不同生态环境和日温差对BS型小麦光温敏雄性不育系育性转换和农艺性状的影响

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2024.03.006

不同生态环境和日温差对BS型小麦光温敏雄性不育系育性转换和农艺性状的影响

孙辉^,, 赵昌平, 岳洁茹, 白秀成, 杨吉芳, 叶志杰^,, 张风廷^,

北京市农林科学院杂交小麦研究所/杂交小麦分子遗传北京市重点实验室，100097，北京

Effects of Different Ecological Environments and Daily Temperature Difference on Fertility Alteration and Agronomic Traits in BS Type Photo-Thermal Sensitive Male Sterile Wheat Lines

Sun Hui^,, Zhao Changping, Yue Jieru, Bai Xiucheng, Yang Jifang, Ye Zhijie^,, Zhang Fengting^,

Institute of Hybrid Wheat, Beijng Academy of Agriculture and Forestry Sciences / Municipal Key Laboratory of Molecular Genetic of Hybrid Wheat, Beijing 100097, China

通讯作者: 张风廷，主要从事二系杂交小麦育种研究，E-mail：lyezh@163.com；叶志杰，主要从事二系杂交小麦育种研究，E-mail：1464095170@qq.com

收稿日期: 2023-02-3 修回日期: 2023-03-28 网络出版日期: 2023-07-19

基金资助:

国家小麦产业技术体系杂交小麦岗位(CARS-03-3)
北京市农林科学院科技创新能力建设专项(KJCX20230125)
北京市农林科学院杰出科学家项目(JKZX202210)

Received: 2023-02-3 Revised: 2023-03-28 Online: 2023-07-19

作者简介 About authors

孙辉，主要从事光温敏雄性不育小麦选育与鉴定研究，E-mail：sunhui802@163.com

摘要

BS型小麦光温敏雄性不育系（简称不育系）是二系法杂交小麦应用的核心，为了研究日温差（以下简称温差）对不育系育性的影响，提升不育系安全制种和高效繁种，以5份不育系（BS102、BS107、BS135、BS185和BS278）和常规品种京411为材料，利用多生态区分期播种试验结合人工气候箱光温调控试验，研究不育系的安全制种繁种播期，以及在不同温差条件下，比较不育系育性及农艺性状差异，分析温差与结实率及农艺性状相关性。结果表明，在北京顺义不育系繁种区，不育系BS185的安全繁种播期为10月10-20日，不育系BS135为10月15-20日，不育系BS102、BS107和BS278为10月20日。在河南邓州不育系制种区，5个不育系在10月5-25日播种时高度不育，均能够安全制种，其中BS102和BS107安全制种播期可达到10月30日。不育系在12 h 12 ℃（制种区光温条件）不同温差条件下，BS102和BS135受温差影响较小，制种安全性较好；BS107和BS185在温差10和15 ℃均可以安全制种，BS278在温差5、10和15 ℃可安全制种；温差与不育系结实率呈负相关，与株高和穗长呈正相关。不育系在14 h 16 ℃（繁种区光温条件）不同温差条件下，BS102和BS278受温差影响较小，BS107、BS135和BS185受温差影响较大，在温差10和15 ℃可以有效繁种；温差与不育系结实率呈正相关，与多数不育系株高呈正相关。说明提升温差更利于不育系的安全制种和高效繁种。

