专利名称：一种复配化学杂交剂组合物及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种复配化学杂交剂组合物，它的使用方法，以及它在油菜中的应用。
背景技术：
我国油菜杂种优势利用获得成功并进行大面积示范和应用的主要途径有细胞质 雄性不育(CMS)、细胞核雄性不育(GMS)和化学杂交剂诱导雄性不育。用化学杂交剂诱导作 物雄性不育是作物杂种优势利用的重要途径之一。细胞质雄性不育是油菜杂种优势利用最广泛、最有效的途径，目前世界上最具实 际应用价值的油菜不育系是波里马不育系和陕2A不育系，利用波里马不育系和陕2A不育 系已成功选育出系列油菜杂交种，但这两种不育系均存在育性不稳定，初花期遇低温会产 生微量花粉，造成大约10%的自交结实现象，影响了亲本和杂交种的纯度。因此，解决细胞 质雄性不育系问题已引起了许多育种专家的关注。复配化学杀雄剂的应用能够有效控制细 胞质雄性不育系微量花粉产生，提高种子纯度和制种产量。细胞核雄性不育系，其特点是雄性不育稳定性好，花粉败育彻底，隐性核不育恢复 系虽然易找，而保持系却难以找到，制种时必须在田间及不育系行中拔除50%的可育珠，另 外核不育类型种类较多，遗传较复杂，杂交种选育较困难，目前国内生产上已经利用的有三 种类型双显性核不育、双隐性核不育、三隐性核不育，其中双显性核不育和三隐性核不育 均可利用临保系获得核全不育系，实现三系法制种，从而克服了双隐性核不育在“两系法” 制种中需要拔除50%的可育珠的麻烦，但双显性核不育恢复源很少，获得优良的杂交组合 难度较大，投入多；三隐性核不育恢复源广泛，而临保系来源狭窄，只有在测交后代中才能 分离得到。采用化学杂交剂诱导自交作物雄性不育、培育杂交种子属于两系育种，同常规育 种相比，可以避免对某一细胞质的依赖性而引起的某些不良的胞质效应，克服了不育系对 基因型的依赖性，扩大了杂交优势应用范围，组合选配自由，可直接利用油菜常规品种作为 杂交亲本，不需要三系培育，从而容易选到优质高产的强优势组合，应用速度快，能确保稳 产高产，杂种一代不存在不育珠影响结实的问题，其次，化学杀雄导致的雄性不育不能遗 传，第二代不会分离出雄性不育珠，这又为利用优势特强组合的二代种提供了可能性，也为 常规育种及群体改良提供了重要手段，这不仅有利于扩大我国油菜生产中品种的来源，提 高适应性，降低风险，而且具有育种程序简单、周期短的优点。近年来，国内在油菜化学杂交育种方面居世界领先水平，先后选育出蜀杂2号、3 号、5号、渝黄1号、2号、湘杂油1号、6号等多个杂交种，其种植面积达7万hm2。公开报道 的油菜化学杀雄剂种类较多，主要有MG1、MG2、MG3、MG4、MG5、MG6、EXP、KMS-1、SX-1、WP等。据 报道生产上MG1 (杀雄剂1号)和MG4 (杀雄剂1号与赤霉素的配合试剂)应用较多，效果较 为理想。但MG1和MG4杀雄不够彻底，稳定性差，全不育株率仅为60% -80%,不能完全诱导 雄性不育的发生。目前最关键最主要的问题是缺少理想的化学杂交剂，寻求高效、稳定和低 毒的化学杀雄剂并掌握其应用技术是油菜化学杂交开发的主要任务之一。以上报道和近年
3所报专利CN 100345484C与CN 1251597C均为单一杂交剂，苯磺隆复配化学杂交剂未见报 道，申请者从1995开展此研究，认为苯磺隆复配化学杂交剂对雄蕊发育的抑制作用远远大 于对雌蕊的抑制作用，所以合适的用量可导致油菜雄性不育，雌性可育。复配的化学杂交剂 组合物比单剂杀雄效果好，在单核期一次喷施可以诱导整个花期不育，全不育株率达95% 以上。是一种较为理想的复配化学杂交剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种复配化学杂交剂组合物，提供所述化学杂交剂的应用 方法，提供所述组合物在油菜化学杀雄及制种的应用。