顏 軍， 楊旭紅 ， 王 雨， 余子嘉， 雷東陽， 鄧 超

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 長沙 410128； 2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技發(fā)展中心， 北京 100122)

小豆(Vignaangularis(Willd) Ohwi & Ohashi)屬豆科(Leguminosae)蝶形花亞科(Papilionaceae)、 菜豆族(Phaseoleae)、豇豆屬(Vigna),染色體組為2 n=22。小豆起源于我國，栽培歷史悠久，主產(chǎn)區(qū)為華北、東北和江淮地區(qū)。世界上有30多個(gè)國家種植小豆，種植面積前三分別為中國、日本和韓國，因此小豆又被稱為“亞洲豆類作物”[1]。小豆蛋白質(zhì)含量高、油脂含量低，人體必需8種氨基酸含量是禾谷類作物的2～3倍，富含鐵、鈣等礦物質(zhì)和萜類、異黃酮、皂苷等生物活性物質(zhì)。另外，小豆具有抗氧化性[2]、抗炎[3]、抗高血壓[4]和抗糖尿病等特性[2,5]，被認(rèn)為是一種醫(yī)食同源作物。自1978年小豆等食用豆類產(chǎn)業(yè)被正式列入國家重點(diǎn)研究課題以來，已收集國內(nèi)外栽培小豆種質(zhì)資源5 000余份[6-7]。我國育種家在此基礎(chǔ)上，成功選育出一批具有優(yōu)良特性的小豆品種。

1 我國小豆品種選育進(jìn)展

程須珍等[8]編寫的《中國食用豆類品種志》中收錄了1969—2005年間的73個(gè)小豆品種，包括61個(gè)育成品種，12個(gè)地方品種，其中有8個(gè)品種通過國家級鑒(認(rèn))定，27個(gè)品種通過省級鑒(認(rèn))定。本文匯總了公開報(bào)道，但未收錄在《中國食用豆類品種志》內(nèi)的64個(gè)小豆育成品種，育成時(shí)間跨度為2004—2019年(表1)。這些品種主要由我國小豆主產(chǎn)區(qū)農(nóng)科院(所)育成，其中有3個(gè)品種通過國家級鑒(認(rèn))定，47個(gè)品種通過省級鑒(認(rèn))定。

1.1 育種主體

分析1969—2019年間育成的125個(gè)小豆品種，可以看出我國從事小豆育種的主體不多(僅29個(gè))，且絕大部分為小豆主產(chǎn)區(qū)的科研單位。從育種主體性質(zhì)看，24家科研教學(xué)單位選育了121個(gè)品種，占比達(dá)96.8%。育成品種數(shù)量超過5個(gè)的單位有10家(圖1)，其中，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、河北省農(nóng)林科學(xué)院、吉林省白城市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、河北保定農(nóng)業(yè)科學(xué)院育成品種數(shù)均超過10個(gè)。僅有魯小豆1號[53]是由企業(yè)與科研單位聯(lián)合選育，寶清紅、徍爾紅[8]和笑金豆一號由企業(yè)選育，尚無個(gè)人育成的小豆品種報(bào)道。研究表明，小豆起源于我國中西部山區(qū)，在云南和廣西等地也發(fā)現(xiàn)了野生小豆[55]，但這些地區(qū)的科研機(jī)構(gòu)收集野生小豆種質(zhì)資源和選育品種的工作鮮有報(bào)道。從地理分布來看，品種選育主體主要為東北、華北、西北的科研教學(xué)機(jī)構(gòu)，南方小豆品種選育的主要單位為江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院(育成6個(gè)品種)，與我國小豆主產(chǎn)區(qū)分布密切相關(guān)。

1.2 主要育種目標(biāo)

我國小豆的育種目標(biāo)是多元化的(表1)，育種家在追求高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)上，也順應(yīng)小豆產(chǎn)業(yè)及市場需求調(diào)整育種目標(biāo)，注重提高小豆品質(zhì)、抗逆性及商品性，培育出大粒、早熟、矮桿、抗旱、抗病、耐貧瘠、結(jié)莢集中、適應(yīng)性廣等優(yōu)良特性的小豆品種。如大粒品種晉小豆7號[14]、冀紅19號[45]、建紅4號[48]，抗葉斑病和霜霉病品種吉紅8號[17]，抗旱品種京農(nóng)24[35]、晉小豆5號[12]等。此外魯小豆1號[53]、龍小豆4號[41]為出口專用型品種，一定程度上豐富了我國小豆出口品種的多樣性，提高了我國小豆品種的國際競爭力。

