BNS和BNS366小麥雄性不育與內(nèi)源激素的關(guān)系

劉海英，馮必得，茹振鋼，陳向東，黃培新，邢晨濤，潘茵茵，甄俊琦

1河南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453007；2河南科技學(xué)院小麥中心，河南新鄉(xiāng) 453003

0 引言

【研究意義】BNS為光照輔助的溫敏型小麥雄性不育系[1]，在河南新鄉(xiāng)地區(qū)于9月23日至10月17日播種，可致徹底雄性不育，在11月18日以后播種則雄性育性恢復(fù)為完全可育狀態(tài)[2]，BNS366由BNS與常規(guī)小麥品種鄭麥366飽和回交選育而成，其育性轉(zhuǎn)換規(guī)律與BNS一致[3]，目前，已利用BNS和BNS366篩選出小麥強(qiáng)優(yōu)勢雜交組合[4-5]，在小麥二系法雜交制種中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，研究BNS和BNS366花粉敗育的生理機(jī)制，對防控不同年際異常氣溫可能引起的育性波動(dòng)、小麥幼穗發(fā)育過程中的栽培管理等具有重要的理論參考意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】發(fā)育中的BNS和 BNS366幼穗對低溫敏感，前人對其低溫敏感期的研究結(jié)果基本一致，均集中在小花原基分化期至四分體期之間，尤其是雌雄蕊原基分化期至四分體期之間[1,6-8]，其花粉敗育的關(guān)鍵期為單核靠邊期[2,9-10]。雄性不育的發(fā)生與植物內(nèi)源激素的變化有密切的關(guān)系[11-12]。柏斌等[13]研究發(fā)現(xiàn)，隨著低溫時(shí)間的延長，水稻光溫敏不育系（葉片中 IAA、GA的含量及GA/ABA比值下降幅度較大）的雄性不育程度也較大。湯繼華等[14]指出在小花分化期和性器官形成期，玉米溫敏核雄性不育系瓊6Qms葉片和花藥組織中的IAA含量較低。與在可育播期播種相比，在不育播期播種的小麥溫敏不育系C412S、C050S、C010S和C49S幼穗和花藥中IAA、GA、ABA和茉莉酸（jasmonic acid，JA）含量不足，ZR含量過剩，常規(guī)對照品種在播種期間的變化不大[15-16]。張自剛等[17]發(fā)現(xiàn)，在四分體期至三核期，與BNS可育幼穗相比，單核期不育幼穗中的IAA、GA3和ZR含量較低，ABA含量較高，三核期不育幼穗的ABA和ZR含量較高，GA3含量則較低；IAA/GA3、ABA/GA3值較高，IAA/ABA值較低。張艷玉等[18]指出，在雌雄蕊分化期至三核期，與 BNS可育株相比，不育株葉片、幼穗和花藥的IAA、ABA和GA含量（在大部分時(shí)期）均較低；IAA／ABA、IAA／GA和ABA／GA激素比例浮動(dòng)較大?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】比較BNS不育株和可育株小孢子發(fā)育過程中內(nèi)源激素的變化已有報(bào)道，但涉及 BNS系列不同品系，且以常規(guī)對照品種，尤其是其近等基因系為對照的內(nèi)源激素規(guī)律性變化仍缺乏研究?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究在大田條件下，選用溫敏雄性不育系BNS和BNS366為材料，分別以常規(guī)小麥品種矮抗58和鄭麥366（BNS366的近等基因系）為對照，于10月10日（正常秋季播種）和12月2日（晚播）播種，通過對雌雄蕊原基分化期至三核期的葉片，雌雄蕊原基分化期至四分體的幼穗、單核中位期至三核期的花藥中內(nèi)源激素變化共性特征的分析，研究正常秋季播種條件下，春季低溫對BNS系列小麥小孢子發(fā)育的調(diào)控作用，深入認(rèn)識內(nèi)源激素調(diào)控其花粉敗育的作用機(jī)制，為其花粉育性調(diào)控提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2018—2019年在河南師范大學(xué)小麥試驗(yàn)田進(jìn)行，試驗(yàn)地為砂質(zhì)壤土，0—30 cm土層的有機(jī)質(zhì)含量為 10.9 g·kg-1，全氮含量為 0.78 g·kg-1，堿解氮含量為 60.5 mg·kg-1，有效磷含量為 31.2 mg·kg-1，速效鉀含量為 92.2 mg·kg-1。播種前施入大豆餅肥6 000 kg·hm-2，史丹利三安復(fù)合肥（18-18-18）折合為純氮 100 kg·hm-2、P2O5100 kg·hm-2和 K2O 100 kg·hm-2，拔節(jié)期追施純氮 100 kg·hm-2，栽培管理措施同大田。

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，品種組合為主區(qū)，播期為副區(qū)。試驗(yàn)設(shè)2個(gè)試驗(yàn)組，分別為矮抗58/BNS試驗(yàn)組（對照品種矮抗58和溫敏小麥雄性不育系BNS，前者為常規(guī)小麥品種，分別以1和2表示）和鄭麥366/BNS366試驗(yàn)組（對照品種鄭麥366和溫敏小麥雄性不育系BNS，前者為BNS366的近等基因系，分別以3和4表示），種子均由河南科技學(xué)院小麥中心提供。均設(shè)置正常秋季播種（2018年10月10日播種）和晚播（2018年12月2日）2個(gè)播期。試驗(yàn)小區(qū)面積4.5 m2（小區(qū)長3 m，寬1.5 m，種植6行，行距0.25 m，株距0.1 m，30株/行），隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。

1.2 測定項(xiàng)目及方法

1.2.1 花粉育性鑒定 在小麥開花期上午 9：00—10：00，隨機(jī)選取10株，并取其主莖穗置于FAA（即福爾馬林-醋酸-酒精液，由50%酒精90 mL、冰醋酸5 mL、福爾馬林5 mL配制而成）固定液中，0.034×105Pa抽真空30 min，4℃固定24 h，用70%乙醇置換固定液30 min后，轉(zhuǎn)入70%乙醇中保存?zhèn)溆?。參照劉海英等[10]方法進(jìn)行 I2-KI法染色、制片、觀察和花粉育性統(tǒng)計(jì)。

可育花粉率=可育花粉數(shù)/花粉總數(shù)×100%。花粉育性統(tǒng)計(jì)結(jié)果取平均值。參照陳佳娜等[19]不育花粉率分級標(biāo)準(zhǔn)判斷花粉不育程度，在本試驗(yàn)條件下，需將不育花粉率換算為花粉可育率相應(yīng)參考數(shù)值后，再輔助進(jìn)行花粉不育程度判斷。

以花粉可育率-Δ（%）判斷在正常秋季播種條件下，與晚播相比，花粉可育率提高的程度?；ǚ劭捎?Δ（%）=[（正常秋季播種條件下花粉可育率-晚播條件下花粉可育率）/晚播條件下花粉可育率]×100%。由不同材料2個(gè)播期下花粉可育率計(jì)算求得，3次重復(fù)，取平均值。

1.2.2 自交結(jié)實(shí)率測定 在小麥抽穗后開花前各隨機(jī)取10株套硫酸紙袋，每株套主莖穗，成熟期按國內(nèi)法、國際法調(diào)查和統(tǒng)計(jì)自交結(jié)實(shí)率，取平均值。結(jié)實(shí)率計(jì)算公式[20]分別為：