具体地说，一种复配化学杂交剂组合物，其特征在于该组合物有效成分含有苯磺 隆和噻吩磺隆，且苯磺隆与噻吩磺隆用量之比为4-6。所述的复配化学杂交剂组合物的应用，其特征是该组合物溶于水形成溶液，在十 字花科作物单核期叶面喷施，诱导雄性不育，且苯磺隆浓度为0. 5-1. Omg/L,噻吩磺隆浓度 为0. 1-0. 2mg/L，组合物总用量为0. 15-0. 5g/hm2，硼肥施用浓度为0. 2-0. 3%。所述复配化学杂交剂组合物含有苯磺隆，化学名称3-(4-甲氧基-6-甲基_1，3， 5-三嗪-2-基)-1-(2-甲氧基甲酰基苯基)磺酰脲，英文名称Jribenuron-methyl， 分子 式=C15H17N5O6S,分子量395. 4，结构式为 理化性质本品为灰白色固体，熔点141 °C，蒸汽压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，酸性比碱 性土壤水解快，在45°C水解时，PH = 8-10下稳定，PH < 7或PH彡12下迅速分解，在大多 数有机溶剂中不稳定。溶解度(mg/L, 20°C )水28 (Ph4)、50 (Ph5)、280 (Ph6)，丙酮43. 8，乙 腈54. 2，甲醇3. 39，乙烷0. 028，四氯化碳3. 12.毒性大鼠急性经口 LD50 > 5000mg/kg，兔 急性经皮LD50 > 2000mg/kg,每日允许摄入量0. 008mg/kg bw。所述复配化学杂交剂组合物还含有噻吩磺隆，化学名称3-(4_甲氧 基-6-甲基-1，3，5-三嗪-2-基)-1-(2-甲氧基甲酰基噻吩-3-基)磺酰脲，英 文名称=Thifensulfuron methyl,分子式=C12H13N5O6S2，分子量387. 4，结构式为:
理化性质纯品为无色无嗅结晶体，相对密度1.49，熔点
176°C。蒸气压(25°C )1. 7Xl(T5mPa。在水中的溶解度(mg/L，25°C ) :pH 4 时为 24，pH 5 时为230，pH 6时为2400，pH 7时为6270。在其他溶剂中的溶解度(g/L，25°C )乙酸乙酯
2.6，丙酮为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< 0. 1。毒性大鼠急性经LD50 > 5000mg/kg,兔急性经皮LD50 > 2000mg/kg，大鼠急性吸LC50 (40) >7.9mg/L。对兔眼睛有中度刺激性，但在一天内可恢复正常。对兔皮肤无刺激性。在试 验剂量内对动物无致畸、致突变作用。NOEL数据大鼠(90d)为100mg/kg饲料，小鼠(90d) 为 7500mg/kg 饲料，狗(90d)为 1500mg/kg 饲料；大鼠(2a)为 25mg/kg。采用化合物苯磺隆与噻吩磺隆复配的化学杂交剂与上述报道的所有单剂相比具 有以下积极效果(1)在十字花科的甘蓝型油菜、白菜型油菜、芥菜型油菜、甘蓝、白菜、芥 菜上等应用，花期一次喷雾，可以诱导正常可育植株产生完全雄性不育，全不育株率95% 以上，不育株率100 %，抑制细胞质不育系微粉效果明显，达98%以上，使Fl代种子纯度提 高8%以上；(2)复配的化学杂交剂诱导的不育珠油菜花药皱缩干瘪呈针状、颜色变浅、花 丝缩短，花药无花粉或为空秕、畸形的败育花粉，雌蕊正常结实；(3)复配的化学杂交剂活 性高，用量少，成本低，使用方便，每公顷用量仅以克计算，所以用较低的成本可得到较高的 效益；(4)毒性低，残留少，对人蓄安全；(5)残效期短，在土壤中能迅速降解，残效期一般 30—60天，对下茬作物安全。
