孟思遠(yuǎn)

（甘肅省種子總站，甘肅 蘭州 730020）

隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的推進(jìn)，農(nóng)作物良種在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)中的科技份額不斷提高。種子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最重要的有生命的生產(chǎn)資料，種子檢驗(yàn)是良種繁育的重要環(huán)節(jié)，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化和品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化是種子安全的重要保證。但由于我國(guó)現(xiàn)代種業(yè)仍存在產(chǎn)業(yè)集中度低、品種多亂雜散、行業(yè)監(jiān)管能力不強(qiáng)、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力弱等問(wèn)題，加之種子企業(yè)活力尚未充分發(fā)揮、種子產(chǎn)銷與育種科研銜接尚不緊密，難以適應(yīng)我國(guó)種業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的客觀要求?！吨腥A人民共和國(guó)種子法》《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》頒布實(shí)施以來(lái)，對(duì)種子質(zhì)量監(jiān)管又提出新的要求，常規(guī)4 項(xiàng)檢測(cè)已無(wú)法滿足現(xiàn)階段的種子發(fā)展要求，種子質(zhì)量監(jiān)管不斷將轉(zhuǎn)基因成分鑒定、品種真實(shí)性分子檢測(cè)等項(xiàng)目納入質(zhì)量監(jiān)管要求。其中，DNA 指紋圖譜就是品種真實(shí)性分子檢測(cè)的重要判定依據(jù)，DNA 指紋相當(dāng)于給每一玉米品種頒發(fā)一個(gè)身份證，通過(guò)玉米DNA 指紋圖譜分析，一方面可以用于真實(shí)性檢測(cè)，打擊套牌品種的侵權(quán)違法行為，維護(hù)種子市場(chǎng)健康發(fā)展，保障農(nóng)民的基本權(quán)益，助力我國(guó)糧食安全；另一方面DNA 指紋庫(kù)的建成可以為育種家提供DNA 層面的數(shù)據(jù)支持，促進(jìn)科技創(chuàng)新能力的持續(xù)提升，持續(xù)增強(qiáng)種業(yè)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，充分發(fā)揮種子企業(yè)的積極作用，推進(jìn)育繁推一體化的現(xiàn)代種業(yè)健康發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)“供種數(shù)量安全、種子質(zhì)量安全、品種種植安全、種子產(chǎn)業(yè)安全”提供有力的政策支持和堅(jiān)實(shí)的技術(shù)和數(shù)據(jù)保障，助力我國(guó)種業(yè)實(shí)現(xiàn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)型性跨越，為我國(guó)解決種業(yè)“卡脖子問(wèn)題”提供思路。

構(gòu)建玉米標(biāo)準(zhǔn)DNA 指紋庫(kù)立足于種業(yè)振興，著眼于當(dāng)前全省玉米種業(yè)發(fā)展的短板問(wèn)題，以凈化種業(yè)市場(chǎng)和保障全省種子質(zhì)量安全為目標(biāo)，通過(guò)構(gòu)建省級(jí)玉米審定品種標(biāo)準(zhǔn)樣品DNA 指紋庫(kù)，既可以避免無(wú)對(duì)照樣品導(dǎo)致無(wú)法檢測(cè)的問(wèn)題，還可以解決反復(fù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)樣品造成的浪費(fèi)；同時(shí)還能快速根據(jù)圖譜查找相似品種，提供直觀有效的對(duì)比數(shù)據(jù)，助力完善全省種子質(zhì)量檢測(cè)體系和市場(chǎng)監(jiān)管體系。督促制種企業(yè)提升質(zhì)量控制意識(shí)，繼而提高企業(yè)自主創(chuàng)新能力、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)能力、企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力和供種保障能力，從而實(shí)現(xiàn)甘肅省由種業(yè)大省向種業(yè)強(qiáng)省的良好跨越。