1.3 小豆育種方式和品種改良階段劃分

小豆是嚴(yán)格自花授粉作物，主要育種方式有雜交育種、系統(tǒng)選育和誘變育種。分析我國1969—2019年間育成的125個(gè)小豆品種，可以看出，57.6%的育種方式為雜交育種，36%的育種方式為系統(tǒng)選育，6.4%為誘變育種，且呈現(xiàn)由系統(tǒng)選育向雜交育種方式轉(zhuǎn)變的趨勢。根據(jù)育種方式的變化，可將我國小豆品種改良劃分為三個(gè)階段：第一階段(1969—1990年)，以系統(tǒng)選育為主，雜交育種和誘變育種為輔，此階段育成的17個(gè)品種中，15個(gè)為系統(tǒng)選育，1個(gè)為雜交育種，1個(gè)為誘變育種。第二階段(1991—2005年)，以雜交育種和系統(tǒng)選育為主，誘變育種為輔。此階段育成的46個(gè)品種中，24個(gè)為雜交育種，19個(gè)為系統(tǒng)選育，3個(gè)為誘變育種。第三階段(2006—2019年)，以雜交育種為主，系統(tǒng)選育和誘變育種為輔。此階段育成的62個(gè)品種中，47個(gè)為雜交育種，11個(gè)為系統(tǒng)選育，4個(gè)為誘變育種。

1.3.1雜交育種

雜交育種能充分利用種質(zhì)資源，我國育成的125個(gè)小豆品種中，72個(gè)由雜交育成。但我國小豆雜交育種存在親本范圍較窄的問題，這在同一育種單位中尤為明顯。如吉林省白城市農(nóng)業(yè)科學(xué)院的白紅4號、白紅10號、白紅11號、白紅12號的父本都是日本品種疾風(fēng)小豆[26-28]，江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院的蘇紅系列則幾乎都是鹽城紅小豆1號的后代[30-32]。近年來，隨著各育種單位小豆資源的共享[9,19,21,24,40,45-49]，加速了小豆育種的進(jìn)展，有助于拓寬小豆品種遺傳多樣性。值得一提的是，國內(nèi)外學(xué)者通過小豆與豇豆屬其他種之間進(jìn)行遠(yuǎn)源雜交，獲得雜交種子，為小豆育種提供了新的途徑和有用資源。Chen等[56]對小豆(V.angularis)、綠豆 (V.radiata) 、黑吉豆 (V.mungo) 和飯豆 (V.umbelluta)進(jìn)行遠(yuǎn)緣雜交，獲得黑吉豆×小豆的種間雜交可育種子，并通過胚培養(yǎng)獲得了飯豆×小豆、小豆×飯豆和綠豆×小豆雜種植株。陳新等[57]利用抗豆象飯豆品種與半野生小豆雜交，獲得抗性為79%的抗豆象半野生新種質(zhì)。劉長友等[58]以包括小豆在內(nèi)的5種豇豆屬栽培種和賊小豆(V.minima)、V.nakashimae、琉球豇豆(V.riukiuensis)3種小豆、飯豆的近緣野生種為親本進(jìn)行遠(yuǎn)緣雜交，結(jié)果表明，小豆作母本時(shí)與其近緣種雜交基本不存在遺傳障礙，均可獲得可育植株，飯豆作母本與小豆雜交經(jīng)幼胚拯救可獲得可育的F1植株。

1.3.2系統(tǒng)選育

系統(tǒng)選育能使傳統(tǒng)品種的優(yōu)良性狀保存下來，并改進(jìn)部分性狀，是早期的主要育種手段。125個(gè)品種中，45個(gè)為系統(tǒng)選育。通過系統(tǒng)選育獲得了一批具有優(yōu)良性狀的小豆品種。例如晉小豆7號[14]選育自農(nóng)家品種隰州紅，比原來品種早熟10 d,綜合性狀更加優(yōu)良，產(chǎn)量更高。恩紅小豆1號[54]選育自建始縣龍坪地方品種，比對照巴東土家人紅小豆增產(chǎn)14.4%，蛋白質(zhì)含量為27.7%，為高蛋白品種。吉紅9號[18]由引進(jìn)的農(nóng)家品種中選育，平均比對照農(nóng)家品種增產(chǎn)9.7%。遼紅小豆8號[29]從引進(jìn)的高代雜交材料中選育而成，該品種百粒重為26.8 g,為極大粒品種。

