苯磺隆对甘蓝型油菜的杀雄效果及对其靶标ALS活性的影响

江西农业学报㊀２０１９，３１（２）：８ １２

ＡｃｔａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｅＪｉａｎｇｘｉ

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ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｘｎｙｘｂ．ｃｏｍ

ＤＯＩ：１０．１９３８６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｘｎｙｘｂ．２０１９．０２．０２

苯磺隆对甘蓝型油菜的杀雄效果及对其靶标ＡＬＳ活性的影响

付三雄，周晓婴，戚存扣

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㊀收稿日期：２０１８－０８－１５

基金项目：国家重点研发计划项目（２０１８ＹＦＤ０１００６０２）；现代农业产业技术体系建设专项（ＣＡＲＳ－１２）㊂作者简介：付三雄（１９７６─），男，研究员，博士，主要从事油菜遗传育种研究㊂

（江苏省农业科学院／农业部棉花油菜重点实验室，江苏南京２１００１４）

摘㊀要：研究了叶面喷施杀雄剂苯磺隆对甘蓝型油菜品种宁油１８号和０９６０３０的杀雄效果㊂结果表明：叶

面喷施０．２μｇ／ｍＬ苯磺隆２次（每次８ １０ｍＬ／株）可诱导油菜１００％的全不育株率，使整个花期不育，相对结实率仅约４％；经０．２μｇ／ｍＬ苯磺隆处理后，２种油菜中的乙酰乳酸合成酶（ａｃｅｔｏｌａｃｔａｔｅｓｙｎｔｈａｓｅ，ＡＬＳ）的活性均较对照显著降低，ＡＬＳ相对酶活分别为４０．６３％和３７．２３％㊂因此，油菜中ＡＬＳ活性的变化有可能作为快速鉴定和预测杀雄剂苯磺隆的喷药量是否达到合理范围的指标㊂

关键词：油菜；苯磺隆；杀雄效果；ＡＬＳ；活性

中图分类号：Ｓ５６５．４㊀文献标志码：Ａ㊀文章编号：１００１－８５８１（２０１９）０２－０００８－０５

Ｍａｌｅ－ｓｔｅｒｉｌｅ－ｉｎｄｕｃｉｎｇＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆＴｒｉｂｅｎｕｒｏｎ－ｍｅｔｈｙｌａｎｄＩｔｓＥｆｆｅｃｔｏｎ

ＡｃｔｉｖｉｔｙｏｆＡｃｅｔｏｌａｃｔａｔｅＳｙｎｔｈａｓｅｉｎＢｒａｓｓｉｃａｎａｐｕｓ

ＦＵＳａｎ－ｘｉｏｎｇ，ＺＨＯＵＸｉａｏ－ｙｉｎｇ，ＱＩＣｕｎ－ｋｏｕ

（ＪｉａｎｇｓｕＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ／ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏｔｔｏｎａｎｄＲａｐｅｓｅｅｄ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１４，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｕｔｈｏｒｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｍａｌｅ－ｓｔｅｒｉｌｅ－ｉｎｄｕｃｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｓｐｒａｙｉｎｇｔｒｉｂｅｎｕｒｏｎ－ｍｅｔｈｙｌｏｎｔｈｅｌｅａｆｓｕｒｆａｃｅｏｆｒａｐｅ⁃ｓｅｅｄ（ＢｒａｓｓｉｃａｎａｐｕｓＬ．）ｖａｒｉｅｔｉｅｓＮｉｎｇｙｏｕＮｏ．１８ａｎｄ０９６０３０．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｓｐｒａｙｉｎｇ０．２μｇ／ｍＬｔｒｉｂｅｎｕｒｏｎ－ｍｅｔｈｙｌ８ １０ｍＬ／ｐｌａｎｔｔｗｉｃｅｏｎｔｈｅｌｅａｆｓｕｒｆａｃｅｏｆｒａｐｅｓｅｅｄｐｌａｎｔｓｃｏｕｌｄｉｎｄｕｃｅｔｈｅｓｔｅｒｉｌｉｔｙｏｆｗｈｏｌｅｐｌａｎｔｓｉｎｆｌｏｗｅｒｉｎｇｐｅｒｉｏｄ，ａｎｄｍａｄｅｔｈｅｉｒｒｅｌａｔｉｖｅｓｅｅｄ－ｓｅｔｔｉｎｇｒａｔｅｒｅｄｕｃｅｔｏｏｎｌｙａｂｏｕｔ４％．ＡｆｔｅｒＮｉｎｇｙｏｕＮｏ．１８ａｎｄ０９６０３０ｗｅｒｅｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈ０．２μｇ／ｍＬｔｒｉｂｅｎｕｒｏｎ－ｍｅｔｈｙｌ，ｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆａｃｅｔｏｌａｃｔａｔｅｓｙｎｔｈａｓｅ（ＡＬＳ）ｉｎｔｈｅｍｗａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈａｔｉｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌ，ａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆＡＬＳｉｎｔｈｅｍｗａｓ４０．６３％ａｎｄ３７．２３％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｃｈａｎｇｅｉｎＡＬＳａｃｔｉｖｉｔｙｉｎｒａｐｅｓｅｅｄｐｌａｎｔｓｍａｙｂｅｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓａｎｉｎｄｅｘｆｏｒｑｕｉｃｋｌｙｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄｏｓａｇｅｏｆｔｒｉｂｅｎｕｒｏｎ－ｍｅｔｈｙｌｒｅａｃｈｅｓａｐｒｏｐｅｒｒａｎｇｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｒａｐｅｓｅｅｄ；Ｔｒｉｂｅｎｕｒｏｎ－ｍｅｔｈｙｌ；Ｍａｌｅ－ｓｔｅｒｉｌｅ－ｉｎｄｕｃｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；Ａｃｅｔｏｌａｃｔａｔｅｓｙｎｔｈａｓｅ；Ａｃｔｉｖｉｔｙ