結(jié)實(shí)率（%）=（每小穗基部兩朵小花結(jié)實(shí)數(shù)/小穗數(shù)×2）×100%（國內(nèi)法）；

結(jié)實(shí)率（%）=（穗粒數(shù)/小穗數(shù)×2）×100%（國際法）。

1.2.3 內(nèi)源激素含量測定 參照于振文[21]、崔金梅等[22]方法確定小麥穗分化時(shí)期的標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合田間形態(tài)和顯微觀察確定發(fā)育時(shí)期，在雌雄蕊原基分化期（Ⅰ：幼穗長度0.3 cm以下，植株基部第一節(jié)間伸長約1.0 cm；顯微觀察可見幼穗中部小穗基部第1位小花中央出現(xiàn)3個(gè)半球狀雄蕊原基突起，中間出現(xiàn)一雌蕊原基突起，其他時(shí)期均取此部位進(jìn)行有關(guān)花器官觀察）、藥隔期（Ⅱ：幼穗長度0.8—1.0 cm，旗葉抽出倒二葉葉鞘一半；顯微觀察可見雄蕊原基出現(xiàn)縱溝）、四分體期（Ⅲ：正常秋季播種條件下幼穗長度7.0—8.0 cm，晚播條件下幼穗長度4.0—5.5 cm，旗葉與倒二葉葉枕距2.0—4.0 cm，莖稈中部略膨脹；顯微觀察可見四分體）、單核中位期（Ⅳ：花藥乳白色長度為1—2 mm，顯微觀察可見單核花粉粒，細(xì)胞核居中）、單核靠邊期（Ⅴ：花藥淺綠色，長度約為 3 mm，穗芒伸出旗葉鞘1.0 cm；顯微觀察可見單核花粉粒，細(xì)胞核位于萌發(fā)孔對側(cè)）、二核期（Ⅵ：花藥綠色，長度大約 4 mm，穗抽出旗葉鞘一半，也叫“露臉期”或“抽穗期”；DAPI法染色顯微觀察可見 2個(gè)細(xì)胞核位于萌發(fā)孔對側(cè)）和三核期（Ⅶ：花藥黃色，長度約為5 mm，穗剛完全抽出旗葉鞘；DAPI法染色顯微觀察可見3個(gè)細(xì)胞核，一個(gè)較大為營養(yǎng)核，另外2個(gè)較小為點(diǎn)狀精核位于營養(yǎng)核附近）等7個(gè)時(shí)期的上午9：00—10：00取樣，時(shí)期判定的可靠程度為高度可靠，具體取樣日期和取樣期間的溫度分別見表1和圖1。在7個(gè)時(shí)期取主莖功能葉（四分體期之前為最新展開葉，四分體期之后為旗葉）；在雌雄蕊原基分化期和藥隔期取主莖及大分蘗幼穗（每單株取1個(gè)主莖穗和2個(gè)最大的分蘗穗）；在四分體期取主莖及大分蘗幼穗中部小穗（分別去除上部和下部各6個(gè)小穗后剩余的中部小穗）；在小孢子發(fā)育的4個(gè)時(shí)期（單核中位期、單核靠邊期、二核期和三核期）剝?nèi)≈髑o及大分蘗幼穗中部小穗第1、2位小花的花藥，樣品充分混勻后稱重，液氮冷凍30 min后轉(zhuǎn)入-80℃保存?zhèn)溆谩２捎瞄g接酶聯(lián)免疫（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）法測定生長素（吲哚-3-乙酸，indole-3-acetic acid，IAA）、赤霉素（赤霉酸，gibberellin acid，GA）、玉米素核苷（zeatin riboside，ZR）、脫落酸（abscisic acid，ABA）、油菜素內(nèi)酯（brassinolide，BR）和茉莉酸甲酯（methyl jasmonate，MeJA）6種內(nèi)源激素含量，試驗(yàn)所用試劑盒由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)作物化控室提供，每樣品測定3次，取平均值。

以內(nèi)源激素含量-Δ（%）判斷在正常秋季播種條件下，與晚播相比，激素含量提高的程度。

內(nèi)源激素含量-Δ（%）=[（正常秋季播種條件下激素含量—晚播條件下激素含量）/晚播條件下激素含量]×100%。由不同材料同時(shí)期 2個(gè)播期下激素含量計(jì)算求得，3次重復(fù)，取平均值。

1.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)，采用S-N-K法進(jìn)行多重比較，采用獨(dú)立樣本T-檢驗(yàn)進(jìn)行2組數(shù)據(jù)差異性分析，用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及作圖。

2 結(jié)果

2.1 發(fā)育進(jìn)程與溫度分析

由表1和圖1可知，BNS和BNS366與常規(guī)對照品種發(fā)育階段基本吻合，不同之處在于二者比常規(guī)對照品種在 2個(gè)播期條件下發(fā)育進(jìn)程均略快。BNS和BNS366正常秋季播種條件下，在雌雄蕊原基分化期取樣，即在3月5日，日平均溫度為11.9℃，但之后連續(xù)5 d，日平均溫度均低于11.4℃；在晚播條件下，于雌雄蕊原基分化期取樣，即在3月20日，日平均溫度為17.5℃，且在此之前連續(xù)5 d，溫度在14.2—18.4℃，其中3 d均高于15.9℃。

表1 不同材料不同發(fā)育時(shí)期具體取樣日期Table 1 The exact sampling dates of different materials in different development stages (month/day)

2.2 溫敏核不育小麥和常規(guī)對照材料的育性表現(xiàn)

表2 小麥育性表現(xiàn)Table 2 Fertility performance of wheat

由試驗(yàn)材料育性表現(xiàn)觀察分析結(jié)果（圖2和表2）可知，10月 10日播種的溫敏核不育小麥 BNS和BNS366花粉均達(dá)到全不育水平（花粉可育率為0），自交結(jié)實(shí)率均為0，表現(xiàn)完全不育；12月2日播種的溫敏核不育小麥BNS和BNS366花粉分別達(dá)到低不育（花粉可育率31%—50%）和正?？捎ɑǚ劭捎剩?0%）水平，國內(nèi)法和國際法自交結(jié)實(shí)率為43.12%—67.94%，表現(xiàn)正?？捎?，與10月10日播種的BNS和BNS366相比，12月2日播種的小麥育性提高。而同期播種的對照矮抗58和鄭麥366花粉均達(dá)到正?？捎剑瑖鴥?nèi)法自交結(jié)實(shí)率為73.90%—82.31%，國際法自交結(jié)實(shí)率為96.54%—139.26%，播種期間育性表達(dá)穩(wěn)定，差異不顯著。BNS和BNS366分別與矮抗58和鄭麥366相比，正常秋季播種條件下比晚播條件下花粉可育率提高百分率（花粉可育率-Δ）均極顯著降低。因此10月10日播種的BNS和BNS366材料樣本后期表現(xiàn)不育，分別用BNS-S和BNS366-S表示，12月2日播種的BNS和BNS366材料樣本后期表現(xiàn)可育，分別用BNS-F和BNS366-F表示。在上述2個(gè)播期播種的矮抗58和鄭麥366材料樣本后期均表現(xiàn)可育，分別用矮抗58-F1、矮抗58-F2、鄭麥366-F1和鄭麥366-F2表示。矮抗58和鄭麥366可分別作為BNS和BNS366的常規(guī)對照品種，進(jìn)行后續(xù)內(nèi)源激素含量動(dòng)態(tài)變化的分析。

