15℃以上平均氣溫顯著影響溫敏雄性不育小麥BNS的育性轉(zhuǎn)換*

杜黎君，孫海燕，蘇 晴，巴愛麗，李友勇**

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15℃以上平均氣溫顯著影響溫敏雄性不育小麥BNS的育性轉(zhuǎn)換*

杜黎君1,2，孫海燕1，蘇 晴1，巴愛麗1，李友勇1**

(1.河南科技學(xué)院/現(xiàn)代生物育種河南省協(xié)同創(chuàng)新中心，新鄉(xiāng) 453003；2.新鄉(xiāng)市氣象局，新鄉(xiāng) 453003）

BNS是一個對溫度敏感的小麥雄性不育系，敏感期低溫表現(xiàn)不育，高溫恢復(fù)可育。2014/2015年度小麥生育期間溫度相對較高，但BNS的自交結(jié)實率比溫度相對較低的2011/2012年度低50%以上。為探討該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，對近4a（2012-2015年）小麥生育期的溫度走向，以及溫度與BNS自交結(jié)實率的關(guān)系進(jìn)行分析。溫度走向結(jié)果分析表明，不同冬、春溫度變化顯著影響B(tài)NS結(jié)實率，暖冬和寒春易降低結(jié)實率，寒冬和暖春可提高結(jié)實率。這些結(jié)果對BNS的影響可能是，暖冬穗發(fā)育加快，進(jìn)入感溫期早，再遇正常年份或暖春，育性轉(zhuǎn)換完成快，結(jié)實率高，反之結(jié)實率低。2014/2015年度屬典型暖冬和寒春氣候特點，故BNS結(jié)實率嚴(yán)重下降。相關(guān)分析結(jié)果表明，BNS的自交結(jié)實率與播種-抽穗的各積溫因子均呈負(fù)相關(guān)，而與翌年3月1日-抽穗的平均溫度≥15℃有效積溫和平均溫度≥15℃的累積日數(shù)呈顯著正相關(guān)；BNS育性轉(zhuǎn)換的溫度閾值為12℃，15℃以上溫度對自交結(jié)實率影響顯著；用兩個正相關(guān)顯著的溫度參數(shù)建立的回歸方程可預(yù)測BNS自交結(jié)實率。研究結(jié)果表明，15℃以上平均氣溫顯著影響溫敏雄性不育小麥BNS的育性轉(zhuǎn)換，平均溫度≥15℃有效積溫和平均溫度≥15℃的累積日數(shù)是兩個重要的BNS育性轉(zhuǎn)換溫度因子參數(shù)。

小麥；BNS雄性不育；自交結(jié)實率；積溫；累積日數(shù)

作物生長發(fā)育受多個氣象因子影響，如光照、溫度、濕度、水分等，但在特定地區(qū)、特定生產(chǎn)條件下，影響作物生長發(fā)育的主導(dǎo)因子是溫度。溫度對作物的影響，不僅是生長速度和器官發(fā)育，還有一些特殊性狀，如水稻、油菜、小麥等作物的溫敏型雄性不育，也主要由溫度控制發(fā)育表現(xiàn)為不育或可育[1-3]。

作物的雄性不育系是雜種優(yōu)勢利用的核心材料，這些雄性不育的個體在小孢子發(fā)育前后對溫度具有不同反應(yīng)，在一種溫度下花粉敗育，另一種溫度下則可能育性恢復(fù)，因此這些不育系也稱“二型”雄性不育系[4]，是目前水稻雄性不育利用的主要類型，也是小麥雄性不育研究的重要類型。

BNS是一個對溫度敏感的小麥二型雄性不育系[5-8]。多年觀察表明，在35°N地區(qū)，若該不育系在10月9日以前播種，其小花分化-小孢子形成一般在翌年3月上旬-下旬[8]，此期多數(shù)年份日平均溫度在12℃以下，因此花粉發(fā)育敗育，表現(xiàn)雄性不育；若在10月10日以后播種，小花分化和小孢子形成在4月上旬，此時溫度已升至12℃以上，這時部分小孢子能夠正常發(fā)育，因此本身可結(jié)出少量種子，稱育性轉(zhuǎn)換；若11月10日以后播種，其小孢子形成在4月中、下旬，此期溫度一般高于15℃，可育花粉發(fā)育比例升高，可滿足自交授粉，稱育性恢復(fù)。BNS的這些表現(xiàn)，多年觀察結(jié)果表明穩(wěn)定[5-7]，但年份間因溫度變化也會出現(xiàn)輕微波動[9]。