图1为喷施后雌蕊变化； 图2为喷施后雄蕊变化； 图3为喷施本发明(EN)后油菜花器变化； 图4为过量喷施本发明(EN)后油菜单株变化。
具体实施例方式苯磺隆与噻吩磺隆主要分别作为小麦田高效除草剂应用，对禾谷类作物(冬小 麦、春小麦)安全，对后茬作物玉米、花生、大豆等安全，对动物毒性小。申请人经多年研究 发现，苯磺隆与噻吩磺隆用除草剂推荐剂量的1/100-1/1000均可诱导十字花科作物如油 菜、甘蓝和白菜等雄性不育，苯磺隆与噻吩磺隆以5 1复配具有良好的杀雄效果，可以作 为一种理想、高效、低毒、低残留、低用量、低价位的化学杂交剂。作用特征苯磺隆和噻吩磺隆都是磺酰脲类内吸传导型芽后选择性除草剂，茎叶 处理后可被杂草茎叶、根吸收，并在体内传导，通过阻碍乙酰乳酸合成酶，使缬氨酸、异亮氨 酸的生物合成受抑制，阻止细胞分裂，致使杂草死亡，对十字花科作物的生殖生长具有抑制 作用，所以可以作为植物的化学杀雄剂，易被植物的茎叶吸收，经木质部和韧皮部传导至植 物的分生组织。专利CN100345484C和CN 1251597C进一步研究证明磺酰脲类除草剂可以用作化 学杂交剂，在植物体内的作用靶标是乙酰乳酸合成酶，通过抑制该酶活性，阻止支链氨基酸 缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸的合成。使用方法可以复配成各种农用剂型，如干悬浮剂、可湿性粉剂、水分散粒剂、乳油 等。其中加工成干悬浮剂和水分散粒剂使用更为安全方便。由于该复配化学杂交剂用量极 低，使用前配成高浓度母液，用时再稀释，茎叶均勻喷雾即可。在十字花科作物花蕾发育的 单核期，即主花序的最大花蕾长度为0. 5-2. Omm,施药浓度为苯磺隆0. 5-1. Omg/L,噻吩磺 隆0. 1-0. 2mg/L, EN用量为0. 15-0. 5g/hm2。 该复配化学杂交剂花期一次页面喷雾，可保 证整个花期内稳定不育，克服了单剂需要喷两次的麻烦，也减轻了用药量，降低了成本和投入。应用实例一本实例提供干悬浮剂和水分散粒剂的配制方法化学杂交剂如同多数农药一样，只有加工成不同剂型后方可安全方便的使用，干 悬浮剂和水分散粒剂是目前剂型加工的主要发展方向，并且具有以下优点运输方便；降 低毒性，提高安全性；应用方便，节约劳动力，降低成本；节约能源，提高生物利用率。干悬浮剂的重量组成为苯磺隆100份、噻吩磺隆20份、硼砂20份、分散剂木质素 黄酸钠8份、可溶性淀粉12份、水适量。将上述原料经过超微粉碎、喷雾造粒、筛选分离等 过程加工成干悬浮剂。水分散粒剂的组成为苯磺隆60%、噻吩磺隆12%、硼砂12%、分散剂木质素黄酸 钠4. 5%、可溶性淀粉7. 5%，水适量。将上述原料经过超微粉碎制成可湿性粉剂，加水润 湿，制成可塑型物料，再经过造粒机挤压造粒、干燥、筛分得到水分散粒剂。应用实例二 本实例研究复配化学杂交剂最适杀雄时期。所用复配化学杂交剂为干悬浮剂，喷 施浓度为0. 5μ g/ml。试验在陕西杨凌西北农林科技大学农学院实验地进行，97年9月播 种甘蓝型优质油菜自交系Sl 102，行长2m，行距0. 5m,留苗密度12万株/hm2。98年春季，从 油菜现蕾初期3月9日开始每隔2d，用背囊式高压喷雾器喷药一次，即在3. 09,3. 11,3. 13、 3. 15,3. 17,3. 19,3. 21,3. 23,3. 25九个时期共喷9次，花期调查各处理杀雄效果。结果表明，9个时期喷施复配化学杂交剂均有不同程度的杀雄效果。油菜单核期 (3. 17 3. 19)杀雄效果最好，可导致全不育株率95%以上，无半不育株和可育株，不育株 率100%。单核期以前处理，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。单核期以后处理，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%。