2.3 溫敏核不育小麥和常規(guī)對照材料內(nèi)源激素含量的動(dòng)態(tài)變化

2.3.1 溫敏核不育小麥和常規(guī)對照材料 IAA含量的動(dòng)態(tài)變化 小麥葉片中IAA含量（表3）基本呈“W”形變化趨勢。晚播條件下，BNS和BNS366與常規(guī)對照品種相比無規(guī)律性差異。與晚播相比，正常秋季播種對2個(gè)常規(guī)對照品種在整個(gè)小麥幼穗發(fā)育過程中具有普遍的升高效應(yīng)（在單核靠邊期對鄭麥366-F1具有降低效應(yīng)除外）；對BNS-S和BNS366-S在雌雄蕊原基分化期和藥隔期具有升高效應(yīng)，對BNS-S在四分體期和單核靠邊期具有降低效應(yīng)，對BNS366-S在單核中位期、二核期和三核期具有升高效應(yīng)。分別與矮抗58IAA-Δ和鄭麥 366IAA-Δ（Δ為正常秋季播種條件下比晚播條件下激素含量提高百分率，下同）相比，BNSIAA-Δ在四分體期、單核靠邊期和三核期較低，BNS366IAA-Δ在雌雄蕊原基分化期較低，在單核中位期和單核靠邊期較高，表明BNS-S和BNS366-S葉片中IAA含量在幼穗發(fā)育早期階段，分別在四分體期和雌雄蕊原基分化期，均存在不足現(xiàn)象（下文中有關(guān)激素含量的盈虧狀況的判斷，均按此邏輯推理）。2個(gè)試驗(yàn)組小麥葉片IAA含量與可育花粉率在二核期顯著負(fù)相關(guān)；IAA-Δ與可育花粉率-Δ之間均無顯著相關(guān)關(guān)系。

小麥幼穗中IAA含量（表3）呈逐漸下降的變化趨勢。晚播條件下，BNS和BNS366與常規(guī)對照品種相比無規(guī)律性差異。正常秋季播種條件下，小麥幼穗中 IAA 含量一般較高。分別與矮抗 58IAA-Δ和鄭麥366IAA-Δ相比，BNSIAA-Δ在雌雄蕊原基分化期較高，BNS366IAA-Δ在雌雄蕊原基分化期較低，表明BNS-S和BNS366-S幼穗中IAA含量無一致盈虧特征。2個(gè)試驗(yàn)組小麥幼穗IAA含量與可育花粉率，IAA-Δ與可育花粉率-Δ之間均無顯著相關(guān)關(guān)系。

小麥花藥中IAA含量（表3）呈逐漸上升（矮抗58/BNS試驗(yàn)組）或先下降再上升（鄭麥366/BNS366試驗(yàn)組，最低點(diǎn)出現(xiàn)在單核靠邊期）的變化趨勢。晚播條件下，與常規(guī)對照品種相比，BNS-F和BNS366-F花藥中IAA含量在二核期和三核期均較低。與晚播相比，正常秋季播種對花藥中IAA含量的影響表現(xiàn)為：對矮抗 58-F1在單核中位期和單核靠邊期，對鄭麥366-F1在單核靠邊期和三核期具有提高效應(yīng)，對二者在二核期均有降低效應(yīng)；對BNS-S在單核靠邊期和二核期，對BNS366-S在二核期和三核期均具有升高效應(yīng)，對 BNS-S在三核期具有降低效應(yīng)。分別與矮抗58IAA-Δ和鄭麥 366IAA-Δ相比，BNSIAA-Δ在單核中位期和三核期較低，在二核期較高，BNS366IAA-Δ在單核靠邊期較低，在二核期較高，表明 BNS-S和BNS366-S花藥中IAA含量分別在較早的單核中位期和單核靠邊期不足，在較晚的二核期均有盈余。2個(gè)試驗(yàn)組小麥花藥IAA含量與可育花粉率，IAA-Δ與可育花粉率-Δ之間均無顯著相關(guān)關(guān)系。

表3 小麥幼穗發(fā)育過程中IAA含量的動(dòng)態(tài)變化Table 3 Dynamic changes of IAA content during developmental stages of wheat young panicle (ng·g-1 FW)

2.3.2 溫敏核不育小麥和常規(guī)對照材料GA含量的動(dòng)態(tài)變化 小麥葉片中GA含量（表 4）在晚播條件下呈逐漸增加的變化趨勢，在早播條件下則為單峰或雙峰曲線變化。晚播條件下，與常規(guī)對照品種相比，BNS-F葉片中GA含量無規(guī)律性差異，BNS366-F在雌雄蕊原基分化期較高，在四分體期至二核期較低，2組試驗(yàn)材料之間未發(fā)現(xiàn)一致的差異特征。與晚播相比，正常秋季播種條件下小麥葉片GA含量一般較高；對矮抗58-F1在單核中位期和二核期具有降低效應(yīng)，對鄭麥366-F1在單核靠邊期之后無顯著影響；對BNS-S在單核靠邊期具有降低效應(yīng)，對BNS-S和BNS366-S在雌雄蕊原基分化期、二核期和三核期均無顯著影響。分別與矮抗58GA-Δ和鄭麥366GA-Δ相比，BNSGA-Δ在單核中位期和三核期較高，在單核靠邊期則較低，BNS366GA-Δ在雌雄蕊原基分化期較低，在四分體期和單核靠邊期較高，表明BNS-S和BNS366-S葉片中GA含量無一致盈虧特征。2個(gè)試驗(yàn)組小麥葉片中GA含量與可育花粉率，GA-Δ與可育花粉率-Δ之間均無顯著相關(guān)關(guān)系。

不同小麥材料幼穗中GA含量（表4）動(dòng)態(tài)變化趨勢不一致。晚播條件下，與常規(guī)對照品種相比，BNS-F（2-F）在雌雄蕊原基分化期和四分體期較高，BNS366-F無規(guī)律性差異。與晚播相比，正常秋季播種對矮抗58-F1和鄭麥366-F1幼穗中GA含量均具有升高效應(yīng)；對 BNS-S在雌雄原基分化期具有降低效應(yīng)，在藥隔期具有升高效應(yīng)，對BNS366-S具有升高效應(yīng)。分別與矮抗 58GA-Δ和鄭麥 366GA-Δ相比，BNSGA-Δ在雌雄蕊原基分化期至四分體期均較低，BNS366GA-Δ在雌雄蕊原基分化期較高，在四分體期則較低，表明BNS-S和BNS366-S幼穗中GA含量在四分體期中不足。2個(gè)試驗(yàn)組小麥幼穗中GA含量與可育花粉率，GA-Δ與可育花粉率-Δ之間均無顯著相關(guān)關(guān)系。

表4 小麥幼穗發(fā)育過程中GA含量的動(dòng)態(tài)變化Table 4 Dynamic changes of GA content during developmental stages of wheat young panicle (ng·g-1 FW)