小麥雄性不育和育性恢復(fù)的常用指標(biāo)是自交結(jié)實率，在用于生產(chǎn)雜交小麥時，該指標(biāo)要盡可能低，而在BNS自身繁殖時，該指標(biāo)要盡可能高。據(jù)2009年以來的報道，不育期播種的BNS，自交結(jié)實率多數(shù)在3%以下，恢復(fù)良好的BNS自交結(jié)實率在70%左右[5-9]，年份之間的波動，不育期小于2%，恢復(fù)期不超過10%[9]。而2015年BNS的育性波動幅度顯著增大，初步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2015年BNS與前3a相比，多數(shù)播期的自交結(jié)實率下降50%以上，而對應(yīng)這些年份的溫度變化卻有高有低，2011/2012年度為低溫年份[10]，2012/2013為平均年份，2013/2014和2014/2015為偏高溫年份[11]，且2014/2015年度偏高溫年份的自交結(jié)實率比2011/2012年度低溫年份結(jié)實率還低。這些現(xiàn)象表明，BNS對溫度的反應(yīng)，不僅受溫度高低的影響，還可能存在其它方式或影響因素。

關(guān)于溫度影響作物的生長生育，農(nóng)業(yè)氣象中常用指標(biāo)是積溫（accumulated temperature，AT）[12]，也有報道發(fā)現(xiàn)，小麥的生育期與11月-翌年4月的大于20℃平均氣溫的累積日數(shù)（accumulated days，AD）顯著相關(guān)[13]。為了探討2014/2015年度偏高溫年份的自交結(jié)實率顯著下降的原因，本文利用當(dāng)?shù)赜涗浀臏囟荣Y料和近年連續(xù)調(diào)查的BNS的結(jié)實率數(shù)據(jù)，分析兩者的相關(guān)關(guān)系，旨在探究溫度對BNS育性影響的普遍性和特殊性，為該不育系的有效和正確利用提供溫度氣象因子資料。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計和自交結(jié)實率調(diào)查

小麥BNS雄性不育系為現(xiàn)代生物育種河南省協(xié)同創(chuàng)新中心保存材料，2008-2015年每年均從10月1日開始播種，至11月18日結(jié)束，每8d設(shè)一個播期，共7個播期。材料種植于河南新鄉(xiāng)小麥育種基地，每期種植12行，小區(qū)行長2m，行距24cm，株距9cm。自交結(jié)實率的測定方法為，在小麥抽穗后取主莖和高位分蘗穗套羊皮紙帶，每行依次套袋20株，每株套2穗，單穗套，成熟后收取套袋穗，計數(shù)小穗數(shù)和結(jié)實粒數(shù)，每株取2穗的平均數(shù)。自交結(jié)實率的計算，用第1、2小花結(jié)實粒數(shù)計算法，也稱國內(nèi)法，即

自交結(jié)實率（%）=第1、2小花結(jié)實粒數(shù)/（2×有效小穗數(shù)）×100

1.2 氣象資料

氣象資料來自新鄉(xiāng)市氣象局氣象觀測站（距試驗基地約3km），為2011/2012-2014/2015年度小麥生育期間標(biāo)準(zhǔn)氣象資料數(shù)據(jù)，包括每日4次觀測的日平均氣溫和日最高氣溫。

1.3 溫度因子選擇和統(tǒng)計分析

篩選的溫度因子分兩類，一類為平均溫度，分別來自：（1）農(nóng)業(yè)氣象學(xué)：負(fù)積溫（SNT0）、≥0℃積溫（活動積溫，SAT0）、≥3℃積溫（也稱有效積溫，小麥生長臨界溫度，SAT3）。（2）BNS育性轉(zhuǎn)換的臨界溫度：≥8℃積溫（SAT8，不育臨界溫度[5,8]）、≥10℃積溫（SAT10，轉(zhuǎn)換平均溫度[6]）和≥12℃積溫（SAT12，可育臨界溫度[8]）。（3）特殊溫度以上的累積日數(shù)：平均溫度≥10℃累積日數(shù)（SAD10）、平均溫度≥15℃累積日數(shù)（SAD15）；≥0℃最高溫度積溫（SHT0）、≥10℃最高溫度積溫（SHT10）和≥15℃最高溫度積溫（SHT15）。