㊀㊀目前我国油菜育种的主攻目标为选育优质杂交种，即把优质育种和杂种优势育种结合起来㊂

实践表明，油菜具有明显的杂种优势㊂目前，利用油菜杂种优势的主要途径有细胞质雄性不育（ＣＭＳ）㊁细胞核雄性不育（ＮＭＳ）㊁自交不亲和（ＳＩ）及化学杂交剂（ＣＨＡ，ｃｈｅｍｉｃａｌｈｙｂｒｉｄｉｚｉｎｇａｇｅｎｔ）

等［１］㊂利用化学杂交剂生产杂交种具有许多优点，例如：（１）亲本选择范围广㊂化学杀雄杂种油菜是通过ＣＨＡ诱导的生理性雄性不育系，不存在像细胞核质互作雄性不育体系中所要求的恢保关系，因此亲本选择自由，可任意组配杂交组合，有利于优中选优，筛选出较强的优势组合；（２）选育

周期短㊂利用ＣＨＡ可允许直接使用那些已改良产量㊁抗病性和品性的育种品种作杂交亲本，不需要较长的时间来进行三系的研制㊁转育㊁测试和培育，可在短时间内生产出足够数量的Ｆ１代种子；（３）避免了不育系微粉问题；（４）可利用Ｆ２代的优势㊂化学杀雄杂交种不存在育性恢复问题，杂交的后代又无育性分离，有实现杂种优势多代利用的可能性；（５）可有效代替人工去雄，大大减轻育种工作量［２］㊂因此，化学杂交剂育种将成为油菜杂种优势利用的一条重要途径㊂

研究和实践表明，苯磺隆是可用于油菜育种

的高效无毒的化学杀雄药物［３－４］㊂磺酰脲类超高

效除草剂的作用靶标是乙酰乳酸合成酶（ａｃｅｔｏｌａｃｔａｔｅｓｙｎｔｈａｓｅ，ＡＬＳ）［５］㊂由于在人或动物体内并未发现ＡＬＳ，因此这种除草剂对人和动物十分安全㊂乙酰乳酸合成酶（ＡＬＳ，ＥＣ４．１．３．１８或ａｃｅｔｏｈｙｄｒｏｘｙａｃｉｄｓｙｎｔｈａｓｅ，ＡＨＡＳ），是植物和微生物体内合成支链氨基酸（ｂｒａｎｃｈｅｄ－ｃｈａｉｎａｍｉｎｏａｃｉｄ，ＢＣＡＡ，亮氨酸㊁异亮氨酸㊁缬氨酸）途径的首要限速酶［６－７］，是由核基因编码㊁定位于高等植物叶绿体中的一种蛋白㊂由于它是多种除草剂和生长抑制物质的作用靶标，只存在于植物和微生物中，因此ＡＬＳ抑制型农药对人畜比较安全㊂近几十年来，国内外学者对油菜化学杂交剂育种进行了广泛的研究㊂湖南农业大学㊁西南大学㊁四川大学㊁陕西省杂交油菜研究中心等单位利用化学杂交剂制种技术已经育成推广了 湘杂油 ㊁ 渝黄 ㊁ 秦优 ㊁ 宁杂 等系列的２０多个油菜杂交种，产生了明显的社会㊁经济效益［８ １１］㊂油菜化学杀雄剂研究尤其是其使用虽然取得了长足的进步，但其相关基础研究仍然很薄弱，目前的研究主要集中在杀雄剂的研制及培育品种方面，而在应用基础方面的研究较少；油菜化学杀雄剂施用后对其靶标酶ＡＬＳ活性的影响仅有零星研究［１２］，还需要进一步研究㊂本研究选用两个化学杀雄国审品种的母本，综合前人的研究结果，使用０．２μｇ／ｍＬ苯磺隆杀雄剂在油菜小孢子发育单核期进行叶面喷施，分析了苯磺隆对油菜花器形态㊁农艺性状㊁油菜相对结实率的影响以及对ＡＬＳ活性的影响，以期为在早期快速鉴定喷药效果及深入研究甘蓝型油菜化学杀雄的分子机理奠定基础㊂