小麥花藥中GA含量（表4）呈單峰曲線基本變化趨勢。晚播條件下，與常規(guī)對照品種相比，BNS-F在單核中位期和三核期較高，BNS366-F在單核中位期較高，在二核期較低。與晚播相比，正常秋季播種對矮抗58-F1無顯著影響，對鄭麥366-F1在二核期具有降低效應(yīng)；對BNS-S在單核中位期，BNS366-S在單核中位期和二核期具有降低效應(yīng)，對BNS366-S在單核靠邊期具有升高效應(yīng)。分別與矮抗 58GA-Δ和鄭麥 366GA-Δ相比，BNSGA-Δ和 BNS366GA-Δ均在單核中位期較低，為負(fù)值，表明BNS-S和BNS366-S花藥中GA含量在單核中位期不足。2個(gè)試驗(yàn)組小麥花藥中GA含量與可育花粉率無顯著相關(guān)關(guān)系。GA-Δ與可育花粉率-Δ在單核中位期顯著正相關(guān)，GA-Δ與可育花粉率-Δ在單核靠邊期顯著負(fù)相關(guān)。

2.3.3 溫敏核不育小麥和常規(guī)對照材料ZR含量的動(dòng)態(tài)變化 小麥葉片中ZR含量（表5）變化基本處于波動(dòng)狀態(tài)中。晚播條件下，BNS和BNS366與常規(guī)對照品種相比，BNS-F在四分體期和單核中位期較低，在單核靠邊期較高，BNS366-F在雌雄蕊原基分化期、藥隔期和二核期較低，在單核靠邊期較高。與晚播相比，正常秋季播種對矮抗58-F1在雌雄蕊原基分化期、藥隔期和單核中位期具有降低效應(yīng)，在四分體期和單核靠邊期具有升高效應(yīng)，對鄭麥366-F1在雌雄蕊原基分化期具有降低效應(yīng)，在三核期具有升高效應(yīng)；對BNS-S在雌雄蕊原基分化期和單核靠邊期具有降低效應(yīng)，在四分體期、二核期和三核期具有升高效應(yīng)，對BNS366-S在藥隔期和三核期具有升高效應(yīng)。分別與矮抗 58ZR-Δ和鄭麥 366ZR-Δ相比，BNSZR-Δ在單核中位期和二核期較高，在單核靠邊期則較低，BNS366ZR-Δ在藥隔期較高，在三核期較低，表明BNS-S和BNS366-S葉片中ZR含量無一致盈虧特征。2個(gè)試驗(yàn)組小麥葉片中ZR含量與可育花粉率，ZR-Δ與可育花粉率-Δ之間均無顯著相關(guān)關(guān)系。

不同小麥材料幼穗中ZR含量（表5）動(dòng)態(tài)變化趨勢不一致。晚播條件下，與常規(guī)對照品種相比，BNS-F在雌雄蕊原基分化期較低，在藥隔期較高，BNS366-F在藥隔期較低，二者變化不一致。與晚播相比，正常秋季播種對矮抗58-F1和鄭麥366-F1在雌雄蕊原基分化期幼穗中ZR含量具有升高效應(yīng)，在藥隔期具有降低效應(yīng)；對 BNS-S在雌雄蕊原基分化期具有升高效應(yīng)，對BNS-S在藥隔期和四分體期，BNS366-S在雌雄蕊原基分化期具有降低效應(yīng)。分別與矮抗 58ZR-Δ和鄭麥366ZR-Δ相比，BNSZR-Δ在藥隔期和四分體期較低，BNS366ZR-Δ在雌雄蕊原基分化期較低，在藥隔期較高，表明BNS-S和BNS366-S幼穗中ZR含量無一致盈虧特征。2個(gè)試驗(yàn)組小麥幼穗中ZR含量與可育花粉率，ZR-Δ與可育花粉率-Δ之間均無顯著相關(guān)關(guān)系。

表5 小麥幼穗發(fā)育過程中ZR含量的動(dòng)態(tài)變化Table 5 Dynamic changes of ZR content during developmental stages of wheat young panicle (ng·g-1 FW)

小麥花藥中ZR含量（表5）均呈先逐漸上升，至二核期之后繼續(xù)上升、維持平穩(wěn)變化或略有下降的基本變化趨勢。晚播條件下，與常規(guī)對照品種相比，BNS-F在單核靠邊期之后均較低，BNS366-F在單核靠邊期和二核期較低。與晚播相比，正常秋季播種對矮抗58-F1在二核期，對鄭麥366-F1在二核期和三核期均具有升高效應(yīng)；對BNS-S在單核靠邊期之后具有升高效應(yīng)，對BNS366-S在二核期具有降低效應(yīng)，在三核期具有升高效應(yīng)。分別與矮抗 58ZR-Δ和鄭麥366ZR-Δ相比，BNSZR-Δ在二核期和三核期較高，BNS366ZR-Δ在單核中位期較高，在二核期較低，表明BNS-S和BNS366-S花藥中ZR含量無一致盈虧特征。2個(gè)試驗(yàn)組小麥花藥中 ZR含量與可育花粉率，ZR-Δ與可育花粉率-Δ之間均無顯著相關(guān)關(guān)系。

2.3.4 溫敏核不育小麥和常規(guī)對照材料 ABA含量的動(dòng)態(tài)變化 不同小麥材料葉片中ABA含量（表6）變化趨勢不一致，矮抗 58/BNS試驗(yàn)組和鄭麥366/BNS366試驗(yàn)組均呈單峰曲線基本變化趨勢，鄭麥366材料組呈雙峰曲線基本變化趨勢。晚播條件下，BNS和BNS366與常規(guī)對照品種相比，葉片中ABA含量無規(guī)律性差異。與晚播相比，正常秋季播種對矮抗58-F1無規(guī)律性影響，對鄭麥366-F1在藥隔期具有升高效應(yīng)，在四分體期和單核靠邊期具有降低效應(yīng)；對 BNS-S在雌雄蕊原基分化期和四分體期具有降低效應(yīng)，在單核靠邊期和三核期具有升高效應(yīng)，對BNS366-S在雌雄蕊原基分化期、藥隔期、單核靠邊期、二核期和三核期具有升高效應(yīng)，在單核中位期具有降低效應(yīng)。分別與矮抗58ABA-Δ和鄭麥366ABA-Δ相比，BNSABA-Δ在雌雄蕊原基分化期和四分體期較低，BNS366ABA-Δ在雌雄蕊原基分化期、二核期和三核期較高，表明BNS-S和BNS366-S葉片中ABA含量無一致盈虧特征。2個(gè)試驗(yàn)組小麥葉片中ABA含量與花粉可育率，ABA-Δ與花粉可育率-Δ之間均無顯著相關(guān)關(guān)系。

不同小麥材料幼穗中ABA含量（表6）動(dòng)態(tài)變化趨勢不一致。晚播條件下，與常規(guī)對照品種相比，在雌雄蕊原基分化期BNS-F較低，BNS366-F較高，二者在四分體期均較高。與晚播相比，正常秋季播種對矮抗58-F1在雌雄蕊原基分化期和四分體期，對鄭麥366-F1在雌雄蕊原基分化期、藥隔期和四分體期均具有升高效應(yīng)；對BNS-S和BNS366-S在雌雄蕊原基分化期具有升高效應(yīng)，對BNS366-S在四分體期具有降低效應(yīng)。分別與矮抗58ABA-Δ和鄭麥366ABA-Δ相比，BNSABA-Δ與矮抗58ABA-Δ相比差異不顯著，在四分體期數(shù)值雖然較小，但仍未達(dá)到顯著水平，BNS366ABA-Δ在雌雄蕊原基分化期較高，在四分體期較低，表明BNS-S和BNS366-S幼穗中ABA含量分別在四分體期存在偏低傾向或確定存在不足現(xiàn)象。2個(gè)試驗(yàn)組小麥幼穗中 ABA含量與花粉可育率無顯著相關(guān)關(guān)系，ABA-Δ與花粉可育率-Δ在四分體期顯著正相關(guān)。