溫度數(shù)據(jù)與自交結(jié)實率的相關(guān)分析和平均數(shù)差異顯著性檢驗參考文獻(xiàn)[14]，數(shù)據(jù)分析使用Excel軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 2011/2012-2014/2015年度BNS自交結(jié)實率特征和溫度特征

2.1.1 BNS的自交結(jié)實率和溫度數(shù)據(jù)

2012-2015年，連續(xù)4a對BNS套袋，計數(shù)并統(tǒng)計自交結(jié)實率，結(jié)果見表1。由表可看出，2011-2013年各播期中，10月1日和10月9日播種的處理其自交結(jié)實率均較低，該階段為不育播期，10月17日后播種的處理其自交結(jié)實率開始升高，為轉(zhuǎn)換期；至11月10日播種的處理中，其自交結(jié)實率接近70%以上的可育水平，進(jìn)入可育期。但2015年，整個育性轉(zhuǎn)換向后推遲，尤其是第一、二、三播期材料，其自交結(jié)實率與前3a比較，推遲至少2個播期水平，且其可育期的自交結(jié)實率也不及前3a的平均水平。

利用新鄉(xiāng)市氣象站記錄的本地區(qū)溫度數(shù)據(jù)，對2011/2012-2014/2015共4個年度10月1日-翌年4月30日的總積溫進(jìn)行統(tǒng)計，同時統(tǒng)計對BNS育性影響較大的3月和4月的總積溫，結(jié)果見表2。從表可以看出，2011/2012是一個低溫年度，2013/2014和2014/2015是高溫年度，2012/2013是中等年度，與已有報道相同[10-11]。從負(fù)積溫上看，2012/2013年度數(shù)值最大，為-86.5，2011/2012年度次之，為-46.6，2014/2015年度是暖冬，僅-3.6。將自交結(jié)實率與溫度相聯(lián)系，不難看出，不同年度之間自交結(jié)實率差異很大，2011/2012與2014/2015比較，前者總積溫比后者少1/3，但同播期的結(jié)實率，反而高1倍還多；2013/2014與2014/2015積溫大體一致，但2013/2014可育率比2014/2015普遍高，最后一個播期11月18日，2013/2014是2014/2015的1.6倍，10月17日播期的BNS可育率，2013/2014是2014/2015的16倍，10月25日播期的可育率，2013/2014是2014/2015的7.8倍。

表1 2011-2015年歷年不同播期BNS的自交結(jié)實率（%,平均值±均方差）

注：- 表示由于沒有取樣而無數(shù)據(jù)。

Note: “-” means no data due to no sampling.

表2 2011-2015歷年小麥生育期間兩個時間段的總積溫和負(fù)積溫（℃·d）

2.1.2 2011/2012-2014/2015年度溫度走向分析

為進(jìn)一步考察不同年度之間溫度的變化，將2011/2012-2014/2015共4個年度新鄉(xiāng)地區(qū)10月1日-翌年4月30日的平均溫度制成走向圖，從圖1中可看出，2012/2013年度的寒冬和2014/2015年度的暖冬、2012/2013年度春季的溫度劇變、2014/2015年度春季的溫度平穩(wěn)和低位走勢。這些特點反映到對育性的影響上，就會出現(xiàn)各年度的特有自交結(jié)實率。2014/2015年度，越冬期（12月3日-翌年2月15日）溫度曲線基本在0℃以上，僅少數(shù)幾天在0℃以下，3月溫度開始回升，但該年度的溫度曲線保持在低位運行，變幅較小，未出現(xiàn)2012/2013年度的極端高溫或低溫，也未出現(xiàn)2011/2012年春季的較高溫度。2014/2015年度的溫度特點對BNS的影響可能是，冬季生長不停止，發(fā)育提前，年后較早進(jìn)入感溫期，但感溫期氣溫仍低于不育溫度，因此不能完成育性轉(zhuǎn)換，包括10月中下旬播期的材料，其育性普遍下降。而2012/2013年度卻正相反，越冬期溫度偏低，發(fā)育延遲，進(jìn)入感溫期較晚，正遇上春季高溫較多，變幅大，因此小麥自交結(jié)實率升高，也是4a中自交結(jié)實率最高的年份；2011/2012為低溫年度，總積溫最低，但低溫主要發(fā)生在3月中旬以前，此后仍有較高的溫度出現(xiàn)，因而BNS保持了較高的自交結(jié)實率。