表1 2004—2019年間我國育成報(bào)道的小豆品種

表1(續(xù))(Continued Table 1)

圖1 我國小豆主要選育單位

1.3.3誘變育種

通過誘變育種選育的小豆品種數(shù)量占比不高，誘變方法主要為物理輻射誘變(育成5個(gè))和甲基磺酸乙酯(EMS)誘變(育成2個(gè))，主要研究單位為北京農(nóng)學(xué)院和山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院。如京農(nóng)5號[59]、京農(nóng)24號[35]、晉小豆1號[60]均通過物理輻射誘變選育而成，京農(nóng)26號[36]通過化學(xué)誘變京農(nóng)6號選育而成。此外，中國科學(xué)院原子能所和北京農(nóng)學(xué)院通過返回式衛(wèi)星搭載紅小豆種子的方式，獲得了大量數(shù)量性狀和質(zhì)量性狀突變的材料，為小豆品種選育和分子遺傳學(xué)研究提供了有價(jià)值的突變體[61-62]。

2 小豆新品種保護(hù)

植物新品種保護(hù)(Plant Varity Protection,PVP)又稱新品種權(quán)(Plant Varity Right,PVR)或育種者權(quán)利(Plant Breeder’s Right,PBR)，與專利權(quán)、著作權(quán)、商標(biāo)權(quán)等一樣，是一種知識產(chǎn)權(quán)。我國對國家植物品種保護(hù)名錄內(nèi)經(jīng)過人工選育或者發(fā)現(xiàn)的野生植物加以改良，具備新穎性、特異性、一致性、穩(wěn)定性和適當(dāng)命名的植物品種授予新品種權(quán)。品種權(quán)人對授權(quán)品種具有排他的獨(dú)占權(quán)，因此新品種保護(hù)能有效保護(hù)育種者合法權(quán)益，使其能持續(xù)投入創(chuàng)新，促進(jìn)種業(yè)發(fā)展和保護(hù)生物多樣性。我國自1999年加入國際植物新品種保護(hù)聯(lián)盟(UPOV)，實(shí)施新品種保護(hù)制度以來，已公布11批農(nóng)業(yè)植物品種保護(hù)名錄，包括191個(gè)植物種屬。截至2020年7月底，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部植物新品種保護(hù)辦公室共受理農(nóng)業(yè)植物新品種權(quán)申請38 063件，授權(quán)14 994件，年申請量連續(xù)3年(2017—2019年)居UPOV成員第一位，成為植物新品種保護(hù)大國。

2.1 豆類作物新品種保護(hù)總體情況

由表2可見，目前納入我國農(nóng)業(yè)植物品種保護(hù)名錄的豆類作物有7種，大豆于2000年納入第二批名錄，菜豆、綠豆、豇豆、蠶豆、豌豆于2005年納入第六批名錄，小豆于2008年納入第七批名錄。截至2020年7月底，我國豆類作物申請新品種權(quán)1 801件，占總申請量的4.73%，授權(quán)722件，占總授權(quán)量的4.81%，絕大部分申請為大豆(表2)，與產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況相符。從申請人性質(zhì)分析，除大豆有4個(gè)申請來自國外企業(yè)，其他申請都來自國內(nèi)。國內(nèi)申請中，科研教學(xué)單位為絕對主體，申請量占75.35%，蠶豆、豌豆和小豆均無個(gè)人申請，也鮮有企業(yè)申請。這與豆類作物為自花授粉的常規(guī)品種，種子市場化程度不高，育種主體為公益性科研教學(xué)單位的情況相符。

表2 我國豆類作物新品種保護(hù)情況(截至2020年7月)

表3 我國小豆新品種保護(hù)情況(截至2020年7月)

2.2 小豆新品種保護(hù)情況

2008年4月21日，農(nóng)業(yè)部發(fā)布《中華人民共和國農(nóng)業(yè)植物品種保護(hù)名錄(第七批)》(農(nóng)業(yè)部令2008年第14號)，于2008年6月1日起實(shí)施，小豆納入其中。第一例小豆申請為中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院育成的中紅6號，申請日為2013年5月2日。截至2020年7月底，小豆新品種權(quán)申請共25件(表3)，約占所有農(nóng)業(yè)植物新品種權(quán)申請量的0.07%，已授權(quán)6件，約占所有已授權(quán)品種數(shù)的0.04%，撤回申請4件，因一致性不合格被駁回1件。從申請主體看，25件申請來自國內(nèi)7家科研教學(xué)單位和1家種子公司，其中中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所申請數(shù)最多，為9件，北京農(nóng)聯(lián)雙創(chuàng)科技有限公司為第一個(gè)申請小豆新品種權(quán)的企業(yè)。6個(gè)授權(quán)品種來自于4家科研機(jī)構(gòu)。