关键词： 小麦; 光温敏雄性不育系; 温差; 育性转换

Abstract

BS type photo-thermal sensitive male sterile line is the core of the application of two-line hybrid wheat. Five BS type male sterile lines and a conventional variety Jing 411 were studied to investigate the relationship of the fertility with temperature difference for improving hybrid wheat seed production and propagation of the male sterile lines. We studied the safe seed production and propagation sowing date of sterile lines with differentially sowing tests and controlled experiments in growth chambers. Under the different temperature difference conditions, we compared the differences in fertility and agronomic traits of male sterile lines, and further analyzed the correlation between temperature difference and seed-setting rate and agronomic traits. The results showed the safe sowing dates of the sterile line BS185 was from October 10th to 20th, BS135 was from October 15th to 20th, and BS102, BS107 and BS278 were October 20th in the sterile line breeding area in Shunyi, Beijing. The safe sowing dates of five sterile lines with high sterility were from October 5th to 25th, which could be safe for seed production, and the safe seed production sowing dates of BS102 and BS107 could reach October 30th in the sterile line seed production area in Dengzhou, Henan. Under the different conditions of 12 h 12 ℃, BS102 and BS135 were less affected by temperature difference, and the safety of seed production was better. BS107 and BS185 could produce seeds safely at the temperature difference of 10 and 15 ℃, and safe seeds production of B278 could be achieved at the temperature difference of 5, 10 and 15 ℃. Seed-setting rate had negative correlations with temperature difference. Furthermore, plant height and spike length had positive correlations with temperature difference. Under the different conditions of 14 h 16 ℃, BS102 and BS278 were less affected by temperature difference, BS107, BS135 and BS185 were greatly affected by temperature difference, and could effectively breed at the temperature difference of 10 and 15 ℃. Seed-setting rate had positive correlations with temperature difference, plant height of most male sterile lines had positive correlations with temperature difference. Therefore, raising the temperature difference was more conducive to the safe seed production and efficient seed propagation of the sterile lines.

Keywords： Wheat; Photo-thermal sensitive male sterile lines; Temperature difference; Fertility alteration

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本文引用格式

孙辉, 赵昌平, 岳洁茹, 白秀成, 杨吉芳, 叶志杰, 张风廷. 不同生态环境和日温差对BS型小麦光温敏雄性不育系育性转换和农艺性状的影响. 作物杂志, 2024, 40(3): 40-46 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2024.03.006

Sun Hui, Zhao Changping, Yue Jieru, Bai Xiucheng, Yang Jifang, Ye Zhijie, Zhang Fengting. Effects of Different Ecological Environments and Daily Temperature Difference on Fertility Alteration and Agronomic Traits in BS Type Photo-Thermal Sensitive Male Sterile Wheat Lines. Crops, 2024, 40(3): 40-46 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2024.03.006

杂交小麦被认为是今后小麦产量大幅度提高的重要途径。进入21世纪后，我国原创的“二系杂交小麦应用技术体系”逐步完善，开始进入快速示范应用阶段^[1-2]。然而，培育育性稳定、制种产量高、自繁产量好、配合力好和综合农艺性状优良的小麦光温敏不育系仍是杂交小麦的核心技术问题^[3⇓⇓-6]。杂交小麦在大面积推广应用方面还面临着巨大挑战^[7⇓-9]。

小麦光温敏雄性不育主要表现为短日低温不育, 长日高温可育, 雄配子发育和育性表达受控于穗分化发育过程中的光照与温度变化^[10-11]。近年来，我国陆续发现和应用了一批不同类型光温敏雄性不育小麦材料，包括C49S系列^[12]、ES系列^[13]、BS型^[14]、LT-1-3A型^[15]、BNS型^[16-17]、337S型^[18]和小麦蓝粒两用系^[19]等。研究表明，BS型光温敏不育系为短日低温诱导，敏感期为药隔形成期至单核期，BS20临界温度为10~12 ℃^[20]，BS210临界温度为8~12 ℃^[10]，BS101临界光照时长为12~ 14 h^[21]。C49S光温敏感时期为孕穗期，临界光照时长12 h，临界温度为12~14 ℃^[22]。ES-10光温敏感时期为雌雄蕊分化期至四分体形成期，临界光照时长小于11.5 h，临界温度为9~11 ℃^[23]。BNS的敏感时期为雌雄蕊分化期至四分体形成期，临界温度为8~ 12 ℃^[24]。337S在穗分化阶段的短日低温和长日高温条件下均表现不育，在适当的播期表现可育^[25]。目前关于小麦光温敏雄性不育系光温转换规律的研究很多，但在相同温度下，不同温差对不育系育性转换的影响尚未见报道。因此，本研究从温差对不育系育性的影响入手，研究不育系育性波动问题。