结果表明，喷药时期恰当与否，对杀雄效果影响 较大，油菜单核期为最适杀雄时期(表1)。应用实例三本实例研究复配化学杂交剂使用剂量对甘蓝型油菜自交系杀雄效果的影响，所用 复配化学杂交剂为干悬浮剂。试验在陕西杨凌西北农林科技大学农学院实验地进行，实验 设计同应用实例二，98年春季，在油菜单核期(3月17日)用背囊式高压喷雾器喷药一次， 喷药浓度设9个梯度，EN含量依次为0、0. 05,0. 1,0. 3,0. 5,0. 8,1. 0,1. 3、1. 5 μ g/ml，每个 浓度喷5行。花期调查统计各浓度处理的全不育株率、半不育株率、可育株率和药害株率， 收获后考察各农艺性状，统计自交、自然结实率。8个浓度处理均可诱导甘蓝型油菜雄性不 育。用0. 05 μ g/ml、0. 1 μ g/ml和0. 3 μ g/ml浓度处理分别有不同数量的可育株和半不育 株，对植株自然结实率影响很小，接近于对照；用1. 0 μ g/mlU. 3 μ g/ml、和1. 5 μ g/ml浓度 处理分别有不同数量的药害株，且异交结实率低；而以0. 5 μ g/ml和0. 8 μ g/ml浓度处杀雄 效果最好，全不育株率95 %以上，不育株率达100 %，无可育株和药害株，仅有几株半不育 株，自交不结实，异交正常结实，植株结实率也接近于对照，结果表明，复配化学杂交剂最佳 浓度范围为0. 5 0. 8 μ g/ml (表2)。表1不同时期喷施复配化学杂交剂对甘蓝型油菜的杀雄效果
6 表2不同浓度复配化学杂交剂对甘蓝型油菜的杀雄效果 应用实例四本实例研究复配化学杂交剂对甘蓝型油菜花器和花粉活力的影响，所用复配化学 杂交剂为干悬浮剂，试验地点和实验设计同应用实例二，2001年春季用0. 8μ g/ml EN在甘 蓝型油菜自交系S1102单核期叶面均勻喷雾，花期观察调查花器变化，并用醋酸洋红染色 法测定花粉生活力。结果表明，花器外观形态变化较明显，花药皱缩干秕，色淡，朝内紧贴于低于雌蕊，形状与细胞核不育系相似，花冠直径和花瓣 略微变小，雌蕊长度增加，花丝明显缩短，花药略有伸长，花药有的无花粉，有的为空秕、畸 形的败育花粉，或花药有少量花粉，而花粉无活力，或花粉活力在5%以下，自交不结实(表 3、图 1-3)。应用实例五本实例研究复配化学杂交剂(EN)对甘蓝型油菜生长发育与农艺性状的影响用不 同浓度EN在单核期处理甘蓝型油菜自交系S1112，调查初花期和花期，收获后考察各农艺 性状。结果表明，不同浓度EN处理对油菜生长发育和农艺性状的影响不同，浓度越大，植 株高度降低越明显，一次分枝数变化不大，主花序变短，植株生长速度减慢，偶见落蕾死蕾 现象，一次分枝数变化不大，主花序和角果长度变短，角果数和角粒数减少，而在浓度低于
0.8μ g/ml范围内处理影响很小(表4)。如果用药量过大则会影响油菜的正常生长发育，农 艺性状也会发生变化，造成不同程度的药害问题(图4)。如果用药量过少则会影响油菜的 杀雄效果。用0. 05 μ g/ml、0. 1 μ g/ml和0. 3 μ g/mlEN处理使得初花期比对照推迟l_2d， 花期延长Id。用0. 5 μ g/ml和0. 8 μ g/ml处理，初花期比对照推迟2_3d，花期延长2d。用