2.2 不同播期BNS育性與積溫的相關(guān)性分析

2.2.1 BNS育性與播種-抽穗期積溫

2011/2012-2014/2015年度BNS的7個播期（見表1）播種-抽穗期各溫度因子數(shù)據(jù)見表3，將這些數(shù)據(jù)分別與對應(yīng)播期自交結(jié)實率作相關(guān)分析，結(jié)果見表4。從表4可看出，11個溫度因子與BNS的自交結(jié)實率均呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。

積溫和溫度積累日數(shù)與自交結(jié)實率的負(fù)相關(guān)關(guān)系的統(tǒng)計學(xué)意義是，積溫越高自交結(jié)實率越低。顯然該意義與BNS的溫敏特性不一致。BNS不育特性是在低溫下不育，高溫下誘導(dǎo)可育[5,8]，因此該結(jié)果不能解釋BNS的不育生物學(xué)特性。產(chǎn)生該結(jié)果的原因主要是由于10月份的高積溫，而該積溫，晚播期的材料不能共享，早播期的材料也不是感溫期，因此，播種-抽穗期溫度因子在解釋與自交結(jié)實率特性上無本質(zhì)意義。

負(fù)積溫在每個播期中數(shù)據(jù)都相同，故不作相關(guān)分析。

2.2.2 BNS的育性與3-4月積溫

據(jù)已有研究報道，BNS育性恢復(fù)對溫度的感應(yīng)期是在雌雄蕊分化期及以后[5-8]，第一播期（10月1日）的BNS發(fā)育到該時期在3月上旬，因此，3月及以后臨界以上溫度才是誘導(dǎo)BNS育性轉(zhuǎn)換的有效溫度。表4是BNS的7個播期4個年度的3月和4月期間11個溫度因子的數(shù)據(jù)及與各播期的自交結(jié)實率的相關(guān)性。從表4可看出，各溫度因子與自交結(jié)實率呈顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系，該結(jié)果與BNS的高溫誘導(dǎo)可育的感溫特點相吻合。

表3 各年度7個播期BNS播種-抽穗期不同閾值溫度因子統(tǒng)計值及其與自交結(jié)實率的相關(guān)性

注：R為相關(guān)系數(shù)。t26,0.05=2.056，t26,0.01=2.779。*P＜0.05，**P＜0.01。AT為平均溫度的活動積溫，HT為最高溫度的活動積溫，AD為≥閾值平均溫度的累計天數(shù)。下同。

Note:R means correlation coefficient. t26,0.05=2.056, t26,0.01=2.779.*is P＜0.005,**is P＜0.001. AT means the active accumulated temperature of average temperature, HT means the active accumulated temperature of the highest temperature, and AD means the accumulated days of ≥15℃ threshold average temperature. The same as below.

表4 各年度不同播期3-4月不同閾值溫度因子統(tǒng)計值及其與自交結(jié)實率的相關(guān)性

2.2.3 BNS育性與3-4月≥15℃溫度因子

雖然3-4月的11個溫度因子與自交結(jié)實率均呈顯著正相關(guān)關(guān)系，但分析表4的數(shù)據(jù)可知，這11個因子中僅4個因子的溫度參數(shù)在播期之間的變化趨勢與自交結(jié)實率變化趨勢一致，該4個因子是平均溫度≥12℃有效積溫（SAT12）、平均溫度≥15℃有效積溫（SAT15）、最高溫度≥15℃有效積溫（SHT15）和最高溫度≥15℃的累積日數(shù)（SAD15），而其它因子則表現(xiàn)為2011/2012年度比2014/2015低，因此不能解釋2011/2012年度自交結(jié)實率高于2014/2015年度的現(xiàn)象。