光温敏雄性不育小麦育性转换受光和温的调控。在不育条件下，可以实现杂交种生产；在可育条件下，可以自我繁殖。在前期对不育系育性转换敏感时期，光温转换临界阈值研究的基础上，本研究重点揭示温差变化对不育系育性转换的影响。BS型小麦光温敏雄性不育系具有育性稳定、制种性状优良、一般配合力好等优点，基于该不育系材料，目前已审定“京麦系列”杂交小麦品种22个。本研究通过多生态区分期播种鉴定与人工气候箱光温调控试验相结合，进一步揭示温差对不育系育性转换的影响，为其规模化高效安全的制种与繁殖种植区的建立提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为5个BS型小麦光温敏雄性不育系BS102、BS107、BS135、BS185和BS278（B代表北京市农林科学院杂交小麦研究所选育，S代表不育系），其光温敏感时期在药隔至单核期，以常规小麦品种京411为对照。

1.2 试验设计

1.2.1 多生态区分期播种试验

于2018-2019年和2019-2020年小麦生长季，分别在北京市顺义区（116º39′ E，40º08′ N，海拔35 m，为不育系繁种区）和河南省邓州市（112º21′ E，34º40′ N，海拔120 m，为不育系制种区）进行田间试验。北京市顺义区分5期播种，播种时期依次是9月30日、10月5日、10月10日、10月15日和10月20日；河南省邓州市分7期播种，播种时期依次是10月5日、10月10日、10月15日、10月20日、10月25日、10月30日和11月4日。小区行长1.5 m，共4行，行距25 cm，株距3 cm，每试点均设2次重复。

1.2.2 温差试验

试验于2020-2021年和2021- 2022年在人工气候箱（BDW40，加拿大）内进行，湿度70%，光照强度125 μmol/(m²·s)。于10月1日播种于花盆，花盆规格26 cm（内径）×23 cm（高），置于田间，每盆留苗8株，底肥施磷酸二铵0.88 g、尿素0.63 g，于四叶一心期追施尿素0.63 g。春化完成后，将花盆移入温室，直到生长至所需生育期，然后移入人工气候箱进行不同光照和温度处理，非处理时期生长条件控制为光照时长12 h/d或14 h/d，抽穗前平均温度12 ℃，抽穗后平均温度16 ℃。每个材料处理4盆，每盆8株，设2次重复。

各温差处理见表1，不育系在12 h 12 ℃（制种区光温条件）不同温差下不育系育性转换处理光照时长为12 h/d（加光时间为6:00-18:00），处理平均温度为12 ℃，温差分别为0、5、10、15 ℃。处理时期为药隔期至单核期。

表1 不同温差处理

Table 1 Different temperature difference treatments ℃

处理 Treatment	时间 Time	温差 Temperature difference
处理 Treatment	时间 Time	0	5	10	15
平均温度12 ℃ Average temperature 12 ℃	22:00-2:00	12.0	9.5	7.0	4.5
平均温度12 ℃ Average temperature 12 ℃	2:00-6:00	12.0	11.0	10.0	9.0
	6:00-10:00	12.0	13.0	14.0	15.0
	10:00-14:00	12.0	14.5	17.0	19.5
	14:00-18:00	12.0	13.0	14.0	15.0
	18:00-22:00	12.0	11.0	10.0	9.0
平均温度16 ℃ Average temperature 16 ℃	22:00-2:00	16.0	13.5	11.0	8.5
平均温度16 ℃ Average temperature 16 ℃	2:00-6:00	16.0	15.0	14.0	13.0
	6:00-10:00	16.0	17.0	18.0	19.0
	10:00-14:00	16.0	18.5	21.0	23.5
	14:00-18:00	16.0	17.0	18.0	19.0
	18:00-22:00	16.0	15.0	14.0	13.0