1.0 μ g/ml U. 3 μ g/ml和1. 5 μ g/ml处理，初花期比对照推迟3_5d，花期延长3_4d。表3甘蓝型油菜全不育株、可育株花器大小和花粉活力的比较 表4复配化学杂交剂对甘蓝型油菜农艺性状的影响Table 4The influence of EN on the agronomic traits of B. napus L 应用实例六本实例用来说明本发明的技术方法可以控制细胞质不育系微粉，提高制种纯度和 制种产量。208A为2004年本课题组在安徽省审定的陕油10号不育系，该不育系农艺性状优 良，长势强，但在低温下有微粉，使得杂交种纯度受到影响。用不同浓度复配化学杂交剂在 单核期处理208A，其杂交种纯度均有提高，0. 05 0. 3μ g/ml处理纯度提高5. 1 8. 8%， 0. 5 μ g/ml和0. 8 μ g/ml处理纯度提高11. 7%和12. 5%，1. 0 1. 5 μ g/ml处理纯度提高 13. 4%，但有药害株，影响杂交种产量。综合考虑，0. 3 0. 8 μ g/ml处理为最佳有效浓度 范围，其杂交种纯度提高8%以上。从而进一步证明新型化学杀雄剂EN的最佳杀雄浓度为 0. 5 0. 8 μ g/ml (表 5)。应用实例七本实例用来说明复配化学杂交剂(EN)对不同基因型的杀雄效果，在单核期用 0. 5 μ g/ml EN处理甘蓝型油菜自交系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、1023九个品系，结果表明，EN具有一定的 基因型效应，而且后期育性不稳，有个别分枝个别花朵出现微粉，不过不同基因型不育率均 达到95 %以上，总体效果稳定，开放授粉结实率高(表6)，合乎杂交制种要求，也进一步证 明复配化学杂交剂EN对十字花科作物杀雄效果好，是一个比较理想的化学杂交剂。表5不同浓度复配化学杂交剂对细胞质不育系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复配化学杂交剂对不同基因型的杀雄效果
权利要求
一种复配化学杂交剂组合物，其特征在于该组合物有效成分含有苯磺隆和噻吩磺隆，且苯磺隆与噻吩磺隆用量之比为4 6。
2.根据权利要求1所述的复配化学杂交剂组合物，其特征在于苯磺隆与噻吩磺隆用量 之比为5。
3.根据权利要求1或2所述的复配化学杂交剂组合物，其特征是还加入占组合物总重 10-15%的硼肥。
4.根据权利要求3所述的复配化学杂交剂组合物，其特征是加入分散剂和可溶性淀粉 制成干悬浮剂或水分散粒剂。
5.如权利要求1-4所述的复配化学杂交剂组合物的应用，其特征是该组合物溶于水形 成溶液，在十字花科作物单核期叶面喷施，诱导雄性不育，且苯磺隆浓度为0. 5-1. Omg/L，噻 吩磺隆浓度为0. 1-0. 2mg/L，组合物总用量为0. 15-0. 5g/hm2，硼肥施用浓度为0. 2-0. 3%。
6.如权利要求书5所述的复配化学杂交剂组合物的应用，其特征在于所述的组合物 用于十字花科作物雄性不育，雌性可育，再和父本杂交生产杂交种。
7.如权利要求书1所述的复配化学杂交剂组合物的应用，其特征在于所述的组合物 用于不稳定细胞质不育系上控制初花期低温引起的微量花粉，保持稳定雄性不育，再和父 本杂交生产杂交种，提高杂交种纯度，保证作物产量。
8.如权利要求书6所述的复配化学杂交剂组合物的应用，其特征在于所述十字花科 作物主要包括甘蓝型油菜、白菜型油菜、芥菜型油菜、甘蓝、白菜、青菜、芥菜和萝卜等。
全文摘要
本发明涉及一种复配化学杂交剂组合物及其应用。这种组合物含有化合物苯磺隆、噻吩磺隆、硼肥、分散剂、可溶性淀粉等，本组合物能够诱导十字花科作物雄性不育，雌性可育。复配化学杂交剂杀雄效果比单剂稳定彻底，雄性不育珠率95％以上，雌性可育率100％。其生物活性超过传统杂交剂100～1000倍，用量为0.15-0.3g/hm2，是一种超高效、超低用量、低毒、低残留、低成本的复配化学杂交剂。
文档编号A01H1/02GK101919399SQ201010204238
公开日2010年12月22日 申请日期2010年6月21日 优先权日2010年6月21日
发明者刘创社, 刘绚霞, 董军刚, 董振生 申请人:西北农林科技大学