１㊀材料与方法

１．１㊀材料

供试甘蓝型油菜品种（系）宁油１８号（化学杀雄国审品种宁杂１８１８的母本）和０９６０３０（化学杀雄国审品种宁杂１８３８的母本）来自江苏省农业科学院经济作物研究所，经多代自交纯合㊂供试药物苯磺隆为江苏省激素研究所股份有限公司生产的１０％苯磺隆可湿性粉剂㊂

１．２㊀方法

１．２．１㊀田间试验㊀试验于２０１６ ２０１７年在江苏省农业科学院溧水植物科学基地进行㊂在２０１６年１０月８日播种，试验设置３个生物学重复，４行区，行长３．３ｍ，行距０．４ｍ，每行定苗２０棵㊂田间管理同一般大田㊂

１．２．２㊀苯磺隆处理㊀叶面喷施苯磺隆浓度为０．２μｇ／ｍＬ（有效成分的浓度）㊂喷药时期试验以７０％油菜植株主花序最大花蕾长度为标志，喷施处理于油菜最大花蕾长度为１ ２ｍｍ时进行，用小型手动喷雾器均匀喷施药物于叶面，用塑料布把两边相邻的小区遮盖㊂叶面喷施第一次处理于２０１７年２月２６日中午进行，单株用药量为８ １０ｍＬ；第二次处理相隔１０ｄ（２０１７年３月９日）进行，单株用药量为８ １０ｍＬ㊂对照采用相同用量的水喷施㊂

１．２．３㊀观察和统计方法㊀在油菜初花期，喷施苯磺隆处理的３个重复从第２行的第２株开始连续选取１０株挂牌，整株套袋自交用于后续考种；对照采用相同方法每重复选取１０株挂牌，用于后续考种㊂在油菜盛花期，于上午１０：００在每重复选取的１０株主花序最上部摘取３朵当天开放的花朵，统计雌蕊长度㊁雄蕊长度㊁花瓣长㊁宽㊂在收获前考察每重复选取的１０株的株高㊁一次分枝数㊁主花序长㊁角果数㊁每角粒数㊁角果长度，计算相对结实率（处理的单株总粒数／对照的单株总粒数）㊂１．２．４㊀ＡＬＳ活性的测定㊀于第一次苯磺隆处理后３ｄ，取油菜２ｍｍ左右的花蕾于液氮中速冻，保存于－８０ħ的冰箱中，用于ＡＬＳ活性的测定㊂参照Ｓｉｎｇｈ等［１３］的方法测定ＡＬＳ活性㊂以丙酮酸钠为底物，在波长５３０ｎｍ处测定酶促反应产物乙酰乳酸转化产物３－羟基－２－丁酮（ａｃｅｔｏｉｎ）的量，计算ＡＬＳ活性㊂以单位时间（ｈ）内单位质量蛋白（ｍｇ）生成产物３－羟基－２－丁酮的含量定义为酶活力，单位为μｍｏｌ／（ｍｇ㊃ｈ）㊂１．２．５㊀数据处理㊀利用Ｅｘｃｅｌ和ＳＰＳＳ统计软件进行数据整理与统计分析㊂

２㊀结果与分析

２．１㊀苯磺隆处理诱导油菜雄性不育的效果与对照相比，经０．２μｇ／ｍＬ苯磺隆处理后，油菜花瓣变小，雌蕊长度与对照无明显差异，雄蕊长度显著短于对照的，且花药干瘪（图１㊁表１）㊂㊀㊀叶面喷施０．２μｇ／ｍＬ的苯磺隆对宁油１８号和０９６０３０油菜主要农艺性状的影响见表２㊂从表２可以看出：０．２μｇ／ｍＬ苯磺隆处理对油菜株高㊁角果长度㊁每角粒数有显著的抑制作用，但对一次分枝数无显著影响，对主花序长有一定的促进作用㊂

９

㊀２期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀付三雄等：苯磺隆对甘蓝型油菜的杀雄效果及对其靶标ＡＬＳ活性的影响