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不育系在14 h 16 ℃（繁种区光温条件）不同温差下不育系育性转换处理光照时长为14 h/d（加光时间6:00-20:00），处理平均温度为16 ℃，温差分别为0、5、10、15 ℃。处理时期为药隔期至单核期。

1.3 田间农艺性状及育性调查

于开花前将每株主茎穗和1~2个分蘖穗套袋，成熟后调查小穗数、穗粒数、株高和穗长。结实率（%）=穗粒数/（小穗数×2）×100^[26]。

1.4 数据处理

采用SPSS 22.0软件分析不同不育系不同光温处理下温差与不育系结实率及农艺性状的相关性，用Duncan法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 多生态区分期播种结实率差异

综合2018-2019年和2019-2020年结实率表现，不育系在北京顺义的结实率明显高于河南邓州（表2和表3）。在北京顺义（表2），5个不育系晚播（10月20日）结实率均高于早播，结实率在30.00%以上可以界定为安全繁种播期；育性恢复较好的不育系为BS135、BS185和BS278，结实率可达到50.00%以上；不育系BS185的安全繁种播期为10月10-20日，不育系BS135的安全繁种播期为10月15-20日，不育系BS102、BS107和BS278的安全繁种播期为10月20日。在河南邓州（表3），结实率<2.50%时，不育系穗粒数<1，可以界定为安全制种播期。5个不育系10月5-25日播期的育性均较低，结实率为0.00%~1.69%，达到高度不育，均能够进行安全制种，其中BS102和BS107在10月5-30日结实率低于2.50%，可以安全制种，制种安全性更好，11月4日不育系均不能够达到安全制种要求。对照京411育性在不同年份2个地点和不同播期下表现均正常，无论年份间、地点间还是播期间的结实率差异均不显著，结实率为98.83%~101.95%。

表2 北京顺义不育系的结实率

Table 2 Seed-setting rates of male sterile lines in Shunyi, Beijing %

年份Year	播种时期（月-日）Sowing date (month-day)	BS102	BS107	BS135	BS185	BS278	京411 Jing 411
2018-2019	09-30	8.71e	9.07e	12.25e	15.11e	9.21e	100.91a
	10-05	18.05d	15.22d	24.31d	18.88d	15.11d	100.93a
	10-10	19.22c	17.13c	25.12c	40.03c	22.87c	100.99a
	10-15	24.20b	27.47b	44.42b	40.25b	29.22b	101.05a
	10-20	33.23a	35.88a	56.21a	53.32a	55.13a	101.03a
2019-2020	09-30	5.10e	7.86d	9.53e	12.90d	7.55d	99.69a
	10-05	8.55d	10.74b	14.51d	13.48d	8.06d	98.83a
	10-10	10.80c	11.36b	20.98c	30.41c	17.75c	100.02a
	10-15	15.55b	18.86b	33.53b	32.90b	19.78b	100.30a
	10-20	30.20a	33.04a	55.71a	50.44a	52.75a	101.95a

数据后不同小写字母表示各播期处理间显著差异（P < 0.05），下同。

Values followed by different lowercase letters indicate significantly different among different treatments at P < 0.05, the same below.

