥中乙烯釋放量的增加， 是本發明誘導油菜雄性不育表現出來的直接效果；此外，噴施本發明后吲哚乙酸(IAA)、赤 霉素(GA3)、脫落酸(ABA)均有顯著降低，IAA的檢測從0. 15mgL. ―1降低到0. 015mg. Λ6Α3 從 0. 500mg. Γ1 降低至Ij 0. 080mg. ΛΑΒΑ 從 0. lOOmg. Γ1 降低到 0. 025mg. Γ1” (詳見 2006. 6 華中農業大學碩士學位論文《新型化學殺雄劑化殺靈誘導油菜雄性不育研究》)。湖南農 業大學楊高禮等對本發明研究后認為“本發明對雄蕊作用專一，噴施本發明后藥壁變薄， 絨氈層解體，染色加深；花壁變薄和絨氈層解體導致花粉因發育所需營養終斷而不能發育， 從而形成雄蕊敗育”(詳見2006. 5湖南農業大學碩士學位論文《新型藥物對油菜的殺雄 效果及機制研究》)。四川農業大學唐志康等對本發明深入研究后得出的結論與劉志勇、楊 高禮相同(詳見2009. 5四川農業大學碩士學位論文《化殺靈誘導甘藍型油菜雄性不育研 究》)。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明做進一步說明實施例上述用于十字花科化學化雄劑組合物的配制方法步驟1、秤取10 %芐嘧磺隆可濕性粉劑1克。2、秤取75%的異丙隆可濕性粉劑100克。3、將上述的芐嘧磺隆和異丙隆混合均勻即得101克成品。使用時，用PH ^ 7的水稀釋1000倍，按0. lg/L，用農用噴霧器在油菜蕾苔期對植 株進行噴施，每株噴施藥液3-6毫升，即可獲得理想效果。本發明致力于探索、優化配方，從安全、高效、廣譜、低毒入手，篩選復配出二元十 字花科化殺劑，在油菜GMS、CMS、CHA制種中試驗成功，并在CMS制種“化控微粉”中大面積應用。下面是申請人給出的是舉證，根據多年使用證明，本發明不限于下列證例。例1本發明對GMS “化殺除雜”實驗1、材料與方法1. 1 材料油菜GMS兩系母本04-1AB，恢復系11R，均為自育；本發明用LS-16P背負式噴霧器 噴施。用60目尼龍紗網進行隔離制種。1. 2試驗方法制種試驗在勉縣農場 柳營進行；于2005年9月11日播種育苗，10月8日移栽；
2. 2本發明處理04-1AB后異交結實情況調查通過對04-1AB噴施本發明后，株角果數、角粒數與人工除雜后的04_1A(CK)比較， 其角果數、角粒數有無明顯差異；由于“化殺除雜”保留了 GMS中50%的可育株，故“化殺除 雜”較“人工除雜”制種單產增加25. 25% (表2)，人工費用減少50%左右，緩解了農村勞 力短缺的矛盾。表2GMS化殺除雜與人工除雜異交結實試驗結果表2006
試驗地前茬水稻，中等肥力；網室面積36. 26m2。父母本行比1 2 ；株行距70X 20cm，父、 母本雙株移栽；移栽前每小區施碳酸氫銨3kg，過磷酸鈣2kg ；試驗設1號網室和2號網室。 1號網室進行進行“化殺除雜”制種，2006年2月25日和3月6日對1號網室內的母本 04-1AB用本發明以0. 04g/L濃度噴藥2次進行“化殺除雜”；小區單次噴藥液量1. 8L ；2號 網室在開花前用“擠漿”技術進行人工多次拔除04-1AB中的可育株04-1B ；開花前對2個網 室用竹桿搭架，覆蓋紗網隔離制種。對化殺處理的1號網室內的母本在初花、盛花、終花期 分別對04-1B株進行化殺效果調查，記載標準雄蕊明顯呈倒三角型、花藥蒼小、淡白色，無 花粉粒，記為全不育花朵；雄蕊/雌蕊> 1/2，花藥淡黃色，且見少量花粉的記為微粉花朵； 每次調查不少于20株，每株調查不少于20個花朵；花期對“化殺除雜”和“人工除雜”的兩 個網室均進行人工傳粉，每天傳粉2-3次，母本終花后取掉紗網。成熟期分別對1號網室的 04-1AB和2號網室的04-1A的母本株進行考種，考查異交結實情況，并分別收獲兩個網室的 母本種子，進行Fl純度鑒定及產量比較試驗。1.3、純度鑒定鑒定于2006年10月2日播種，植播，行距80cm，鑒定面積73m2 ；重 復3次。每小區施碳酸氫銨和過磷酸鈣各5kg和2. 5kg ；現蕾期和初花期分別對“化殺除雜” 和“人工除雜”的Fl代進行純度鑒定，并對株高、葉片、雌、雄蕊發育等進行考查；每次調查 不少于300株；成熟后收獲實產、比較產量差異。2、結果與分析2. 1 “化殺除雜”效果調查利用化殺技術對GMS可育株進行“化殺除雜”，在初花、盛花、尾花期分別對可育株 04-1B進行殺雄效果調查，結果表明，利用本發明噴藥2次，對04-1AB中的可育株04-1B的 平均殺雄效果為96.67%。表1。表1本發明對GMS中可育株殺雄效果調查表2006 2. 3 “化殺除雜”與“人工除雜”Fl代種子純度鑒定及產量比較通過對“化殺除雜”和“人工除雜”所收的Fl代種子在相同種植條華下分別進行純 度鑒定，并觀察植株性狀及其產量差異，實驗結果表明，04-1ΑΒ “化殺除雜”和“人工除雜” 制種所得雜種純度及Fl代產量無明顯差異。