2.3 小豆新品種保護(hù)存在的問題

2.3.1育種家申請品種保護(hù)的積極性不高

一是申請時(shí)間晚。小豆于2008年6月1日納入保護(hù)名錄范圍，直至2013年才有第一例小豆新品種權(quán)申請。從納入品種保護(hù)名錄到第一件申請時(shí)隔5年。二是申請比例低。按照《植物新品種保護(hù)條例實(shí)施細(xì)則(農(nóng)業(yè)部分)》的規(guī)定，自名錄公布之日起1年內(nèi)，對申請新品種權(quán)的品種，申請日之前在中國境內(nèi)銷售其繁殖材料不超過4年均具備新穎性，即繁殖材料銷售時(shí)間不早于2004年6月2日的小豆品種均有機(jī)會申請新品種保護(hù)。但2004-2019年間報(bào)道的64個(gè)小豆品種中，申請新品種權(quán)的有25個(gè),僅占39.06%。三是申請主體少。公開報(bào)道的29家小豆品種選育單位中，只有8家申請過新品種保護(hù)。部分小豆品種選育的主要單位，如河北保定農(nóng)業(yè)科學(xué)院、山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院尚無申請。

2.3.2申請人不了解品種保護(hù)審查要求

6個(gè)已授權(quán)品種平均授權(quán)時(shí)間為3年10個(gè)月，比目前中國農(nóng)業(yè)植物新品種保護(hù)平均授權(quán)時(shí)間長7個(gè)月左右。雖然授權(quán)品種樣本量較少，易受異常個(gè)例影響，但查閱品種權(quán)申請、審查文件，可以分析造成授權(quán)較慢的原因主要是繁殖材料提交不及時(shí)，以及申請文件描述不準(zhǔn)確。一是部分申請人提交繁殖材料時(shí)間晚，種子發(fā)芽率低，數(shù)量不夠，或者未按照要求及時(shí)提交相應(yīng)文件，導(dǎo)致錯(cuò)過當(dāng)年測試播期。例如，2013年同期申請的兩個(gè)品種，其中一個(gè)品種于2014年1月成功提交繁殖材料，并于當(dāng)年安排DUS測試，已于2016年授權(quán)；而另一個(gè)品種第一次提交的繁殖材料因發(fā)芽率檢測不合格未被接收，2014年7月才成功提交繁殖材料，由于錯(cuò)過播期，2015年安排DUS測試，2017年授權(quán)。二是部分申請人在申請文件中對品種適宜種植區(qū)描述不準(zhǔn)確，導(dǎo)致DUS測試安排在不適宜該品種生長的區(qū)域測試，耽誤測試。例如有4個(gè)小豆品種，安排到申請文件描述的適宜區(qū)域進(jìn)行測試，不能正常成熟結(jié)莢，不能完成相關(guān)性狀測試，需調(diào)整測試地點(diǎn)。

2.3.3品種權(quán)申請異常率較高

根據(jù)我國種子法和植物新品種保護(hù)條例規(guī)定，授予植物品種權(quán)的新品種必須具備新穎性、特異性、一致性、穩(wěn)定性和適當(dāng)命名。25件小豆品種權(quán)申請中，有1件被駁回，2件被視為撤回，2件主動撤回，異常率高達(dá)24%。蘇紅5號被駁回的原因是一致性不合格。小豆為自花授粉作物，《植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測試指南 小豆(NY/T 2423—2013)》中規(guī)定，對于測試品種，一致性判定時(shí)，采用1%的群體標(biāo)準(zhǔn)和至少95%的接受概率。當(dāng)樣本大小為120株時(shí)，最多可以允許有3個(gè)特異性。小豆DUS測試指南中有25個(gè)必測性狀，在評價(jià)一致性時(shí)均要考慮，但育種家在品種選育過程中可能只關(guān)注具有商業(yè)價(jià)值的性狀，忽略其他性狀，從而導(dǎo)致品種的一致性不符合要求。2件被視為撤回的申請，撤回原因均為繁殖材料發(fā)芽率不合格，且重新提交后仍不合格。

