劉海英 文昭普 段世齊 閆君 周永澤 劉陽 吳冰蕊 黃培新 樊錦鵬

摘要：在大田條件下，以普通小麥鄭麥-004（Triticum aestivum cv. Zhengmai-004）為試驗材料，研究了孕穗—開花期噴施馬來酰肼（Maleic hydrazide，MH）的200 mg/L、500 mg/L和1 000 mg/L 水溶液對小麥相對雄性不育率和旗葉生理特性的影響。結(jié)果表明，MH提高了小麥相對雄性不育率且隨處理濃度升高效應增強，其中1 000 mg/L MH處理抽穗期旗葉中可溶性糖含量和孕穗-抽穗期POD活性較高，孕穗-開花期葉片可溶性蛋白質(zhì)含量、SOD活力較低，這可能是其誘導小麥雄性不育發(fā)生的重要原因；開花期可溶性糖含量較低可能與MH對小麥生理特性的抑制有關(guān)；CAT活力與相對雄性不育率的變化之間關(guān)系不密切。MDA含量低于對照，有助于其保持雌蕊正常的育性。

關(guān)鍵詞：馬來酰肼（MH）；小麥；雄性育性；生理特性

中圖分類號：Q945；S482.8+；S512.1； 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）13-3090-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.13.005

Effect of Maleic Hydrazide（ MH ） on Male-sterility and

Physiological Responses of Wheat

LIU Hai-ying1，WEN Zhao-pu1，DUAN Shi-qi1，2，YAN Jun1，ZHOU Yong-ze1，LIU Yang1，

WU Bing-rui1，HANG Pei-xin1，F(xiàn)AN Jin-peng3

（1.College of Life Sciences， Henan Normal University， Xinxiang 453007， Henan， China； 2. Xinxiang Forestry Bureau of Henan Province， Xinxiang 453007， Henan， China； 3.Zhengzhou Foreign Language School in Henan Province， Zhengzhou 453001，China）

Abstract：The effects of maleic hydrazide（MH） at different concentrations（200 mg/L，500 mg/L and 1000 mg/L） on male-sterility and physiological characters of flag leaves with winter wheat cultivar Zhengmai-004 were described. The results showed that compared with the control， under the treatments of 200～1000 mg/L MH， the male-sterility were increased. And higher concentration of MH could induce higher male-sterility. In the flag leaves of of 1000 mg/L MH treatment， the soluble sugar content in the heading stage and the activities of peroxidase （POD） from booting stage to heading stage were higher than the controls， and those might be the important reasons for male-sterility of wheat. The lower soluble sugar content in florescence might correlate with the inhibition effects of MH on the physiological characters of wheat. There was no significant correlation between the activities of catalase（CAT） and male-sterility. The content of malondialdehyde （MDA） was lower than that of control， which might be helpful for normal pistil fertilility.

Key words： maleic hydrazide （MH）； wheat； male sterility； physiological character

小麥是世界上總產(chǎn)量第三的糧食作物[1]，提高小麥單產(chǎn)是永恒的課題。小麥雜種優(yōu)勢利用是提高單產(chǎn)的重要途徑，但制種過程中繁雜的人工去雄工作制約了雜交小麥的推廣應用。采用化學雜交劑（Chemical hybridization agents，簡稱為CHA）可提高制種效率[2]，為小麥雜種優(yōu)勢利用開辟了新途徑。

馬來酰肼（順丁烯二酸酰肼，Maleic hydrazide，MH）是一種抗生長素類的生長抑制劑，可以誘導農(nóng)作物雄性不育[3]，但在河南生境下MH誘導小麥雄性不育及其機理的研究報道較少。為此，探討了MH對河南小麥育性和生理特性的影響，以期為小麥育性的化學調(diào)控提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2012～2013年進行，選用小麥品種鄭麥-004為供試材料，在河南師范大學生命科學學院小麥試驗田進行。從小麥孕穗期起（4月14日）至小麥開花期（4月26日達到初花狀態(tài)）停止，對小麥進行MH全株噴霧處理，每3 d 1次，共處理4次，MH由四川國光農(nóng)藥有限公司生產(chǎn)。試驗設0（去離子水）、200、500和1 000 mg/L 4個水平，分別以CK（對照）、MH200、MH500和MH1000表示，各處理均按0.5%加入吐溫-80為助粘劑。與MH處理同步并向后順延2 d至小麥開花進入盛花期，取旗葉冷凍保存?zhèn)溆?，至小麥齊穗尚未開花時，選取主莖穗30穗標記并平均分成兩組，一組套袋，另一組不套袋，至成熟期收獲。

