一種復配化學雜交劑組合物及其應用的製作方法

2023-10-22 14:55:02 1

專利名稱：一種復配化學雜交劑組合物及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種復配化學雜交劑組合物，它的使用方法，以及它在油菜中的應用。
背景技術：
我國油菜雜種優勢利用獲得成功並進行大面積示範和應用的主要途徑有細胞質 雄性不育(CMS)、細胞核雄性不育(GMS)和化學雜交劑誘導雄性不育。用化學雜交劑誘導作 物雄性不育是作物雜種優勢利用的重要途徑之一。細胞質雄性不育是油菜雜種優勢利用最廣泛、最有效的途徑，目前世界上最具實 際應用價值的油菜不育系是波裡馬不育系和陝2A不育系，利用波裡馬不育系和陝2A不育 系已成功選育出系列油菜雜交種，但這兩種不育系均存在育性不穩定，初花期遇低溫會產 生微量花粉，造成大約10%的自交結實現象，影響了親本和雜交種的純度。因此，解決細胞 質雄性不育系問題已引起了許多育種專家的關注。復配化學殺雄劑的應用能夠有效控制細 胞質雄性不育系微量花粉產生，提高種子純度和制種產量。細胞核雄性不育系，其特點是雄性不育穩定性好，花粉敗育徹底，隱性核不育恢復 系雖然易找，而保持系卻難以找到，制種時必須在田間及不育系行中拔除50%的可育珠，另 外核不育類型種類較多，遺傳較複雜，雜交種選育較困難，目前國內生產上已經利用的有三 種類型雙顯性核不育、雙隱性核不育、三隱性核不育，其中雙顯性核不育和三隱性核不育 均可利用臨保系獲得核全不育系，實現三系法制種，從而克服了雙隱性核不育在「兩系法」 制種中需要拔除50%的可育珠的麻煩，但雙顯性核不育恢復源很少，獲得優良的雜交組合 難度較大，投入多；三隱性核不育恢復源廣泛，而臨保系來源狹窄，只有在測交後代中才能 分離得到。採用化學雜交劑誘導自交作物雄性不育、培育雜交種子屬於兩系育種，同常規育 種相比，可以避免對某一細胞質的依賴性而引起的某些不良的胞質效應，克服了不育系對 基因型的依賴性，擴大了雜交優勢應用範圍，組合選配自由，可直接利用油菜常規品種作為 雜交親本，不需要三系培育，從而容易選到優質高產的強優勢組合，應用速度快，能確保穩 產高產，雜種一代不存在不育珠影響結實的問題，其次，化學殺雄導致的雄性不育不能遺 傳，第二代不會分離出雄性不育珠，這又為利用優勢特強組合的二代種提供了可能性，也為 常規育種及群體改良提供了重要手段，這不僅有利於擴大我國油菜生產中品種的來源，提 高適應性，降低風險，而且具有育種程序簡單、周期短的優點。近年來，國內在油菜化學雜交育種方面居世界領先水平，先後選育出蜀雜2號、3 號、5號、渝黃1號、2號、湘雜油1號、6號等多個雜交種，其種植面積達7萬hm2。公開報導 的油菜化學殺雄劑種類較多，主要有MG1、MG2、MG3、MG4、MG5、MG6、EXP、KMS-1、SX-1、WP等。據 報導生產上MG1 (殺雄劑1號)和MG4 (殺雄劑1號與赤黴素的配合試劑)應用較多，效果較 為理想。但MG1和MG4殺雄不夠徹底，穩定性差，全不育株率僅為60% -80%,不能完全誘導 雄性不育的發生。目前最關鍵最主要的問題是缺少理想的化學雜交劑，尋求高效、穩定和低 毒的化學殺雄劑並掌握其應用技術是油菜化學雜交開發的主要任務之一。以上報導和近年
3所報專利CN 100345484C與CN 1251597C均為單一雜交劑，苯磺隆復配化學雜交劑未見報 道，申請者從1995開展此研究，認為苯磺隆復配化學雜交劑對雄蕊發育的抑制作用遠遠大 於對雌蕊的抑制作用，所以合適的用量可導致油菜雄性不育，雌性可育。復配的化學雜交劑 組合物比單劑殺雄效果好，在單核期一次噴施可以誘導整個花期不育，全不育株率達95% 以上。是一種較為理想的復配化學雜交劑。