1 甘肅省玉米制種產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

甘肅省已發(fā)展成為全國(guó)最大的雜交玉米種子產(chǎn)區(qū)，特別是以河西走廊為主的玉米種子生產(chǎn)基地，具有地勢(shì)平坦、氣候干燥、降雨量少、光照充足、晝夜溫差大、灌溉便利的自然優(yōu)勢(shì)，是“天然的種子生產(chǎn)車間”和“天然的倉(cāng)庫(kù)”，河西地區(qū)年產(chǎn)種量占全國(guó)玉米生產(chǎn)用種量的60%左右，是全國(guó)現(xiàn)代農(nóng)作物種業(yè)三大核心基地之一。近年來(lái)，甘肅省玉米種子生產(chǎn)基地綜合能力提高顯著，種業(yè)發(fā)展迅速，所生產(chǎn)的玉米種子質(zhì)量指標(biāo)好，籽粒飽滿，生活力強(qiáng)，千粒重、發(fā)芽率高，種子色澤鮮亮，商品性好，在市場(chǎng)上具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。2020 年全省玉米制種面積86 400 hm2，產(chǎn)種5.46 億kg，分別占全國(guó)總面積和總產(chǎn)量的55.6%和59.7%，保障了全國(guó)50%以上的大田玉米用種。“張掖玉米種子”已獲得全國(guó)唯一的種子國(guó)家地理商標(biāo)證書。甘肅省的玉米制種產(chǎn)業(yè)已形成規(guī)模，對(duì)全國(guó)的糧食生產(chǎn)起到舉足輕重的作用。

農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，種子是基礎(chǔ)，“種業(yè)翻身仗”更是把種業(yè)安全、種子質(zhì)量提到新高度。作為制種大省，為提升甘肅省種子質(zhì)量水平，加大假劣種子監(jiān)管力度，嚴(yán)厲打擊套牌品種侵權(quán)違法，甘肅省率先在全國(guó)開(kāi)展省級(jí)DNA 指紋庫(kù)和國(guó)家指紋庫(kù)的對(duì)接工作，并著手構(gòu)建甘肅省審定玉米品種DNA 指紋圖譜庫(kù)和標(biāo)準(zhǔn)樣品庫(kù)。

通過(guò)對(duì)審定的玉米品種構(gòu)建省級(jí)標(biāo)準(zhǔn)樣品庫(kù)，并對(duì)入庫(kù)品種進(jìn)行DNA 指紋圖譜構(gòu)建，推進(jìn)品種信息多元化應(yīng)用，為品種準(zhǔn)入、驗(yàn)證、追溯提供基礎(chǔ)信息。同時(shí)持續(xù)推進(jìn)與國(guó)家DNA 標(biāo)準(zhǔn)樣品指紋庫(kù)對(duì)接，形成國(guó)家、省、市、縣4 級(jí)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，推動(dòng)種業(yè)信息數(shù)據(jù)共享事業(yè)的快速發(fā)展。

通過(guò)構(gòu)建省級(jí)標(biāo)準(zhǔn)樣品庫(kù)及標(biāo)準(zhǔn)樣品DNA 指紋庫(kù)，能有效解決因甘肅省玉米DNA 指紋庫(kù)品種數(shù)據(jù)不全、信息不完善導(dǎo)致種子品種侵權(quán)生產(chǎn)、套牌銷售的種子無(wú)法及時(shí)檢測(cè)的問(wèn)題。項(xiàng)目的實(shí)施為品種鑒定提供及時(shí)有效的種子樣品，為育種家品種維權(quán)提供權(quán)威有效的技術(shù)服務(wù)，為侵權(quán)案件真實(shí)性檢測(cè)縮短了檢測(cè)周期。

新《種子法》頒布實(shí)施后，甘肅省的品種審定工作出現(xiàn)了新變化，隨著試驗(yàn)單位的范圍擴(kuò)大，甘肅省每年審定通過(guò)的品種也在不斷增加，單玉米而言，2015 年至2021 年甘肅省審定通過(guò)的品種分別為33個(gè)、8 個(gè)、35 個(gè)、83 個(gè)、9 個(gè)、132 個(gè)、145 個(gè)，共計(jì)445個(gè)。玉米標(biāo)準(zhǔn)樣品DNA 指紋庫(kù)的構(gòu)建，為加強(qiáng)育種家的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，調(diào)動(dòng)企業(yè)的自主研發(fā)積極性，提供了數(shù)據(jù)保障和技術(shù)支持。