為了比較上述4個溫度因子的作用，將表4中該4個因子的數(shù)據(jù)作方差分析并檢驗各年度平均數(shù)的差異顯著性，結(jié)果見表5。從表5可以看出，自交結(jié)實率平均數(shù)在前3個年度差異不顯著，而2015年與其它年份比較則差異極顯著；SAT12因子在2011/2012年度與2014/2015年度差異有顯著的結(jié)果（BC），也有不顯著結(jié)果（CC），因此認(rèn)為SAT12因子是溫度過渡因子；而另3個因子，2011/2012與2014/2015之間差異呈極顯著，說明≥15℃平均溫度因子和最高溫度因子對BNS的自交結(jié)實率影響均達(dá)極顯著水平。最高溫度因子中SHT15與自交結(jié)實率顯著相關(guān)，但SHD15與之相關(guān)不顯著，說明該溫度指標(biāo)具有不穩(wěn)定性，與SAT12對自交結(jié)實率的相關(guān)水平相近?？梢?，在相關(guān)分析的顯著因子中，僅兩個參數(shù)，即SAT15和SAD15，與BNS自交結(jié)實率相關(guān)顯著且穩(wěn)定，二者實際上是≥15℃的平均氣溫一個因子的兩種表現(xiàn)形式。因此，15℃以上平均氣溫是顯著影響溫敏雄性不育小麥BNS育性轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵氣象因子。

表 5 年度間自交結(jié)實率和3-4月溫度因子的差異顯著性

注：多重比較的F臨界值，F(xiàn)3,18,0.05=3.16，F(xiàn)3,18,0.01=5.09；同列不同大寫字母表示年度間在0.01水平上的差異顯著性。

Note: Fcritical valuefor multiple comparisons，F(xiàn)0.05=3.16, F0.01=5.09. Capital letter in same column indicates the difference significance among years at 0.01 level.

2.3 ≥15℃溫度因子的回歸分析和需求估計

上述分析最后篩選出15℃以上平均氣溫的兩個參數(shù)，SAT15和SAD15與BNS的自交結(jié)實率具有顯著且穩(wěn)定的線性相關(guān)關(guān)系，因此利用該相關(guān)關(guān)系能夠建立回歸方程，對自交結(jié)實率和溫度需求作出預(yù)測和估計[13]。根據(jù)表3和表4數(shù)據(jù)建立自交結(jié)實率（X）與SAT15和SAD15溫度數(shù)據(jù)（Y）的回歸關(guān)系，見表6。從表6可以看出，4a和2014/2015年數(shù)據(jù)建立的回歸方程均達(dá)極顯著水平。由于4a模型包括2014/2015年數(shù)據(jù)，因而代表性更強，但因2015年是特殊年份，建立的模型也有重要參考意義。表6還列出了期望結(jié)實率下對應(yīng)的SAT15和SAD15估計值，這些估計值同樣可用于自交結(jié)實率的預(yù)測。期望結(jié)實率的意義是，期望一個結(jié)實率（X），能估計出該結(jié)實率需要的最少的平均溫度≥15℃的積溫數(shù)和累積日數(shù)。例如，若期望BNS自交結(jié)實率達(dá)到50%，則各播期的BNS越冬-抽穗期平均溫度≥15℃的積溫約需360℃·d，平均溫度≥15℃累積日數(shù)需17～20d；若期望自交結(jié)實率達(dá)到80%，兩個參數(shù)估計值分別是470℃·d和21d，若在生育期的3-4月，該兩個參數(shù)大于該數(shù)值，表明結(jié)實率會提高，反之則為達(dá)不到期望結(jié)實率[13]。

表6 基于回歸方程計算不同自交結(jié)實率（X）期望值對應(yīng)的SAT15和SAD15

3 討論與結(jié)論

BNS是一個對溫度敏感的雄性不育系，多年的觀察和研究發(fā)現(xiàn)該不育系是一個主體受溫度控制的不育類型，感溫期在雌雄蕊分化以后-抽穗，日平均溫度低于8℃表現(xiàn)不育，8～12℃是轉(zhuǎn)換期，高于12℃育性恢復(fù)[5-8]。秦志英等[9]研究發(fā)現(xiàn)，年度之間的溫度波動，使相同播期的BNS自交結(jié)實率也會出現(xiàn)小幅波動。但本研究發(fā)現(xiàn)2015年BNS又出現(xiàn)了新的育性特點，生育期內(nèi)總積溫較高，而自交結(jié)實率顯著下降，該現(xiàn)象過去未見報道。用最近4a的活動積溫、有效積溫、≥10℃和≥15℃溫度累積日數(shù)等溫度因子參數(shù)與各播期的自交結(jié)實率建立聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)BNS育性轉(zhuǎn)換，不僅與溫度高低有關(guān)，也與不同冬春溫度特征及組合有關(guān)，還發(fā)現(xiàn)特殊溫度積累日數(shù)與BNS的自交結(jié)實率有顯著的相關(guān)關(guān)系。

