化学杀雄剂和其应用综述

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1、作物化学杂交剂及其应用研究进展李文，王国槐摘要：本文综述了作物化学杂交剂的发展概况、作用机理及其利用优势，并展望了其应用前景。关键词：化学杂交剂；发展概况；作用机理；优势利用杂种优势是生物界的普遍现象，杂种优势的利用途径主要有人工去雄、自交不亲和性、雄性不育性和化学杀雄等。化学杀雄利用杂种优势是作物杂种优势利用的重要途径，也是克服人工去雄困难的一种有效途径。它不通过人工去雄而选用化学杂交剂（ChemicalHybridizingAgent，简称CHA）在作物生长发育的一定时期喷洒于母本上，直接杀死或抑制雄性器官，造成生理不育以达到杀雄目的。和细胞质、细胞核雄性不育等其他遗传性途

2、径相比，化学杀雄法具有简单易操作、亲本来源广泛、无胞质不良效应、配组自由、杀雄败育性稳定等优点。在一般情况下，只要杀雄技术措施实施到位，大面积制种可诱导95%以上雄性不育株率。根据国内外研究，下面简要介绍化学杂交剂的发展概况、作用机理以及应用状况。1国内外化学杂交剂的发展概况在1950年Moore和Naylor首次分别在玉米中用生长调节剂（PlantGrowthRegulator,简称PGR）马来酰肼（MH）成功地诱导出雄性不育[1,2]，随后40多年来，世界各国的科学工作者研制、筛选了大量的化学杂交剂，并在几乎所有的作物上进行了实验。1951年Laibach和Kribben报

3、道NAA诱导番茄雄性不育,1952年Rehm报道2,4-D和三碘苯甲酸诱导西瓜雄性不育[3]，1953年Hoogland，1960年Chopra等先后用MH处理小麦获得雄性不育株[4]，1971年Rowell和Miller最先报道了乙烯利对小麦的去雄作用[4]，但是这些已知的PGR或因去雄率不高，对雌性可育性的影响，或者对植株的其他不良影响，而不具备用于商业制种的价值[5]。研究新型化学杂交剂的成为广大科技工作者和生物农化公司的新任务，1971年我国江西农业大学首先筛选出水稻化学杀雄剂1号即甲基砷酸锌(稻脚青)，此后广东杂交水稻协作组筛选出第二个化学杀雄剂甲基砷酸钠[6,7]，

4、用它配制的杂种，产量优势显著[8]，但是这两种药剂一是含砷，用药操作不安全，有残留，毒性大，二是施药有效期短，易受气候影响，技术难掌握，三是对植株雌蕊有损伤，异交结实率低。美国DuPont公司开发了DPX3773[9,10]，中国代号为KMS-1，曾经用于水稻、小麦、油菜的去雄试验，由于用药量大且药害严重而停止开发。Shell公司开发的WL84811，用于小麦雄性不育的研究，具有不育度高、效果稳定、喷药适宜期长等特点[11]，但是存在毒性问题[9]。SC2053[9,12]由天津市农作物研究所和美国Sogetal公司长期合作鉴定筛选，为我国第一个小麦化学杂交剂，商品名“津奥林”

5、，已进行商业化经营，具有诱导不育率高，副作用小，制种产量高等优点[13,14,15]，是我国目前使用较多的杂交剂，但是价格较贵，制种成本较高。Hybrex[9]是Rohm＆Hass开发的品种，代号RH0007，还称fenridazon-k，已商品化，但对某些小麦品种有引起种子干瘪的现象。Mon21250[9]（通称clofencet）和Mon21200[9]（商品名Genesis）由Monsanto公司研发，其中Genesis正在欧美许多国家用于杂交小麦育种和大面积杂交小麦种子生产，特点是对作物安全，但用药量大[16]，且对某些品种基因型反应敏感，杀雄的同时也杀伤了雌蕊，降低了

6、杂交种子质量。中国农大于20世纪90年代初开始研究和仿制化学杂交剂，先后研制出BAU-1,BAU-2[17]，BAU-9403[18]，其中BAU-9403已经申请国家专利，具有自主知识产权。既可以用于育种研究又可以用于杂交小麦制种，与国外同类产品相比具有结构相对简单、生产成本较低和单位面积用量较低、使用成本较低、诱导不育率高的优势。对BAU-9403毒理学研究表明，原药为低毒化合物；田间残留试验表明。在植物中无残留。并且BAU9403诱导不育后的异交结实率及制种产量与Genesis比较,BAU9403诱导不育后的异交结实率及制种产量相对高于GENESIS[19]。西北农林科技

7、大学张改生教授率领的小组研制的小麦新型化学杂交剂SQ－1[20],研究表明SQ-1与小麦不同基因型品种之间无明显互作效应,化学杂交剂SQ-1诱导小麦雄性不育具有广谱性,在适宜的剂量下都能诱导产生接近于完全的雄性不育率，且对小麦植株安全,无其他不良影响,可用于大规模的育种计划中。西北农林科技大学油菜研究中心筛选的化学杂交剂EXP[21],用于甘蓝型油菜效果较好，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，表明此类杀雄剂杀雄效果不稳定，不具广谱性。