表6 小麥幼穗發(fā)育過程中ABA含量的動(dòng)態(tài)變化Table 6 Dynamic changes of ABA content during developmental stages of wheat young panicle (ng·g-1 FW)

不同小麥材料花藥中ABA含量（表6）變化趨勢不一致，矮抗58-F1和矮抗58-F2呈單峰曲線變化，峰值分別出現(xiàn)在單核靠邊期和二核期；BNS-S和BNS-F持續(xù)上升；鄭麥 366-F1、鄭麥 366-F2和BNS366-F均呈單峰曲線變化且峰值出現(xiàn)在二核期，BNS366-S呈先下降再上升變化，最低值出現(xiàn)在單核靠邊期。晚播條件下，與常規(guī)對照品種相比，BNS-F在單核中位期較高，BNS366-F則較低，二者在二核期均較低。與晚播相比，正常秋季播種對小麥花藥中ABA含量具有升高效應(yīng)。分別與矮抗 58ABA-Δ和鄭麥 366ABA-Δ相比，BNSABA-Δ在單核靠邊期較低，在二核期和三核期較高，BNS366ABA-Δ在單核中位期較高，表明BNS-S和BNS366-S花藥中ABA含量無一致盈虧特征。2個(gè)試驗(yàn)組小麥花藥中ABA含量與花粉可育率，ABA-Δ與花粉可育率-Δ之間均無顯著相關(guān)關(guān)系。

2.3.5 溫敏核不育小麥和常規(guī)對照材料BR含量的動(dòng)態(tài)變化 小麥葉片中 BR含量（表 7）呈先下降再升高再下降的基本變化趨勢。晚播條件下，與常規(guī)對照品種相比，BNS-F在雌雄蕊原基分化期、四分體期和二核期均較高，在單核中位期較低，BNS366-F在藥隔期和四分體期均較高。與晚播相比，正常秋季播種對矮抗 58-F1在二核期具有升高效應(yīng)，對矮抗 58-F1在藥隔期，對鄭麥366-F1在藥隔期、四分體期和三核期具有降低效應(yīng)；對BNS-S在雌雄蕊原基分化期、單核中位期和單核靠邊期具有升高效應(yīng)，對 BNS366-S在雌雄蕊原基分化期和單核中位期具有升高效應(yīng)，對二者在藥隔期和四分體期具有降低效應(yīng)。分別與矮抗58BR-Δ和鄭麥 366BR-Δ相比，BNSBR-Δ在藥隔期、四分體期和二核期均較低，在單核中位期較高，BNS366BR-Δ在雌雄蕊原基分化期和三核期均較高，表明BNS-S和BNS366-S葉片中BR含量無一致盈虧特征。2個(gè)試驗(yàn)組小麥葉片中BR含量與花粉可育率在雌雄蕊原基分化期顯著負(fù)相關(guān)；BR-Δ與花粉可育率-Δ之間無顯著相關(guān)關(guān)系。

表7 小麥幼穗發(fā)育過程中BR含量的動(dòng)態(tài)變化Table 7 Dynamic changes of BR content during developmental stages of wheat young panicle (ng·g-1 FW)

不同小麥材料幼穗中BR含量（表 7）動(dòng)態(tài)變化趨勢不一致，先上升再下降或持續(xù)下降。晚播條件下，與常規(guī)對照品種相比，BNS-F幼穗中BR含量在雌雄蕊原基分化期較低，BNS366-F在藥隔期較高。與晚播相比，正常秋季播種對不同材料在雌雄蕊原基分化期均有升高效應(yīng)，對鄭麥366-F1和BNS366-S在二核期也具有升高效應(yīng)。BNSBR-Δ與矮抗 58BR-Δ相比差異不顯著，與鄭麥 366BR-Δ相比，BNS366BR-Δ在雌雄蕊原基分化期較低，表明BNS-S和BNS366-S幼穗中 BR含量無一致盈虧特征。2個(gè)試驗(yàn)組小麥幼穗中BR含量與花粉可育率、BR-Δ與花粉可育率-Δ之間均無顯著相關(guān)關(guān)系。

小麥花藥中 BR含量（表 7）呈單峰曲線變化或逐漸上升變化趨勢，不同播期不同材料之間不一致。晚播條件下，與常規(guī)對照品種相比，BNS-F在單核中位期和三核期較低，BNS366-F在二核期較低。與晚播相比，正常秋季播種對矮抗58-F1在單核中位期具有降低效應(yīng)，對矮抗 58-F1在單核靠邊期和鄭麥366-F1在三核期具有升高效應(yīng)；對 BNS-S和BNS366-S在單核靠邊期、二核期和三核期均具有升高效應(yīng)，對BNS366-S在單核中位期具有降低效應(yīng)。分別與矮抗58BR-Δ和鄭麥366ABR-Δ相比，BNSBR-Δ在單核中位期和三核期（Ⅶ）較高，在單核靠邊期較低，BNS366BR-Δ在單核中位期較低，在單核靠邊期和二核期較高，表明BNS-S和BNS366-S花藥中BR含量無一致盈虧特征。2個(gè)試驗(yàn)組小麥花藥中BR含量與花粉可育率、BR-Δ與花粉可育率-Δ之間均無顯著相關(guān)關(guān)系。

2.3.6 溫敏核不育小麥和常規(guī)對照材料MeJA含量的動(dòng)態(tài)變化 不同小麥材料葉片中MeJA含量（表8）變化趨勢不一致，在藥隔期之前和二核期之后劇烈上升或下降，除矮抗58-F1在四分體期，BNS366-F在四分體期和單核中位期較高外，在藥隔期至單核靠邊期變化相對平穩(wěn)。晚播條件下，與常規(guī)對照品種相比，BNS-F在雌雄蕊原基分化期、二核期和三核期均較高，BNS366-F在藥隔期和二核期較低，在四分體期和單核中位期較高。與晚播相比，正常秋季播種對矮抗58-F1在雌雄蕊原基分化期、四分體期和單核中位期具有升高效應(yīng)，在三核期具有降低效應(yīng)，對鄭麥366-F1在雌雄蕊原基分化期具有升高效應(yīng)，在單核靠邊期、二核期和三核期具有降低效應(yīng)；對BNS-S在雌雄蕊原基分化期具有升高效應(yīng)，在藥隔期、四分體期、單核中位期、二核期和三核期均具有降低效應(yīng)，對BNS366-S在雌雄蕊原基分化期、藥隔期和單核靠邊期具有升高效應(yīng)，在四分體期、單核中位期、二核期和三核期具有降低效應(yīng)。分別與矮抗58MeJA-Δ和鄭麥366A MeJA-Δ相比，BNSMeJA-Δ在雌雄蕊原基分化期、藥隔期、四分體期、單核靠邊期和三核期均較低，BNS366 MeJA-Δ在雌雄蕊原基分化期、四分體期、單核中位期和三核期均較低，在單核靠邊期和二核期較高，表明BNS-S和BNS366-S葉片中MeJA含量在整個(gè)幼穗發(fā)育過程中普遍不足，尤其是在雌雄蕊原基分化期、四分體期，分別在單核靠邊期和單核中位期、三核期，二者表現(xiàn)一致。2個(gè)試驗(yàn)組小麥葉片中MeJA含量與花粉可育率、MeJA-Δ與花粉可育率-Δ之間均無顯著相關(guān)關(guān)系。