（1）15℃以上平均氣溫顯著影響B(tài)NS的育性轉(zhuǎn)換

模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，BNS的自交結(jié)實率，與播種-抽穗期間的總積溫?zé)o實質(zhì)性相關(guān)，而與3月-抽穗期≥15℃平均氣溫的有效積溫顯著相關(guān)，與最高氣溫≥15℃的有效積溫也顯著相關(guān)。該結(jié)果說明，BNS在3月以后對溫度即開始敏感，第一、第二播期（10月1、9日）的BNS至3月1日的生長發(fā)育期是小花分化中期，因此認(rèn)為，BNS的感溫期是小花分化期，該結(jié)果與李羅江等的滑動積溫法研究結(jié)果一致[5]。相關(guān)分析得出與自交結(jié)實率顯著正相關(guān)的溫度參數(shù)是SAT12、SAT15、SAD15和SHT15，說明12℃是BNS育性轉(zhuǎn)換為完全可育的起始溫度，≥15℃是顯著作用溫度，該結(jié)果揭示出BNS育性轉(zhuǎn)換溫度的一個新特征。

（2）冬春溫度變化顯著影響B(tài)NS結(jié)實率

研究還發(fā)現(xiàn)，不同的冬春溫度變化也顯著影響B(tài)NS的結(jié)實率。農(nóng)業(yè)氣象上，總積溫在年份之間一般變化較小，四季之間互相補充。但全年內(nèi)的各階段，自然溫度的變化卻較大，如暖冬和寒冬、暖春和倒春寒等現(xiàn)象時有發(fā)生。這些變化對植物個體來說，影響的僅是生長發(fā)育速度，但對溫度敏感的特性來說，就會影響性狀表達(dá)，BNS的雄性不育性就是這種極易受溫度影響的性狀。分析近4a冬春溫度變化與結(jié)實率的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)暖冬易降低可育性，寒冬保持正?？捎?，暖春提高可育性，寒春降低可育性，且不同冬春溫度組合對結(jié)實率均有影響。該結(jié)果很好地解釋了2014/2015年度總積溫較高，但BNS的自交結(jié)實率顯著低于總積溫較低的2011/2012年度的現(xiàn)象。冬春溫度組合對BNS育性影響的生長發(fā)育原理是，冬季溫度偏低，穗分化延遲，進(jìn)入感溫期晚，此時溫度一般都較高，因而育性轉(zhuǎn)換較好，自交結(jié)實率較高，2012/2013年度即具有該氣候特點；若冬季溫度較高，BNS發(fā)育較快，進(jìn)入感溫期較早，若春季溫度也較高，則仍保持較高育性，2011/2012年度具有該溫度特點；若遇春季低溫，感溫期的幼穗較長時間處在不育溫度之下，因此育性轉(zhuǎn)換必然后移，自交結(jié)實率整體下降，2015年具有該氣候特點。因此，在氣象上，BNS的自交結(jié)實率與冬、春季溫度高低關(guān)系密切，與冬、春季溫度交替配合也十分密切。

（3）特殊溫度閾值以上的積累日數(shù)是一個重要的溫度氣象因子參數(shù)