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表3 河南邓州不育系的结实率

Table 3 Seed-setting rates of male sterile lines in Dengzhou, Henan %

年份Year	播种时期（月-日）Sowing date (month-day)	BS102	BS107	BS135	BS185	BS278	京411 Jing 411
2018-2019	10-05	0.00f	0.00f	0.00f	0.00f	0.00f	100.04a
	10-10	0.44e	0.00f	0.00f	0.00f	0.00f	100.08a
	10-15	0.45e	0.54e	0.16e	0.35e	0.19e	100.07a
	10-20	0.74d	0.87d	0.42d	1.11d	0.76d	100.10a
	10-25	0.95c	1.68c	0.92c	1.69c	1.11c	100.09a
	10-30	1.52b	1.81b	5.11b	6.52b	2.76b	100.12a
	11-04	7.06a	8.75a	10.41a	11.33a	10.73a	100.10a
2019-2020	10-05	0.00c	0.00f	0.00f	0.00f	0.00f	99.84a
	10-10	0.00c	0.20e	0.00f	0.12e	0.00f	99.73a
	10-15	0.00c	0.23e	0.10e	0.15de	0.29e	99.90a
	10-20	0.11c	0.43d	0.60d	0.21d	0.52d	100.38a
	10-25	0.21c	0.57c	0.81c	0.33c	0.71c	100.24a
	10-30	1.05b	0.81b	3.46b	4.55b	1.04b	100.22a
	11-04	3.72a	7.53a	5.25a	7.66a	3.83a	100.17a

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2.2 不同温差对不育系农艺性状的影响

2.2.1 对育性的影响

由表4可知，在12 h 12 ℃不同温差下不育系结实率差异较大，BS102和BS135受温差影响较小，不同温差下结实率均低于2.50%，制种安全性较好；BS185、BS107和BS278受温差影响较大，温差0 ℃时结实率分别达到7.42%、14.88%和27.02%；BS107和BS185在温差10和15 ℃可以安全制种，BS278在温差5、10和15 ℃可以安全制种。在14 h 16 ℃不同温差下结实率差异较大，BS102和BS278受温差影响较小，不同温差下结实率均在30%以上；BS107、BS135和BS185受温差影响较大，在温差10和15 ℃可以有效繁种。对照京411在12 h 12 ℃和14 h 16 ℃不同温差下育性表现均正常，结实率差异均不显著，结实率为82.69%~93.16%。

表4 不同温差下不育系的结实率

Table 4 Seed-setting rates of male sterile lines under different temperatures %

处理Treatment	温差Temperature difference (℃)	BS102	BS107	BS135	BS185	BS278	京411 Jing 411
12 h 12 ℃	0	0.75a	14.88a	2.48a	7.42a	27.02a	82.69a
	5	0.95a	4.60b	1.23a	3.22b	2.03b	84.94a
	10	0.75a	0.64b	0.34a	1.29c	0.74b	83.56a
	15	0.29a	0.00b	0.00a	0.34d	0.62b	88.85a
14 h 16 ℃	0	31.16b	19.54c	2.28d	13.98d	38.41b	90.02a
	5	35.85b	20.97c	11.71c	21.18c	43.06b	87.51a
	10	40.86b	47.29b	37.55b	31.12b	64.55a	88.72a
	15	60.71a	54.03a	56.80a	47.03a	80.12a	93.16a

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2.2.2 对小穗数的影响

由表5可知，在12 h 12 ℃不同温差下不育系小穗数差异不大，BS185和BS278不同温差下小穗数差异均不显著；BS102、BS107在温差15 ℃时小穗数最少；与其他温差相比，BS135在温差15 ℃时小穗数显著增加。在14 h 16 ℃不同温差下不育系小穗数基本无差异，只有BS278在温差15 ℃时小穗数显著增加。对照京411在12 h 12 ℃不同温差下小穗数差异不显著，但在14 h 16 ℃温差0 ℃时小穗数显著高于其他温差处理。

表5 不同温差下不育系的小穗数

Table 5 Spikelet number of male sterile lines under different temperatures

处理Treatment	温差Temperature difference (℃)	BS102	BS107	BS135	BS185	BS278	京411 Jing 411
12 h 12 ℃	0	18.35ab	19.45a	18.37b	17.55a	18.51a	17.87a
	5	18.83a	19.30ab	18.47b	18.35a	18.92a	17.94a
	10	18.21ab	19.55a	19.13b	18.06a	18.91a	17.73a
	15	17.92b	19.07b	20.16a	18.02a	18.83a	17.68a
14 h 16 ℃	0	18.94a	20.07a	19.91a	18.78a	19.53b	18.44a
	5	18.82a	19.63a	19.66a	18.53a	19.31b	17.48b
	10	18.18a	19.58a	19.73a	18.32a	19.54b	17.51b
	15	18.90a	20.12a	19.86a	18.81a	19.98a	16.93b