表8 小麥幼穗發(fā)育過程中MeJA含量的動(dòng)態(tài)變化Table 8 Dynamic changes of MeJA content during developmental stages of wheat young panicle (ng·g-1 FW)

小麥幼穗中MeJA含量（表8）呈先小幅上升或下降，或平穩(wěn)變化，然后再劇烈上升的變化趨勢。晚播條件下，與常規(guī)對照品種相比，BNS-F在雌雄蕊原基分化期和藥隔期較高，在四分體期較低，BNS366-F在雌雄蕊原基分化期較低，在藥隔期和四分體期較高。與晚播相比，正常秋季播種對矮抗58-F1在雌雄蕊原基分化期具有升高效應(yīng)，在藥隔期具有降低效應(yīng)，對鄭麥 366-F1在雌雄蕊原基分化期和藥隔期具有升高效應(yīng)，在四分體期具有降低效應(yīng)；對BNS-S在藥隔期具有降低效應(yīng)，對BNS366-S在雌雄蕊原基分化期和藥隔期具有升高效應(yīng)，在四分體期具有降低效應(yīng)。分別與矮抗 58MeJA-Δ和鄭麥 366A MeJA-Δ相比，BNSMeJA-Δ在雌雄蕊原基分化期較低，BNS366 MeJA-Δ在四分體期較低，表明 BNS-S和 BNS366-S幼穗中MeJA含量均存在不足現(xiàn)象，分別出現(xiàn)在雌雄蕊原基分化期和四分體期。2個(gè)試驗(yàn)組小麥幼穗中MeJA含量與花粉可育率、MeJA-Δ與花粉可育率-Δ之間均無顯著相關(guān)關(guān)系。

小麥花藥中MeJA含量（表8）呈單峰曲線基本變化趨勢，峰值一般出現(xiàn)在二核期。晚播條件下，與常規(guī)對照品種相比，BNS-F在單核中位期至三核期均較高，BNS366-F在單核中位期較低，在二核期較高。與晚播相比，正常秋季播種對矮抗58-F1在單核靠邊期和二核期具有升高效應(yīng)，在三核期具有降低效應(yīng)，對鄭麥 366-F1在單核靠邊期和二核期具有升高效應(yīng)，在單核中位期和三核期具有降低效應(yīng)；對BNS-S在單核中位期和單核靠邊期具有降低效應(yīng)，在三核期具有升高效應(yīng)，對BNS366-S無顯著影響。分別與矮抗 58MeJA-Δ和鄭麥 366A MeJA-Δ相比，BNSMeJA-Δ在單核中位期、單核靠邊期和二核期均較低，在三核期則較高，BNS366 MeJA -Δ在單核中位期較高，在單核靠邊期較低，表明BNS-S和BNS366-S花藥中MeJA含量變化均在單核靠邊期不足。2個(gè)試驗(yàn)組小麥花藥中MeJA含量與花粉可育率無顯著相關(guān)關(guān)系；MeJA-Δ與花粉可育率-Δ在單核靠邊期顯著正相關(guān)，這與BNS-S和BNS366-S在單核靠邊期MeJA含量存在不足現(xiàn)象相吻合。

3 討論

3.1 發(fā)育進(jìn)程與溫度分析

在本試驗(yàn)條件下，BNS和BNS366在正常秋季播種條件下，在雌雄蕊原基分化期日平均溫度為11.9℃，略高于11.4℃，但之后連續(xù)5 d，日平均溫度均在 11.4℃之下；在晚播條件下，在雌雄蕊原基分化期日平均溫度為17.5℃，且在此之前連續(xù)5 d，溫度在14.2—18.4℃，其中3 d均高于15.9℃。前人研究指出，BNS溫度敏感期為小花原基分化期至雌雄蕊分化期，日平均溫度7.4—11.4℃時(shí)，不育，高于 11.4℃時(shí)，育性轉(zhuǎn)換；春播 BNS的同期溫度為15.9℃，可育[1]。因而本試驗(yàn)條件下，2個(gè)試驗(yàn)組在2個(gè)播期條件下，次年春季均能在合適的發(fā)育時(shí)期遭遇合適的溫度誘導(dǎo)，能夠基本滿足不同材料育性表現(xiàn)的溫度要求。

3.2 溫敏核不育小麥和常規(guī)對照材料的育性表現(xiàn)

本研究結(jié)果顯示，在10月10日正常秋季播種條件下，BNS和BNS366均不育，在12月2日播種條件下，二者均可育；2個(gè)試驗(yàn)組的常規(guī)對照品種矮抗58和鄭麥366在2個(gè)播期條件下均可育。前人研究指出，在豫北地區(qū)9月23日－10月17日播種BNS穩(wěn)定表現(xiàn)徹底不育，可以用于生產(chǎn)雜交種；11月18日以后播種均表現(xiàn)完全可育，可以自交繁殖不育系種子[7]。以矮抗58為對照，BNS在秋季播種時(shí)表現(xiàn)隨播期推遲呈現(xiàn)不育-育性轉(zhuǎn)換-可育的育性轉(zhuǎn)換規(guī)律，矮抗58在不同播期間變化不大[1]。BNS366在長沙隨播種期的推遲，表現(xiàn)育性轉(zhuǎn)換特征。9月23日—10月17日播種不育，10月25日播種育性轉(zhuǎn)換，12月4日播種可育[3]。本研究結(jié)果與上述報(bào)道所述現(xiàn)象基本一致，表明本試驗(yàn)設(shè)置的不同材料的育性差異能夠表現(xiàn)出來，為后續(xù)內(nèi)源激素含量動(dòng)態(tài)變化研究建立的試驗(yàn)?zāi)Ｐ桶踩煽俊?/p>

3.3 內(nèi)源激素與雄性不育的關(guān)系

3.3.1 IAA與雄性不育的關(guān)系 本研究選用矮抗58/BNS試驗(yàn)組和鄭麥366/BNS366 2個(gè)試驗(yàn)組開展研究，結(jié)果存在相似之處，主要原因可能在于 BNS和BNS366均有相同的不育基因；2個(gè)試驗(yàn)組結(jié)果也存在不同之處，原因可能在于矮抗 58/BNS試驗(yàn)組材料遺傳背景差異較大，鄭麥 366/BNS366試驗(yàn)組材料為近等基因系（除了不育基因不同之外，其他遺傳背景一致），在矮抗 58/BNS試驗(yàn)組發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，在鄭麥366/BNS366試驗(yàn)組消除了遺傳背景差異的條件下，會(huì)出現(xiàn)新的特征，后者結(jié)果更可信，本文主要針對2個(gè)試驗(yàn)組結(jié)果中內(nèi)源激素的共同盈虧特征展開討論（下同）。本研究結(jié)果顯示，BNS-S和BNS366-S葉片中IAA含量分別在四分體期和雌雄蕊原基分化期，均存在不足現(xiàn)象；BNS-S和 BNS366-S花藥中 IAA含量分別在單核中位期和單核靠邊期不足（表3），這可能與二者雄性不育的發(fā)生有關(guān)。在上述 IAA含量特征差異點(diǎn)，IAA含量與可育花粉率，IAA-Δ與可育花粉率-Δ之間均無顯著相關(guān)性，表明 BNS和BNS366雄性不育的發(fā)生與小孢子發(fā)育早期葉片和花藥中 IAA含量不足有關(guān)，但二者之間關(guān)系可能比較復(fù)雜，沒有顯著的直線相關(guān)性，下文中類似情況均按此邏輯理解。