(表3)表3化殺除雜與人工除雜Fl代純度鑒定及產量試驗2007 3、結論利用本發明技術對GMS中的可育株進行“化殺除雜”，在父母本行比相同的情況 下，單位面積內的母本株數較“人工除雜”多了 50%，制種單產增加25%以上，Fl代純度及 優勢無明差異，制種費用大幅下降，緩解農村勞力緊缺的矛盾；“化殺除雜“是GMS兩系制種 除雜方法的一種創新。實例2本發明對CMS “化控微粉”實驗1、不同化學殺雄劑對陜2A微粉控制效果比較該實驗設3個處理、3次重復、小區面積33m2、父母本行比2 2，以高肥、高產的栽 培管理，誘導大量微粉的產生；組合秦油2號，母本陜2A;藥劑選用①本發明以0. 14g/L濃 度噴施1次；②化殺2號6ml/L濃度噴施1次。在上年度試驗的基礎上開展此實驗。1. 1材料方法化殺2號則由中科院廣州化工研究所提供；噴藥期以母本主花序“平頭”期為準， 調查微粉的時期以盛花期前雨后天晴上午進行；每小區調查15株，平行隔株跳躍取樣，每株檢查新開放的小花20朵，統計微粉花朵數；收獲前每小 區按平行跳躍取30株，混合脫粒后為純度鑒定種樣。純度以種植鑒定為準，不設重復、直播
不同化學殺雄劑對陜2A微粉控制效果比較表 1 不揀苗，純度鑒定在盛花期進行，調查樣本大于300株。經連續2年試驗，本發明 與化殺2號兩種藥劑對陜2A微粉的產生均有明顯的控制作用，兩種藥劑2年平均控制微粉 效果分別是95. 13%和60. 38% ；種子平均純度較CK分別提高17和5. 67個百分點。表12、本發明不同濃度對陜2A微粉控制效果比較實驗設7個處理，3次重復；母本陜2A ；噴藥時間2001年2月28日，調查微粉在4 月4日。本發明不同濃度的處理，微粉控制效果較CK提高77.39-100%;種子純度比CK提 高8. 52-22. 34百分點。表2本發明不同用藥濃度對陜2A微粉控制比較實驗表2 3、結論油菜CMS微粉危害通過遺傳手段是難以解決的“世界難題”，也是油菜CMS制種普 遍存在的一大隱患。長江流域油菜秋播三系制種在土壤肥力較高或初花期遇連陰雨，或制 種單產超過1050kg/nm2，所產的種子很難達到85%的二級純度指標；對制種單位的損失是 毀滅性的。正確的應用本發明技術能將CMS微粉控制由“天控”變為“人控”;種子純度穩定 提高到93%以上、制種單產超過1500Kg/hm2的“雙高”目標是比較容易實現的。例3本發明對CHA “化殺育種”實驗1.方法實驗在勉縣農場·柳營進行；2006年9月13日播種育本發明對不同常規油菜品種殺雄效果調查表勉縣2007. 4表 1 苗，10月8日移栽；試驗地前茬水稻，中等肥力；每小區40m2，移栽前每小區施碳酸 氫銨3kg，過磷酸鈣1. 5kg ；不設重復。本發明處理后的各小區在初花、盛花、終花期進行化 殺效果調查，記載標準雄蕊明顯呈倒三角型、花藥蒼小、淡白色，無花粉粒，記為全不育花 朵；雄蕊/雌蕊> 1/2，花藥淡黃色，且見少量花粉粒的記為微粉花朵；每次調查不少于20 株，每株調查不少于20個花朵。2、結論本發明處理不同類型油菜常規品種自交系，化殺效果平均為98. 73% (詳 見表1)；個別小花雖有微粉，但無生活力，套袋后沒有自交結實。在國內多個省，利用本發 明測配的油菜新品種已進入省級區域試驗。此外本發明在甘藍、白菜中的殺雄效果也很穩定。
權利要求
一種十字花科作物化學殺雄劑組合物，其特征在于它由芐嘧磺隆和異丙隆組成，二者的質量比為芐嘧磺隆∶異丙隆＝1∶100所述芐嘧磺隆化學名稱是2-{[(4.6-＝甲氧基嘧啶-2-基)氨基羰基氨基]磺酰基甲基}苯甲基甲酯，化學結構是為所述異丙隆的化學名稱是1.1-＝甲基-3-(4-異丙基本基)脲，化學結構式是FSA00000200597600011.tif,FSA00000200597600012.tif
2. 一種十字花科作物化學殺雄劑組合物的應用方法，其特征在于，根據權利要求1中 由芐嘧磺隆和異丙隆組成的組合物，用PH ^ 7的水稀釋1000倍，按0. lg/L，用農用噴霧器 在油菜蕾苔期對植株進行噴施，每株噴施藥液3-6毫升。
全文摘要
本發明公開了一種用于十字花科作物化學殺雄劑組合物及其應用方法；它是將芐嘧磺隆和異丙隆按一定比例混合均勻即可。該化學殺雄劑在油菜“平頭”期噴施，對十字花的油菜殺雄徹底，雄性敗育率100％，雌蕊育性正常，植株生長發育無不良影響，異交結實正常，種子雜交率可達100％。該殺雄劑在油菜隱性細胞核雄性不育制種中進行“化殺除雜”和細胞質雄性不育制種中進行“化控微粉”及常規油菜品種“化殺育種”；其制備方法簡單、生產成本低、環境友好、應用簡單、易于推廣。
文檔編號A01G7/06GK101884335SQ20101023470
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月17日 優先權日2010年7月17日
發明者付云龍, 劉引祥, 周軒, 孫志剛, 戚永明, 苗春 申請人:陜西合和種業科技有限公司