化学杀雄剂对白菜杀雄效果及其机理研究

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白菜原产于中国,是十字花科作物,杂交一代优势明显。现在杂交种子生产的主要途径就是用自交不亲和系进行制种。但是自交不亲和系制种存在很多缺陷,比如:人工授粉费用增加、自交多代植株长势弱化等。因此,筛选出适合于白菜制种所用的化学杀雄剂,找到白菜抗化学杀雄剂材料,利用抗性材料做父本,敏感材料做母本进行杂种一代的生产就显得尤为重要。目前,还没有在白菜上的应用化学杀雄制种的报道。本试验以4种常用的除草剂来进行化学杀雄效果筛选试验,随后用筛选出的适合白菜的化学杀雄剂来进行种质资源筛选,对苯磺隆耐药性差异材料进行乙酰乳酸合成酶、谷胱甘肽转移酶活性的测定,并对乙酰乳酸合成酶相关基因进行了克隆分析,具体结果如下:1.筛选出适合白菜杀雄效果的化学杀雄剂及其使用量。通过7份白菜材料对4种不同化学杀雄剂的不同浓度杀雄效果观察表明:苯磺隆是适合白菜材料的化学杀雄剂,其最佳喷施浓度为0.075μg/m L,最佳用量是每株喷施10 m L,且不会对植株造成伤害。2.筛选出对苯磺隆杀雄敏感性不同的白菜材料。根据苯磺隆对大白菜的杀雄效果,将15份大白菜自交亲系分为敏感材料2份(雄性不育株率≥95%,14S23和14S530)、半敏感材料7份(雄性不育株率30%~95%,12S771、13S93、15S951、15S964、15S957、12S858和15S929)、低度敏感材料2份(雄性不育株率≤30%,15S1023和15S948)和抗性材料4份(雄性不育株率0%,92S24、14S291、14S463和14S176)。3.初步探究苯磺隆化学杀雄作用机理。通过测定筛选出的对于苯磺隆耐性差异的白菜材料的乙酰乳酸合成酶(ALS)、谷胱甘肽转移酶(GSTs)活性发现,所有材料的ALS酶活在喷施苯磺隆后会一定程度的降低,且ALS最大受抑制程度的时间与材料最早开始出现不育的时间相吻合,这说明苯磺隆会抑制植株ALS酶活性。不同耐药性材料的GSTs酶活性在喷施苯磺隆后均有一个上升的趋势,GSTs活性最强的时候是苯磺隆诱导完全雄性不育出现的时间。这些一定程度的说明化学杀雄作用的机理与ALS、GSTs酶活性有关。4.初步探究了抗苯磺隆杀雄白菜材料的乙酰乳酸合成酶基因的变异。抗苯磺隆材料14S176的Br ALS2第717位置碱基由C突变为A,导致P239位氨基酸由脯氨酸(P)变成苏氨酸(T)。这一发现可能预示着大白菜材料14S176对苯磺隆杀雄产生抗性的原因是Br ALS2717发生了单碱基突变的结果。
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