前人研究結(jié)果普通認(rèn)為IAA含量的不足與雄性不育的發(fā)生有關(guān)。細(xì)胞質(zhì)雄性不育小麥[23]、榨菜[24]和煙草[25]；隱性細(xì)胞核不育西瓜[26]；光敏核不育水稻[13]和玉米[14]不育系葉片、幼穗和花藥組織中IAA含量均低于可育系。隨低溫時(shí)間延長，幼穗分化Ⅴ期時(shí)（約劍葉開始抽出時(shí)），葉片IAA下降幅度較大的水稻光溫敏不育系，雄性不育程度也較大[13]。與在可育播期播種相比，在不育播期播種的小麥溫敏不育系C412S、C050S、C010S（減數(shù)分裂期）和C49S（花粉母細(xì)胞期至三核期）幼穗和花藥中IAA含量不足，常規(guī)對照品種在播期間的變化不大[15-16]。在四分體期至三核期，與BNS可育幼穗相比，單核期不育幼穗中IAA含量較低[17]。在雌雄蕊分化期至三核期，與BNS可育株相比，不育株葉片、幼穗和花藥IAA均較低[18]。本研究結(jié)果與上述結(jié)論基本一致。

本研究結(jié)果還顯示，BNS-S和BNS366-S花藥中IAA含量在較晚的二核期均有盈余（表3），這與上述結(jié)論不一致，這可能與不同作物的生理特點(diǎn)及不同研究的試驗(yàn)體系均有關(guān)系，本研究與已有BNS研究結(jié)果不一致的主要原因可能在于，本研究采用 2種BNS系列不育系，設(shè)置了常規(guī)品種為對照，尤其是以近等基因系為對照，分別計(jì)算不同材料在正季秋播條件下比在晚播條件下內(nèi)源激素含量升高或降低的百分比（Δ）為參比，以2種BNS系列材料在晚播條件下形成的可育株為基準(zhǔn)，分析 BNS-S和BNS366-S分別比BNS-F和BNS366-F內(nèi)源激素含量升高或降低的百分比的大小，以此判斷其中內(nèi)源激素含量的盈余或不足，并歸納出2種BNS系列材料之間的相似之處，排除了不同播期下即使常規(guī)品種也會(huì)出現(xiàn)的無關(guān)干擾所致（下同）。已有研究指出，BNS和BNS366花粉敗育的關(guān)鍵期為單核靠邊期[2,9-10]，在本試驗(yàn)條件下，BNS-S和BNS366-S花藥中IAA含量在二核期盈余可能是二者雄性不育的結(jié)果，而不可能是二者雄性不育發(fā)生的原因，對此尚待進(jìn)一步研究。

3.3.2 GA與雄性不育的關(guān)系 本研究結(jié)果顯示，BNS-S和BNS366-S葉片中GA的含量無一致盈虧特征（表4），因此，葉片中GA含量變化與二者雄性不育的發(fā)生之間關(guān)系不密切。張艷玉等[18]發(fā)現(xiàn)，BNS在正常秋季播種和晚播條件下，分別形成不育株和可育株，與可育株相比，BNS不育株葉片GA含量在雌雄蕊分化期不足，在減數(shù)分裂期和單核期盈余，這與本試驗(yàn)條件下，與晚播相比，正常秋季播種條件下BNS-S在藥隔期、四分體期和單核中位期均較高，在單核靠邊期較低的研究結(jié)果基本吻合，在此基礎(chǔ)上，本研究增加了常規(guī)對照品種矮抗58在2個(gè)播期下的葉片中 GA的含量比較，比較了 BNSGA-Δ和矮抗 58 GA-Δ的差異，發(fā)現(xiàn)上述正常秋播條件下，BNS和矮抗58在藥隔期和四分體期葉片中IAA含量均存在升高的現(xiàn)象，二者之間差異不顯著，BNSGA-Δ在單核中位期和三核期較高，在單核靠邊期則較低，此結(jié)果在鄭麥366/BNS366試驗(yàn)組不能重現(xiàn)，因此，本研究表明葉片中GA含量與雄性不育發(fā)生存在密切關(guān)系的證據(jù)不充分。

本研究還發(fā)現(xiàn)，幼穗中 GA含量在四分體期不足；花藥中GA含量在單核中位期不足（表4），可能與二者雄性不育的發(fā)生均有關(guān)系。前人研究表明，花器官GA含量對植物的育性轉(zhuǎn)換具有不同的影響。DUCA等[27]在向日葵發(fā)育早期外施 GA3，導(dǎo)致可育株花序雄性不育。但是，在其他禾本科作物中，關(guān)于GA對雄性不育研究與本研究的結(jié)論類似。在溫敏雄性不育小麥幼穗和花藥中，GA含量的降低與植物雄性不育的發(fā)生有關(guān)。張自剛等[17]和張艷玉等[18]以BNS不育株和可育株為材料，發(fā)現(xiàn)在BNS幼穗發(fā)育的雌雄蕊分化期至三核期，不育株中 GA的含量較低。楊海燕[15]和 ZHANG等[16]以常規(guī)對照品種為對照，分別在小麥溫敏不育系 C412S、C050S、C010S和C49S的不育播期和可育播期播種，與可育株相比，在不育播期播種的小麥溫敏不育系不育株C49S幼穗和花藥中GA含量不足，常規(guī)對照品種在播期間的變化不大。高溫條件下，水稻栽培品種汕優(yōu)63和特優(yōu)559花粉中GA含量降低，小花敗育率升高[28]。GA含量不足不利于各種水解酶的合成，削弱了花藥發(fā)育所需物質(zhì)保障[29]。

3.3.3 ZR與雄性不育的關(guān)系 本研究顯示BNS-S和BNS366-S葉片、幼穗和花藥中ZR含量均無一致盈虧特征（表5），表明BNS和BNS366雄性不育的發(fā)生與幼穗和花藥中ZR含量變化之間關(guān)系均不密切。與在可育播期播種相比，在不育播期播種的小麥溫敏不育系C412S、C050S、C010S和C49S減數(shù)分裂期至單核期幼穗和花藥中ZR含量過剩，常規(guī)對照品種在播期間的變化不大[15-16]。張自剛等[17]發(fā)現(xiàn)，在四分體期至三核期，與BNS可育幼穗相比，單核期不育幼穗中ZR含量較低，三核期不育幼穗ZR含量較高。高含量的ZR即可以抑制或阻止抗氰呼吸途徑，又可以部分抑制細(xì)胞色素途徑，從而降低植物花藥的總呼吸強(qiáng)度[30]。本研究與上述結(jié)果均不一致，這與本研究采用 BNS和BNS3662個(gè)BNS系列不育系，分別設(shè)置常規(guī)對照品種，尤其是BNS366以其近等基因系鄭麥366為對照，兩組試驗(yàn)均設(shè)置正常秋季播種和晚播2個(gè)播期，對試驗(yàn)體系進(jìn)行了擴(kuò)充完善有關(guān)，本研究以兩組試驗(yàn)結(jié)果的共同特征判斷BNS和BNS366雄性不育發(fā)生的內(nèi)源激素含量變化方面的原因，結(jié)果的準(zhǔn)確性也得到進(jìn)一步提高，是對BNS系列雄性不育系花粉敗育生理基礎(chǔ)理論認(rèn)識的擴(kuò)展和提升。