發明內容
本發明的目的是提供一種復配化學雜交劑組合物，提供所述化學雜交劑的應用 方法，提供所述組合物在油菜化學殺雄及制種的應用。具體地說，一種復配化學雜交劑組合物，其特徵在於該組合物有效成分含有苯磺 隆和噻吩磺隆，且苯磺隆與噻吩磺隆用量之比為4-6。所述的復配化學雜交劑組合物的應用，其特徵是該組合物溶於水形成溶液，在十 字花科作物單核期葉面噴施，誘導雄性不育，且苯磺隆濃度為0. 5-1. Omg/L,噻吩磺隆濃度 為0. 1-0. 2mg/L，組合物總用量為0. 15-0. 5g/hm2，硼肥施用濃度為0. 2-0. 3%。所述復配化學雜交劑組合物含有苯磺隆，化學名稱3-(4-甲氧基-6-甲基_1，3， 5-三嗪-2-基)-1-(2-甲氧基甲醯基苯基)磺醯脲，英文名稱Jribenuron-methyl， 分子 式=C15H17N5O6S,分子量395. 4，結構式為 理化性質本品為灰白色固體，熔點141 °C，蒸汽壓0.036mpa(25°C )，密度
1.5 (250C )。土中半衰期1-7天，降解主要由水解和微生物，水解受土壤PH而定，酸性比鹼 性土壤水解快，在45°C水解時，PH = 8-10下穩定，PH 5000mg/kg，兔 急性經皮LD50 > 2000mg/kg,每日允許攝入量0. 008mg/kg bw。所述復配化學雜交劑組合物還含有噻吩磺隆，化學名稱3-(4_甲氧 基-6-甲基-1，3，5-三嗪-2-基)-1-(2-甲氧基甲醯基噻吩-3-基)磺醯脲，英 文名稱=Thifensulfuron methyl,分子式=C12H13N5O6S2，分子量387. 4，結構式為:
理化性質純品為無色無嗅結晶體，相對密度1.49，熔點
176°C。蒸氣壓(25°C )1. 7Xl(T5mPa。在水中的溶解度(mg/L，25°C ) :pH 4 時為 24，pH 5 時為230，pH 6時為2400，pH 7時為6270。在其他溶劑中的溶解度(g/L，25°C )乙酸乙酯
2.6，丙酮為11. 9，乙腈7. 3，甲醇2. 6，乙醇0. 9，二氯甲烷27. 5，二甲苯0. 2，己烷 5000mg/kg,兔急性經皮LD50 > 2000mg/kg，大鼠急性吸LC50 (40) >7.9mg/L。對兔眼睛有中度刺激性，但在一天內可恢復正常。對兔皮膚無刺激性。在試 驗劑量內對動物無致畸、致突變作用。NOEL數據大鼠(90d)為100mg/kg飼料，小鼠(90d) 為 7500mg/kg 飼料，狗(90d)為 1500mg/kg 飼料；大鼠(2a)為 25mg/kg。採用化合物苯磺隆與噻吩磺隆復配的化學雜交劑與上述報導的所有單劑相比具 有以下積極效果(1)在十字花科的甘藍型油菜、白菜型油菜、芥菜型油菜、甘藍、白菜、芥 菜上等應用，花期一次噴霧，可以誘導正常可育植株產生完全雄性不育，全不育株率95% 以上，不育株率100 %，抑制細胞質不育系微粉效果明顯，達98%以上，使Fl代種子純度提 高8%以上；(2)復配的化學雜交劑誘導的不育珠油菜花葯皺縮乾癟呈針狀、顏色變淺、花 絲縮短，花葯無花粉或為空秕、畸形的敗育花粉，雌蕊正常結實；(3)復配的化學雜交劑活 性高，用量少，成本低，使用方便，每公頃用量僅以克計算，所以用較低的成本可得到較高的 效益；(4)毒性低，殘留少，對人蓄安全；(5)殘效期短，在土壤中能迅速降解，殘效期一般 30—60天，對下茬作物安全。


圖1為噴施後雌蕊變化； 圖2為噴施後雄蕊變化； 圖3為噴施本發明(EN)後油菜花器變化； 圖4為過量噴施本發明(EN)後油菜單株變化。