3 建 議

幾十年來，我國已選育、引進(jìn)一批優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、抗性強(qiáng)、商品性好的小豆品種，一定程度優(yōu)化了我國小豆種植結(jié)構(gòu)。但我國小豆基礎(chǔ)研究薄弱，育種方法相對落后，資源優(yōu)勢沒有很好地轉(zhuǎn)化為品種優(yōu)勢。小豆作為一種特色作物，服務(wù)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的作用發(fā)揮得不足，育種單位對小豆新品種保護(hù)的重視程度不夠，小豆品種管理存在缺失。為此，提出以下建議。

3.1 加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，發(fā)揮資源優(yōu)勢

作為小豆的起源國，我國擁有世界上最豐富的小豆種質(zhì)資源，收集和保存的小豆種質(zhì)資源超過5 000份。但在公開報(bào)道的72個(gè)通過雜交育成的小豆中，作為雜交組合親本的小豆資源僅96份，大部分種質(zhì)資源沒有得到合理、有效利用。雖然重點(diǎn)圍繞抗逆、耐鹽、優(yōu)質(zhì)等方面開展了小豆種質(zhì)資源的篩選評價(jià)工作[54-68]，但篩選出來的優(yōu)異種質(zhì)卻鮮有被用來選育優(yōu)良新品種。另外，目前我國小豆主要育種方式還是雜交育種和系統(tǒng)選育，尚未見分子標(biāo)記輔助育種、現(xiàn)代生物技術(shù)育種的報(bào)道。要解決這些問題，一方面應(yīng)繼續(xù)收集小豆資源，加強(qiáng)對小豆資源的深度評價(jià)鑒定，并暢通小豆種質(zhì)資源的交流；另一方面，要加強(qiáng)小豆基因組、分子標(biāo)記、表型組學(xué)方面的研究，提升小豆育種技術(shù)水平。

3.2 提升保護(hù)意識，完善技術(shù)支撐

小豆為嚴(yán)格自花授粉作物，目前的小豆品種均為常規(guī)種，品種易流失，再加上小豆產(chǎn)業(yè)較小，不少育種人認(rèn)為小豆新品種沒有保護(hù)的必要。隨著我國《植物新品種保護(hù)條例》的深入實(shí)施，特別是2016年修訂的《中華人民共和國種子法》中將新品種保護(hù)單列一章，全社會的植物新品種保護(hù)意識已得到有效提高，對侵權(quán)行為的打擊廣度、力度也更大。目前我國正在修訂《植物新品種保護(hù)條例》，未來新品種保護(hù)將成為種業(yè)管理的重要手段，小豆育種人應(yīng)加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識，及時(shí)申請新品種保護(hù)。

小豆為短日照植物，表型性狀易受環(huán)境影響，可能存在不同地方小豆品種“同品不同名”現(xiàn)象。此外，我國小豆種質(zhì)資源中以“紅小豆”命名的種質(zhì)有1 200多份[7]，會給未來小豆品種保護(hù)、種子市場監(jiān)管帶來困難。為加強(qiáng)小豆種質(zhì)資源的保護(hù)、利用和市場管理，有必要建立小豆品種分子鑒定標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建相應(yīng)的DNA分子數(shù)據(jù)庫，為小豆品種的快速鑒定提供技術(shù)支撐，促進(jìn)小豆新品種的保護(hù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3.3 深挖發(fā)展?jié)摿Γ龠M(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

豆類作物具有養(yǎng)地、不費(fèi)地，抗旱耐貧瘠等特點(diǎn)，生育期較短，可輪作間作，是調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)，救災(zāi)填荒補(bǔ)閑的首選作物。農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革是未來一段時(shí)間我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的主線，發(fā)展特色農(nóng)業(yè)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)民增收、推進(jìn)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要舉措。一些地方也將發(fā)展特色農(nóng)業(yè)作為未來農(nóng)業(yè)的重要發(fā)展方向。如河北省印發(fā)《河北省做大做強(qiáng)農(nóng)業(yè)優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè)行動方案(2019—2022年)》，山西省大力加快發(fā)展有機(jī)旱作農(nóng)業(yè)。小豆作為一種特色作物，符合供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革需求，又富含對人體有益的生物活性物質(zhì)，適應(yīng)消費(fèi)者對健康生活的追求。小豆品種育種研究應(yīng)瞄準(zhǔn)調(diào)結(jié)構(gòu)、促增收、美鄉(xiāng)村、強(qiáng)健康方向，加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)、特用品種選育，滿足市場和發(fā)展需求。同時(shí)，要深挖小豆加工，打好健康牌，促進(jìn)小豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展。