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2.2.3 对株高的影响

由表6可知，在12 h 12 ℃不同温差下不育系株高差异较大，随着温差增加，不育系株高增加，温差15 ℃时株高最大；BS102、BS107和BS135随着温差增加，株高增加15 cm以上；BS185和BS278随着温差增加，株高增加10 cm以上。在14 h 16 ℃不同温差下不育系株高差异不大，BS135、BS185和BS278在不同温差下株高差异不显著；BS102在温差10 ℃以上株高显著增加；BS107在温差5 ℃以上株高显著增加。对照京411在12 h 12 ℃温差15 ℃时株高比温差0和5 ℃时显著增加，在14 h 16 ℃不同温差下株高差异不显著。

表6 不同温差下不育系的株高

Table 6 Plant height of male sterile lines under different temperatures cm

处理Treatment	温差Temperature difference (℃)	BS102	BS107	BS135	BS185	BS278	京411 Jing 411
12 h 12 ℃	0	48.74c	51.60c	36.89c	40.96b	52.13c	78.86b
	5	53.67b	56.91b	48.53b	41.53b	54.92c	79.06b
	10	63.80a	67.61a	51.52ab	48.10a	61.15b	80.85ab
	15	65.78a	69.11a	55.20a	50.99a	65.66a	82.70a
14 h 16 ℃	0	48.28b	50.55b	43.50a	39.11a	56.57a	72.15a
	5	49.68b	55.54a	43.58a	37.90a	57.35a	71.67a
	10	54.43a	55.00a	43.11a	38.08a	58.45a	71.08a
	15	57.36a	57.45a	43.37a	41.36a	58.13a	72.63a

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2.2.4 对穗长的影响

由表7可知，在12 h 12 ℃不同温差下不育系穗长差异略大，随着温差增加，不育系穗长增加；BS102随着温差增加，穗长变化不显著；BS107、BS135、BS185和BS278随着温差变化，穗长显著变化，温差15 ℃时穗长最大。不育系在14 h 16 ℃不同温差下不育系穗长差异不大；BS102、BS107、BS135和BS185随着温差增加，穗长变化不显著；BS278在温差15 ℃比0 ℃穗长显著增加。对照京411在12 h 12 ℃温差15 ℃与0 ℃穗长相比显著增加，在14 h 16 ℃不同温差下穗长差异不显著。

表7 不同温差下不育系的穗长

Table 7 Spike length of male sterile lines under different temperatures cm

处理Treatment	温差Temperature difference (℃)	BS102	BS107	BS135	BS185	BS278	京411 Jing 411
12 h 12 ℃	0	7.30a	8.39c	9.37b	7.57b	6.84c	7.76b
	5	7.69a	8.98bc	9.30b	7.44b	8.76b	8.03ab
	10	7.52a	9.43b	10.53ab	7.52b	9.21ab	8.04ab
	15	8.73a	10.76a	10.84a	9.09a	9.72a	8.47a
14 h 16 ℃	0	6.72a	8.34a	10.67a	6.68a	8.97b	6.62a
	5	6.84a	8.02a	10.30a	6.93a	9.03ab	6.74a
	10	6.77a	8.07a	10.45a	6.92a	9.34ab	6.96a
	15	6.74a	8.30a	10.44a	6.73a	9.74a	6.73a