具體實施例方式苯磺隆與噻吩磺隆主要分別作為小麥田高效除草劑應用，對禾穀類作物(冬小 麥、春小麥)安全，對後茬作物玉米、花生、大豆等安全，對動物毒性小。申請人經多年研究 發現，苯磺隆與噻吩磺隆用除草劑推薦劑量的1/100-1/1000均可誘導十字花科作物如油 菜、甘藍和白菜等雄性不育，苯磺隆與噻吩磺隆以5 1復配具有良好的殺雄效果，可以作 為一種理想、高效、低毒、低殘留、低用量、低價位的化學雜交劑。作用特徵苯磺隆和噻吩磺隆都是磺醯脲類內吸傳導型芽後選擇性除草劑，莖葉 處理後可被雜草莖葉、根吸收，並在體內傳導，通過阻礙乙醯乳酸合成酶，使纈氨酸、異亮氨 酸的生物合成受抑制，阻止細胞分裂，致使雜草死亡，對十字花科作物的生殖生長具有抑制 作用，所以可以作為植物的化學殺雄劑，易被植物的莖葉吸收，經木質部和韌皮部傳導至植 物的分生組織。專利CN100345484C和CN 1251597C進一步研究證明磺醯脲類除草劑可以用作化 學雜交劑，在植物體內的作用靶標是乙醯乳酸合成酶，通過抑制該酶活性，阻止支鏈胺基酸 纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸的合成。使用方法可以復配成各種農用劑型，如幹懸浮劑、可溼性粉劑、水分散粒劑、乳油 等。其中加工成幹懸浮劑和水分散粒劑使用更為安全方便。由於該復配化學雜交劑用量極 低，使用前配成高濃度母液，用時再稀釋，莖葉均勻噴霧即可。在十字花科作物花蕾發育的 單核期，即主花序的最大花蕾長度為0. 5-2. Omm,施藥濃度為苯磺隆0. 5-1. Omg/L,噻吩磺 隆0. 1-0. 2mg/L, EN用量為0. 15-0. 5g/hm2。 該復配化學雜交劑花期一次頁面噴霧，可保 證整個花期內穩定不育，克服了單劑需要噴兩次的麻煩，也減輕了用藥量，降低了成本和投入。應用實例一本實例提供幹懸浮劑和水分散粒劑的配製方法化學雜交劑如同多數農藥一樣，只有加工成不同劑型後方可安全方便的使用，幹 懸浮劑和水分散粒劑是目前劑型加工的主要發展方向，並且具有以下優點運輸方便；降 低毒性，提高安全性；應用方便，節約勞動力，降低成本；節約能源，提高生物利用率。幹懸浮劑的重量組成為苯磺隆100份、噻吩磺隆20份、硼砂20份、分散劑木質素 黃酸鈉8份、可溶性澱粉12份、水適量。將上述原料經過超微粉碎、噴霧造粒、篩選分離等 過程加工成幹懸浮劑。水分散粒劑的組成為苯磺隆60%、噻吩磺隆12%、硼砂12%、分散劑木質素黃酸 鈉4. 5%、可溶性澱粉7. 5%，水適量。將上述原料經過超微粉碎製成可溼性粉劑，加水潤 溼，製成可塑型物料，再經過造粒機擠壓造粒、乾燥、篩分得到水分散粒劑。應用實例二 本實例研究復配化學雜交劑最適殺雄時期。所用復配化學雜交劑為幹懸浮劑，噴 施濃度為0. 5μ g/ml。試驗在陝西楊凌西北農林科技大學農學院實驗地進行，97年9月播 種甘藍型優質油菜自交系Sl 102，行長2m，行距0. 5m,留苗密度12萬株/hm2。98年春季，從 油菜現蕾初期3月9日開始每隔2d，用背囊式高壓噴霧器噴藥一次，即在3. 09,3. 11,3. 13、 3. 15,3. 17,3. 19,3. 21,3. 23,3. 25九個時期共噴9次，花期調查各處理殺雄效果。結果表明，9個時期噴施復配化學雜交劑均有不同程度的殺雄效果。油菜單核期 (3. 17 3. 19)殺雄效果最好，可導致全不育株率95%以上，無半不育株和可育株，不育株 率100%。單核期以前處理，全不育株率65 87%，半不育株率12 30%，可育株率2 5%，不育株率95%以上。單核期以後處理，全不育株率62 90%，半不育株率3 11%， 可育株率7 27%，不育株率73 93%。結果表明，噴藥時期恰當與否，對殺雄效果影響 較大，油菜單核期為最適殺雄時期(表1)。應用實例三本實例研究復配化學雜交劑使用劑量對甘藍型油菜自交系殺雄效果的影響，所用 復配化學雜交劑為幹懸浮劑。