3.3.4 ABA與雄性不育的關(guān)系 本研究顯示 BNS-S和 BNS366-S葉片中 ABA含量無一致盈虧特征；BNS-S和BNS366-S幼穗中ABA含量分別在四分體期存在偏低傾向或確定存在不足現(xiàn)象；BNS-S和BNS366-S花藥中ABA含量無一致盈虧特征（表6）；其中，四分體期幼穗中ABA存在偏低傾向或不足可能與二者雄性不育的發(fā)生關(guān)系密切。張愛民等[23]指出，與恢復(fù)系和雜種 F1相比，T型小麥細(xì)胞質(zhì)雄性不育系花粉敗育時(shí)期花藥中ABA含量較高。相反的，趙玉錦等[31]指出在光溫敏水稻雄性不育系農(nóng)墾 58S中內(nèi)源ABA含量在葉片、花粉母細(xì)胞期幼穗、單核期穎花和揚(yáng)花期花藥中均較低，是導(dǎo)致其花粉敗育的重要原因。與在可育播期播種相比，在不育播期播種的小麥溫敏不育系 C412S、C050S、C010S和C49S幼穗和花藥中ABA含量不足，常規(guī)對照品種在播期間的變化不大[15-16]。張艷玉等[18]指出，與BNS可育株相比，不育株ABA含量在葉片（藥隔期和減數(shù)分裂期）、幼穗（單核期之前，尤其是減數(shù)分裂期）和花藥中（單核期和二核期）均較低。本研究結(jié)果與上述T型小麥細(xì)胞質(zhì)雄性不育系研究結(jié)果不一致，但與光溫敏水稻、小麥雄性不育系研究結(jié)果類似。ABA是一種重要的植物抗逆激素，其含量不足對光溫敏水稻雄性不育系農(nóng)墾 58S抗逆能力起降低效應(yīng)，并降低其花藥組織中ATP含量，最終導(dǎo)致花藥敗育[31]。張自剛等[17]和張艷玉等[18]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與BNS可育株相比，不育株ABA含量在二核期和三核期幼穗中較高，這與本試驗(yàn)條件下，矮抗58/BNS試驗(yàn)組結(jié)果相一致，但這種現(xiàn)象在鄭麥366/BNS366試驗(yàn)組，試驗(yàn)材料為一對近等基因系條件下不能重現(xiàn)，因此，本研究認(rèn)為在 2個(gè)試驗(yàn)組間無一致盈虧特征，BNS不育株ABA含量在二核期和三核期幼穗中較高與雄性不育發(fā)生之間的關(guān)系不能確定，對此仍需進(jìn)一步研究。

3.3.5 BR與雄性不育的關(guān)系 本研究顯示BNS-S和BNS366-S葉片、幼穗和花藥中BR含量均無一致盈虧特征（表7），表明二者雄性不育的發(fā)生與葉片、幼穗和花藥中BR含量關(guān)系不密切。BR對雄性器官發(fā)育具有重要的調(diào)控作用[32]。YE等[33]對擬南芥花粉發(fā)育關(guān)鍵基因表達(dá)研究發(fā)現(xiàn)，BR缺陷及不敏感株系中絨氈層和小孢子發(fā)育異常，是雄性不育的主要原因。但王永琦等[26]對西瓜雄性不育系Se18內(nèi)源激素含量變化分析發(fā)現(xiàn)，從花粉母細(xì)胞期至花粉成熟期，不育雄花蕾中 BR含量在單—雙核小孢子期高于可育株，其他時(shí)期低于可育株，葉片中BR含量低于可育株，與本研究結(jié)論均不一致，表明BNS和BNS366雄性不育可能通過 BR含量變化之外的其他途徑發(fā)生。

3.3.6 MeJA與雄性不育的關(guān)系 本研究顯示BNS-S和BNS366-S葉片中MeJA含量在整個(gè)幼穗發(fā)育過程中普遍不足，尤其是在雌雄蕊原基分化期、四分體期，分別在單核靠邊期和單核中位期、在三核期，二者表現(xiàn)一致；二者幼穗中MeJA含量均存在不足現(xiàn)象，分別出現(xiàn)在雌雄蕊原基分化期和四分體期；花藥中MeJA含量變化均在單核靠邊期不足（表8）；這可能與二者雄性不育的發(fā)生關(guān)系密切。已有針對MeJA與植物雄性不育的關(guān)系研究尚不多見。楊海燕[15]指出，與在可育播期播種相比，在不育播期播種的小麥溫敏不育系C412S四份體期和單核中位期幼穗中JA含量不足。擬南芥雄性不育dadl突變體花藥不能正常的裂開，并且茉莉酸含量低、花絲的伸長受到抑制、其他發(fā)育延遲。當(dāng)對其施加外源茉莉酸時(shí)，恢復(fù)正常[34]。本研究與上述研究的結(jié)論類似。1 mmol·L-1MeJA噴施小麥幼苗葉面后，可以提高葉片及分蘗節(jié)冷響應(yīng)基因的表達(dá)量，JA對CBF途徑冷響應(yīng)基因的調(diào)節(jié)與低溫脅迫下冬小麥的強(qiáng)抗寒性有關(guān)[35]。因此，MeJA含量的不足不利于植物抗冷性的維持和提高，在正常秋播種條件下，已有研究中 C412S[34]和本研究中BNS和BNS366葉片、幼穗和花藥中均存在的MeJA含量的不足，可能是其雄性不育發(fā)生的重要原因。茉莉酸及其甲酯為主的茉莉酸類物質(zhì)，可以作為與損傷相關(guān)的植物激素和信號分子，參與植物的防御反應(yīng)；也可以促進(jìn)呼吸作用和衰老[36]。前人研究發(fā)現(xiàn)有13個(gè)轉(zhuǎn)錄因子作用于雄花的發(fā)育，其中MYB21和 MYB24受茉莉酸調(diào)控[37]。本研究結(jié)果與上述結(jié)論基本一致。由于BNS和BNS366花粉敗育的關(guān)鍵期為單核靠邊期[2,9-10]，本研究結(jié)果在 BNS-S和BNS366-S單核靠邊期之前相關(guān)MeJA含量在不同器官中的不足，可能是二者雄性不育發(fā)生的原因，在三核期葉片中 MeJA含量的不足可能是前期虧缺現(xiàn)象的延續(xù)，也可能是雄性不育發(fā)生的結(jié)果，對此尚待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

正常秋季播種條件下，BNS和BNS366葉片（四分體期和雌雄蕊原基分化期）和花藥中（BNS-S在單核中位期，BNS366-S在單核靠邊期）的 IAA、幼穗（四分體期）和花藥中的（單核中位期）GA、幼穗中的（四分體期，BNS-S存在偏低傾向，BNS366-S不足）ABA含量不足；尤其是葉片（雌雄蕊原基分化期、四分體期、單核靠邊期-BNS或單核中位期-BNS366）、幼穗和花藥中（單核靠邊期）MeJA的含量不足，可能促進(jìn)了二者雄性不育的發(fā)生。