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2.3 温差与不育系结实率及农艺性状的相关性分析

相关性分析（表8）表明，在12 h 12 ℃，温差与不育系结实率呈负相关，其中与BS135和BS185呈显著负相关；与小穗数呈正相关或负相关，BS278呈极显著正相关；与株高呈正相关，其中BS102、BS107和BS185呈显著正相关；与穗长呈正相关，BS107呈显著正相关。在14 h 16 ℃，温差与不育系结实率呈正相关，其中与BS135、BS185和BS278呈显著正相关；与小穗数呈正相关或负相关，但相关性均不显著；与多数不育系株高呈正相关，其中与BS102呈显著正相关；与穗长呈正相关或负相关，BS278呈显著正相关。对照京411在12 h 12 ℃温差加大株高显著增加，结实率、小穗数和穗长均与温差相关性不显著；在14 h 16 ℃结实率、小穗数、株高和穗长与温差相关性均不显著。由此说明，在不育系制种区，提升温差可降低结实率，更利于不育系安全制种；在不育系繁种区，提升温差可提升结实率，更利于不育系高效繁种。

表8 温差与结实率及农艺性状的相关系数

Table 8 Correlation coefficients between temperature difference and seed-setting rate and agronomic traits

材料 Material	12 h 12 ℃不同温差Different temperature of 12 h 12 ℃				14 h 16 ℃不同温差Different temperature of 14 h 16 ℃
材料 Material	结实率 Seed-setting rate	小穗数 Spikelet number	株高 Plant height	穗长 Spike length	结实率 Seed-setting rate	小穗数 Spikelet number	株高 Plant height	穗长 Spike length
BS102	-0.729	-0.649	0.972^*	0.839	0.930	-0.275	0.982^*	-0.025
BS107	-0.913	-0.551	0.966^*	0.968^*	0.942	0.045	0.892	-0.056
BS135	-0.971^*	0.945	0.945	0.921	0.986^*	-0.090	-0.540	-0.456
BS185	-0.953^*	0.437	0.958^*	0.757	0.984^*	-0.067	0.563	0.140
BS278	-0.802	0.991^**	0.637	0.933	0.975^*	0.726	0.887	0.959^*
京411 Jing 411	0.811	-0.834	0.958^*	0.941	0.564	-0.928	0.165	0.498

“^*”表示显著相关（P < 0.05）；“^**”表示极显著相关（P < 0.01）。

“^*”indicates significant correlation (P < 0.05);“^**”indicates extremely significant correlation (P < 0.01).

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2.4 不育系结实率与不同年份不同地域光温数据比较分析

通过对2019-2020年河南邓州和北京顺义敏感期光照和温度调查（表9），分析发现在不育系制种区和繁种区同一年度不同播期之间光照时长、平均温度和温差有一定差异，但光照时长和温差变化均较小，影响不育系育性主要以平均温度为主。通过对2017-2022年两地敏感期温度调查（表10），发现在不育系制种区和繁种区不同年度间平均温度和温差差异均较大。

表9 2019-2020年河南邓州、北京顺义不育系敏感期光温调查

Table 9 Photoperiod and temperature of male sterile lines at sensitive period in Dengzhou, Henan and Shunyi, Beijing in 2019-2020

播种时期（月-日） Sowing date (month-day)	河南邓州Dengzhou, Henan			北京顺义Shunyi, Beijing
播种时期（月-日） Sowing date (month-day)	光照时长 Light hour (h)	温度 Temperature (°C)	温差 Temperature difference (°C)	光照时长 Light hour (h)	温度 Temperature (°C)	温差 Temperature difference (°C)
09-30	－	－	－	13.27	14.45	12.20
10-05	11.85	11.53	13.35	13.35	14.55	12.20
10-10	11.94	12.57	13.71	13.39	14.83	12.35
10-15	12.01	12.76	13.33	13.43	15.28	12.55
10-20	12.04	13.11	13.26	13.47	15.95	12.90
10-25	12.11	13.11	13.14	－	－	－
10-30	12.24	13.31	13.67	－	－	－
11-04	12.28	13.45	13.67	－	－	－

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表10 2017-2022年10月20日播期河南邓州、北京顺义不育系敏感期温度调查