試驗在陝西楊凌西北農林科技大學農學院實驗地進行，實驗 設計同應用實例二，98年春季，在油菜單核期(3月17日)用背囊式高壓噴霧器噴藥一次， 噴藥濃度設9個梯度，EN含量依次為0、0. 05,0. 1,0. 3,0. 5,0. 8,1. 0,1. 3、1. 5 μ g/ml，每個 濃度噴5行。花期調查統計各濃度處理的全不育株率、半不育株率、可育株率和藥害株率， 收穫後考察各農藝性狀，統計自交、自然結實率。8個濃度處理均可誘導甘藍型油菜雄性不 育。用0. 05 μ g/ml、0. 1 μ g/ml和0. 3 μ g/ml濃度處理分別有不同數量的可育株和半不育 株，對植株自然結實率影響很小，接近於對照；用1. 0 μ g/mlU. 3 μ g/ml、和1. 5 μ g/ml濃度 處理分別有不同數量的藥害株，且異交結實率低；而以0. 5 μ g/ml和0. 8 μ g/ml濃度處殺雄 效果最好，全不育株率95 %以上，不育株率達100 %，無可育株和藥害株，僅有幾株半不育 株，自交不結實，異交正常結實，植株結實率也接近於對照，結果表明，復配化學雜交劑最佳 濃度範圍為0. 5 0. 8 μ g/ml (表2)。表1不同時期噴施復配化學雜交劑對甘藍型油菜的殺雄效果
6 表2不同濃度復配化學雜交劑對甘藍型油菜的殺雄效果 應用實例四本實例研究復配化學雜交劑對甘藍型油菜花器和花粉活力的影響，所用復配化學 雜交劑為幹懸浮劑，試驗地點和實驗設計同應用實例二，2001年春季用0. 8μ g/ml EN在甘 藍型油菜自交系S1102單核期葉面均勻噴霧，花期觀察調查花器變化，並用醋酸洋紅染色 法測定花粉生活力。結果表明，花器外觀形態變化較明顯，花葯皺縮幹秕，色淡，朝內緊貼於低於雌蕊，形狀與細胞核不育系相似，花冠直徑和花瓣 略微變小，雌蕊長度增加，花絲明顯縮短，花葯略有伸長，花葯有的無花粉，有的為空秕、畸 形的敗育花粉，或花葯有少量花粉，而花粉無活力，或花粉活力在5%以下，自交不結實(表 3、圖 1-3)。應用實例五本實例研究復配化學雜交劑(EN)對甘藍型油菜生長發育與農藝性狀的影響用不 同濃度EN在單核期處理甘藍型油菜自交系S1112，調查初花期和花期，收穫後考察各農藝 性狀。結果表明，不同濃度EN處理對油菜生長發育和農藝性狀的影響不同，濃度越大，植 株高度降低越明顯，一次分枝數變化不大，主花序變短，植株生長速度減慢，偶見落蕾死蕾 現象，一次分枝數變化不大，主花序和角果長度變短，角果數和角粒數減少，而在濃度低於
0.8μ g/ml範圍內處理影響很小(表4)。如果用藥量過大則會影響油菜的正常生長發育，農 藝性狀也會發生變化，造成不同程度的藥害問題(圖4)。如果用藥量過少則會影響油菜的 殺雄效果。用0. 05 μ g/ml、0. 1 μ g/ml和0. 3 μ g/mlEN處理使得初花期比對照推遲l_2d， 花期延長Id。用0. 5 μ g/ml和0. 8 μ g/ml處理，初花期比對照推遲2_3d，花期延長2d。用
1.0 μ g/ml U. 3 μ g/ml和1. 5 μ g/ml處理，初花期比對照推遲3_5d，花期延長3_4d。表3甘藍型油菜全不育株、可育株花器大小和花粉活力的比較 表4復配化學雜交劑對甘藍型油菜農藝性狀的影響Table 4The influence of EN on the agronomic traits of B. napus L 應用實例六本實例用來說明本發明的技術方法可以控制細胞質不育系微粉，提高制種純度和 制種產量。208A為2004年本課題組在安徽省審定的陝油10號不育系，該不育系農藝性狀優 良，長勢強，但在低溫下有微粉，使得雜交種純度受到影響。