小麦是中国第二大粮食作物.许多研究表明,象水稻、玉米、油菜一样,小麦也具有明显的杂种优势,深入研究与开发利用,并推向产业化是大幅度提高小麦产量的一条重要途径.利用小麦杂种优势的途径有多种,由于杀雄剂途径,亲本可从常规品种中自由选择、组配,大大提高了其组配强优势组合的几率.因此,近年来发展很快,已成为小麦杂种优势利用的一条重要途径.然而,采用杀雄剂途径的关键是首先需要一种优良的小麦杀雄剂.GENESIS是由美国孟山都公司研制,具有杀雄彻底、又对小麦植株无影响的一种新型小麦杀雄剂.为更好的开发利用GENESIS,并为研究作物雄性不育机理开辟一条新思路,该研究以小麦呼吸代谢为研究主体,研究了GENESIS诱导小麦雄性不育性与花药、叶片的呼吸关系;GENESIS对小麦黄化苗植株生长、发育和对其叶、根呼吸代谢的影响;GENESIS处理黄化苗植株线粒体的功能,结果如下:1.在小孢子减数分裂期、四分体期、单核期,GENES1S处理植株花药呼吸代谢发生紊乱.这种紊乱是由上述三时期中,细胞色素呼吸活性均都降低,在减数分裂期、四分体期交替活性升高引起电子传递途径运行改变而造成的.2.在小孢子发育各时期,GENES1S处理的植株叶片呼吸代谢亦发生了紊乱.这种紊乱是由在各时期,细胞色素途径呼吸活性先后有升、有降和交替呼吸活性先后有降、有升引起电子传递途径运行发生了改变造成的.3.在4kg/bm2剂量下,GENES1S对小麦黄花苗生长、发育有影响,处理后的黄化苗株高变矮、根系发育受阻.同时,在叶中细胞色素活性明显降低、实际交替活性明显升高,而根中细胞色素活性、实际交替活性都明显降低,是叶、根中电子传递运行发生了改变的主要原因.尽管,GENES1S对实验用黄化苗植株发育有影响,但在小麦正常喷施期内,采用4kg/hm2商业制种剂量,除花粉败育外,对田间小麦其它性状生长发育均无不良影响.4.GENES1S处理的小麦黄化苗的线粒体,在以L-苹果酸为反应底物时,线粒体氧化磷酸化效率降低,而以琥珀酸为反应底物时,氧化磷酸化效率正常,推测电子传递链中复合物1功能发生障碍可能是引起线粒体功能异常的原因.5.GENES1S对不同组织、不同发育阶段呼吸代谢影响不尽一致.综上,可看出:GENES1S处理的黄化苗的线粒体功能异常暗示其处理植株叶、花药的线粒体功能亦发生了异常,势必引起小麦植株叶、花药组织呼吸代谢紊乱.呼吸代谢的紊乱是引起花药发育过程中,能量合成不足和能量供应短缺,从而影响花粉正常发育,这可能是GENESIS诱导小麦产生雄性不育的重要原因.