Table 10 Temperature of male sterile lines at sensitive period in Dengzhou, Henan and Shunyi, Beijing on October 20th in 2017-2022 ℃

年份 Year	河南邓州Dengzhou, Henan				北京顺义Shunyi, Beijing
年份 Year	最高温 Maximum temperature	最低温 Minimum temperature	平均温度Average temperature	温差 Temperature difference	最高温 Maximum temperature	最低温 Minimum temperature	平均温度 Average temperature	温差 Temperature difference
2017	16.86	7.86	12.36	9.00	22.11	9.63	15.87	12.47
2018	19.19	8.48	13.83	10.71	23.18	12.24	17.71	10.94
2019	19.95	7.14	13.55	12.81	22.21	9.74	15.97	12.47
2020	19.73	6.47	13.11	13.26	22.40	9.50	15.95	12.90
2021	14.48	5.90	10.19	8.57	21.59	9.88	15.74	11.71
2022	18.43	5.90	12.17	12.52	22.94	11.12	17.03	11.82

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3 讨论

BS型小麦光温敏不育系是二系法杂交小麦的核心，不育系的安全制种和高效繁种是二系法杂交小麦的重点内容^[2]。前人^{[20⇓⇓⇓-24]}对小麦光温敏不育系光温转换规律对育性的影响研究多是针对平均温度，得到的温度转换阈值也是平均温度，但在相同温度下，不同温差变化对不育系育性转换的影响未见报道。本研究在日平均温度不变的情况下，研究不同温差对不育系育性的影响，拟从温差变化的角度揭示不育系制种、繁种的安全性问题。本研究分析（表9和表10）发现，平均温度对不同播期和不同年份间不育系结实率影响显著；温差对不同年份间不育系结实率影响显著。比较温差对不育系和对照常规小麦京411的影响发现，温差与京411结实率、小穗数和穗长相关性均不显著，这一点与不育系是不同的；在制种区温差与京411的株高呈显著正相关，这一点与部分不育系是相同的。

通过对2017-2022年河南邓州和北京顺义敏感期温度调查（表10），在河南邓州（不育系制种区），平均温度变化在10.19~13.83 ℃，温差变化在8.57~ 13.26 ℃，结合温差与不育系结实率的相关性分析（表8），温差与不育系结实率呈显著负相关，温差越大越利于不育系安全制种。在北京顺义（不育系繁种区）平均温度变化在15.74~17.71 ℃，温差变化在10.94~12.90 ℃，温差与不育系结实率呈显著正相关，提高温差可提升不育系繁殖产量。本研究通过人工气候箱试验以及多生态区分期播种的田间观测，充分验证了在平均温度不变的情况下，不同温差对不育系育性转换有显著影响，明确了提高温差可同时利于不育系的安全制种和高效繁种。

本研究初步探索了温差对不育系育性的影响，设置了0、5、10和15 ℃温差，大部分不育系能够在温差10和15 ℃安全制种和有效繁种。下一步可对温差进行更为精细的试验设置，并进一步研究制种区不育系最高温耐受能力和繁种区不育系最低温耐受能力，为筛选出更为安全优异的不育系材料提供理论支撑。

4 结论

在北京顺义不育系繁种区，育性恢复较好的不育系为BS135、BS185和BS278，结实率可达到50%以上，可以高效繁种。在河南邓州不育系制种区，5个不育系在10月5-25日播种高度不育，均能够安全制种。不育系在12 h 12 ℃不同温差条件下，温差与不育系结实率呈负相关；在14 h 16 ℃不同温差条件下，温差与不育系结实率呈正相关。在不育系制种区，提升温差可降低结实率，更利于不育系安全制种；在不育系繁种区，提升温差可提升结实率，更利于不育系高效繁种。

参考文献

原文顺序

文献年度倒序

文中引用次数倒序

被引期刊影响因子

[8]

陈晓杰, 杨保安, 范家霖,

等.

小麦杂种优势利用研究进展

种子, 2022, 41(1):66-73.