積溫在農(nóng)業(yè)氣象學(xué)中是一個重要的溫度因子，積溫學(xué)說對作物生長發(fā)育階段的解釋在農(nóng)業(yè)氣象學(xué)中具有重要地位。小麥的溫光反應(yīng)是累積效應(yīng)[15]，但研究中常發(fā)現(xiàn)總積溫與小麥生長發(fā)育和生育期并不總是相關(guān)，如研究曾發(fā)現(xiàn)小麥的生育期和成熟期與生育期內(nèi)的總積溫不相關(guān)，而與11月-翌年4月≥15℃的累積日數(shù)SAD15和高于20℃的累積日數(shù)SHD20顯著相關(guān)[13]，本研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)溫敏雄性不育BNS的結(jié)實率與總積溫?zé)o本質(zhì)聯(lián)系，而與翌年3月和4月15℃以上平均溫度相關(guān)因子相關(guān)，其中有≥15℃的累積日數(shù)SAD15。用該因子與自交結(jié)實率建立的回歸方程，相關(guān)性檢驗達(dá)極顯著水平，并可有效預(yù)測自交結(jié)實率和估計某一結(jié)實率下最少的溫度需求。因此，特殊溫度閾值以上的累積日數(shù)也是一個重要的溫度氣象因子形式。積溫和累積日數(shù)，雖然都在同一個溫度閾值水平下，但二者不是同一個概念，高積溫不一定有高累積日數(shù)，相同積溫，劇變溫度會產(chǎn)生高累積日數(shù)。高累積日數(shù)可顯著促進(jìn)生長發(fā)育，包括BNS的育性轉(zhuǎn)換，如2011/2012年度的3月和4月總積溫較低，但SAD15較高，比2014/2015年度多4～8d，因此自交結(jié)實率較高。因此，某一溫度閾值的累積日數(shù)是一個新的對作物生長發(fā)育有重要影響的溫度參數(shù)，該參數(shù)概念明確，統(tǒng)計簡便，應(yīng)用有效，隨著研究的深入，應(yīng)會發(fā)現(xiàn)有更多的作物及其發(fā)育特性與該參數(shù)相關(guān)。

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Average Temperature above 15℃ Significantly Affect Fertility Conversion of Thermo-sensitive Male Sterile Wheat BNS

DU Li-jun1,2, SUN Hai-yan1, SU Qing1, BA Ai-li1, LI You-yong1

(1.Henan Institute of Science and Technology/Collaborative Innovation Center of Modern Biological Breeding, Xinxiang, Henan Province, 453003, China；2.Xinxiang Meteorological Bureau，Xinxiang 453003)

The BNS sterile line is sensitive to temperature. It becomes infertile in the low temperature of sensitive period but restores fertility in high temperature. The fact has been found that the temperature of wheat growth stage is higher in 2014-2015 cultivation periods however the setting rate of BNS autocopuation is 50% lower than colder 2011-2012 cultivation period. In order to probe the reason resulting in the above phenomenon, it was analyzed that how the temperature of wheat growth stage altered and what were the relationship between temperature alteration and setting rate of self cross during 2012-2015. Based on the temperature changes, it was discovered that different winter/spring temperature alteration significantly influenced the setting rate of BNS sterile line, namely, warm winter and cold spring could result in less setting rate but cold winter and warm spring could increase setting rate of the line. The phenomenon may be because that warm winter promoted wheat ear development rate and beginning of sensitive period, along with normal or warm spring, which results in more rapid appearance of reproductive growth and higher setting rate, and vice versa. Therefore the typical warm winter and cold spring in 2014/2015 cultivation period brought the serious decline of setting rate. Further correlation analysis shows that, in the BNS line, the setting rate of self cross is negatively correlated with the accumulated temperatures during sow-ear stages, but positively correlated with≥15℃ average effective accumulated temperature and accumulated days of average ≥15℃ after March 1 of second year. The threshold temperature of fertility transformation is 12℃, and ≥15℃would significantly influence setting rate. It was also found that the regression equation which based on two significantly positive temperature parameters might predict the setting rate of BNS sale sterile line. In short, the≥15℃ average temperature obviously affected reproductive transformation of the BNS temperature-sensitive sterile wheat, and average ≥15℃ effective accumulative temperature and accumulated days of average ≥15℃ date were the two important parameters of the BNS reproductive transformation.

Wheat; BNS male sterility; Self-seedsetting rate; Accumulated temperature; Accumulateddays

10.3969/j.issn.1000-6362.2016.05.008

2016-01-29**

。E-mail: liyouyong@163.com

河南省基礎(chǔ)與前沿項目（162300410136）

杜黎君（1963-），女，工程師，主要從事農(nóng)業(yè)氣象研究。E-mail: dulijun1963@yahoo. com. cn