1.2 育性指標測定

將收獲的成熟小麥進行室內(nèi)考種，考查套袋和未套袋穗的結(jié)實數(shù)。計算每一處理材料的相對雄性不育率。公式如下：

相對雄性不育率=■×100%

上述公式中K是對照套袋平均穗粒數(shù)，B是處理套袋平均穗粒數(shù)。

1.3 生理特性指標測定

根據(jù)育性指標測定結(jié)果，針對育性調(diào)控效果較好的MH1000處理和對照冷凍保存旗葉的生理指標進行測定?？扇苄蕴呛繙y定采用蒽酮比色法[4]?？扇苄缘鞍踪|(zhì)含量測定采用考馬斯亮藍G-250比色法[4]。超氧化物歧化酶（SOD）活性測定采用氮藍四唑（NBT）方法[4]。過氧化氫酶（CAT）活性測定采用紫外光吸收法[4]。過氧化物酶（POD）活性測定采用愈創(chuàng)木酚法[4]。丙二醛（MDA）含量測定采用硫代巴比妥酸（TBA）法[4]。

上述指標的測定每處理3次重復。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft 2007和SPSS 16.0軟件對數(shù)據(jù)進行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 MH誘導小麥雄性不育的效應

從表1可以看出，MH處理下，小麥相對雄性不育率高于對照且隨處理濃度增大逐漸升高。表明MH處理可以導致鄭麥-004部分雄性不育并具有明顯的劑量效應。

2.2 MH對小麥孕穗-抽穗-開花期旗葉生理生化指標的影響

由圖1可知，MH1000處理對鄭麥-004抽穗期（4月22日）旗葉可溶性糖含量有升高效應，在開花初期（4月26日之后）則有降低效應（圖1A）；在孕穗期（4月18日）可溶性蛋白質(zhì)的含量有降低效應，在開花期（4月28日）則有升高效應（圖1B）；降低了SOD活性（圖1C）；對孕穗-抽穗期（4月18日至4月22日）POD活性有升高效應，在開花期則有降低效應（圖1D）；升高了開花初期（4月26日）CAT活性，在開花盛期（4月28日）則有降低效應（圖1E）；降低了MDA含量（圖1F）。

3 討論

已有研究指出，MH能夠誘發(fā)玉米溫敏雄性不育系不育度的提高[3]，本研究發(fā)現(xiàn)，200～1 000 mg/L MH促進了鄭麥-004相對雄性不育率的提高且隨處理濃度的升高效應增強，進一步提高MH處理濃度，以期篩選出引起小麥雄性不育徹底的化學調(diào)控措施，這對小麥雜種優(yōu)勢的利用具有重要的意義，對此尚待進一步研究。MH能夠傳導至生長點，其作用與生長素相反[5]。花藥組織中可溶性糖含量增加、蛋白質(zhì)含量降低、SOD、POD、CAT的活性降低，MDA含量增高，與植物雄性不育的發(fā)生關(guān)系密切。POD活性的增高將導致IAA的氧化分解，導致花粉敗育。本試驗結(jié)果表明，1 000 mg/L MH處理下，可溶性糖含量在抽穗期較高，同期可溶性蛋白質(zhì)含量則較低，SOD活性在孕穗期—開花期均較低，POD活性在孕穗期—抽穗期較高，這可能是MH導致鄭麥-004相對雄性不育率提高的重要原因。MH可以降低植物MDA含量，增加其抗逆性[6]，本試驗結(jié)果與前人研究結(jié)果相一致，這可能對維持小麥植株開花期后正常的生理特性具有積極的意義。開花期可溶性糖含量較高，可溶性蛋白質(zhì)含量較高可能與MH對旗葉生理特性的抑制和結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)降解程度增大有關(guān)，對此尚需更多的試驗證據(jù)加以補充。在本試驗條件下，CAT活性的變化與相對雄性不育率的增加關(guān)系不明顯。

參考文獻：

[1] 崔金梅，郭天財.小麥的穗[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2006.

[2] XU K，CAO M J，ZHU Y G，et al.Differential expression of mitochondrial proteins between C-type cytoplasmic male sterility line C48-2 and its maintainer line in maize[J].Acta Agronamica Sinica，2008，34（2），232-237.

[3] 孫玲凌，林興娥，張文華，等.外源激素處理對玉米溫敏性不育系瓊68育性的影響[J].玉米科學，2009，17（3）：28-32，36.

[4] 劉 萍，李明軍.植物生理學實驗技術(shù)[M].北京：科學出版社，2007.

[5] 王寶山.植物生理學[M].第二版.北京：科學出版社，2007.

[6] 王文舉，張亞紅，王 姮，等.生長調(diào)節(jié)劑對紅地球葡萄抗寒性的影響[J].農(nóng)業(yè)科學研究，2007，28（2）：89-93.