用不同濃度復配化學雜交劑在 單核期處理208A，其雜交種純度均有提高，0. 05 0. 3μ g/ml處理純度提高5. 1 8. 8%， 0. 5 μ g/ml和0. 8 μ g/ml處理純度提高11. 7%和12. 5%，1. 0 1. 5 μ g/ml處理純度提高 13. 4%，但有藥害株，影響雜交種產量。綜合考慮，0. 3 0. 8 μ g/ml處理為最佳有效濃度 範圍，其雜交種純度提高8%以上。從而進一步證明新型化學殺雄劑EN的最佳殺雄濃度為 0. 5 0. 8 μ g/ml (表 5)。應用實例七本實例用來說明復配化學雜交劑(EN)對不同基因型的殺雄效果，在單核期用 0. 5 μ g/ml EN處理甘藍型油菜自交系S0286、S1102、S161、白菜型油菜自交系143C、146C、 芥菜型油菜自交系112C、135C、白菜自交系1058、1023九個品系，結果表明，EN具有一定的 基因型效應，而且後期育性不穩，有個別分枝個別花朵出現微粉，不過不同基因型不育率均 達到95 %以上，總體效果穩定，開放授粉結實率高(表6)，合乎雜交制種要求，也進一步證 明復配化學雜交劑EN對十字花科作物殺雄效果好，是一個比較理想的化學雜交劑。表5不同濃度復配化學雜交劑對細胞質不育系208A微粉控制效果Table 2.4Effect of EN with different Concentration on CMS lines 208A withlittle normal pollen grain 表6復配化學雜交劑對不同基因型的殺雄效果
權利要求
一種復配化學雜交劑組合物，其特徵在於該組合物有效成分含有苯磺隆和噻吩磺隆，且苯磺隆與噻吩磺隆用量之比為4 6。
2.根據權利要求1所述的復配化學雜交劑組合物，其特徵在於苯磺隆與噻吩磺隆用量 之比為5。
3.根據權利要求1或2所述的復配化學雜交劑組合物，其特徵是還加入佔組合物總重 10-15%的硼肥。
4.根據權利要求3所述的復配化學雜交劑組合物，其特徵是加入分散劑和可溶性澱粉 製成幹懸浮劑或水分散粒劑。
5.如權利要求1-4所述的復配化學雜交劑組合物的應用，其特徵是該組合物溶於水形 成溶液，在十字花科作物單核期葉面噴施，誘導雄性不育，且苯磺隆濃度為0. 5-1. Omg/L，噻 吩磺隆濃度為0. 1-0. 2mg/L，組合物總用量為0. 15-0. 5g/hm2，硼肥施用濃度為0. 2-0. 3%。
6.如權利要求書5所述的復配化學雜交劑組合物的應用，其特徵在於所述的組合物 用於十字花科作物雄性不育，雌性可育，再和父本雜交生產雜交種。
7.如權利要求書1所述的復配化學雜交劑組合物的應用，其特徵在於所述的組合物 用於不穩定細胞質不育系上控制初花期低溫引起的微量花粉，保持穩定雄性不育，再和父 本雜交生產雜交種，提高雜交種純度，保證作物產量。
8.如權利要求書6所述的復配化學雜交劑組合物的應用，其特徵在於所述十字花科 作物主要包括甘藍型油菜、白菜型油菜、芥菜型油菜、甘藍、白菜、青菜、芥菜和蘿蔔等。
全文摘要
本發明涉及一種復配化學雜交劑組合物及其應用。這種組合物含有化合物苯磺隆、噻吩磺隆、硼肥、分散劑、可溶性澱粉等，本組合物能夠誘導十字花科作物雄性不育，雌性可育。復配化學雜交劑殺雄效果比單劑穩定徹底，雄性不育珠率95％以上，雌性可育率100％。其生物活性超過傳統雜交劑100～1000倍，用量為0.15-0.3g/hm2，是一種超高效、超低用量、低毒、低殘留、低成本的復配化學雜交劑。
文檔編號A01H1/02GK101919399SQ201010204238
公開日2010年12月22日 申請日期2010年6月21日 優先權日2010年6月21日
發明者劉創社, 劉絢霞, 董軍剛, 董振生 申請人:西北農林科技大學