隨著種子質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)的提升，傳統(tǒng)的常規(guī)4項(xiàng)（水分、發(fā)芽率、凈度、純度檢測(cè)）已不能滿足現(xiàn)階段種子市場(chǎng)的需求，未審定品種冒充審定品種、套牌品種侵權(quán)違法等現(xiàn)象，擾亂了正常的種子市場(chǎng)秩序。隨著種子品種增多，同質(zhì)化嚴(yán)重，肉眼無(wú)法判斷品種差異，分子檢測(cè)技術(shù)就至關(guān)重要，DNA 分子片段檢測(cè)，具有周期短、耗時(shí)少且靈敏度高、特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，填補(bǔ)了常規(guī)DUS 測(cè)試所不能發(fā)現(xiàn)的性狀差異，同時(shí)從基因?qū)用媾袛嗥贩N差異，通過(guò)檢測(cè)技術(shù)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了快速準(zhǔn)確鑒定品種的真實(shí)性，為市場(chǎng)監(jiān)管提供強(qiáng)有力判別證據(jù)。

2 甘肅省玉米品種DNA 指紋庫(kù)構(gòu)建情況

2.1 指紋庫(kù)構(gòu)建準(zhǔn)備工作

為構(gòu)建甘肅省玉米標(biāo)準(zhǔn)樣品DNA 指紋庫(kù)，省種子總站（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部玉米種子質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心（蘭州）、甘肅省農(nóng)作物種子質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心）不斷提升檢測(cè)能力，兩個(gè)“中心”分別通過(guò)了農(nóng)業(yè)農(nóng)村部及國(guó)家認(rèn)監(jiān)委、省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳的資質(zhì)認(rèn)定和機(jī)構(gòu)考核，先后獲得了檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)證證書（CMA），農(nóng)業(yè)農(nóng)村部審查認(rèn)可證書、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)機(jī)構(gòu)考核合格證書（CATL）、農(nóng)作物種子質(zhì)量檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)合格證書（CASL）。在中心技術(shù)人員的共同努力下，中心每年一次性通過(guò)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技發(fā)展中心、全國(guó)農(nóng)技中心等單位組織的轉(zhuǎn)基因、品種真實(shí)性和種子常規(guī)項(xiàng)目的能力驗(yàn)證檢測(cè)工作并取得優(yōu)秀等次。中心為實(shí)現(xiàn)建庫(kù)需求，在聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測(cè)種子真實(shí)性的基礎(chǔ)上，購(gòu)置高通量PCR 儀、高速冷凍離心機(jī)、凝膠成像系統(tǒng)、ABI3500 基因測(cè)序儀和自動(dòng)化工作站等多臺(tái)（套）高端進(jìn)口儀器設(shè)備，具備了建設(shè)DNA 標(biāo)準(zhǔn)指紋庫(kù)的硬性條件；同時(shí)多次派遣具有分子生物學(xué)背景的專業(yè)技術(shù)人員前往全國(guó)農(nóng)技中心、北京農(nóng)林科學(xué)院等單位進(jìn)行真實(shí)性檢測(cè)、DNA 指紋圖譜建庫(kù)、SSR 檢測(cè)方法探究等相關(guān)培訓(xùn)；中心還得到上級(jí)主管部門的大力支持，在2016 年聯(lián)合國(guó)家相關(guān)單位成功對(duì)接國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)樣品DNA 指紋庫(kù)，成為全國(guó)首家與國(guó)家指紋庫(kù)對(duì)接的省級(jí)檢測(cè)平臺(tái)，真正做到省檢測(cè)中心檢測(cè)的樣品和國(guó)家數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的樣品無(wú)差異對(duì)接，實(shí)現(xiàn)了分子檢測(cè)數(shù)據(jù)共享的跨越式發(fā)展。指紋庫(kù)對(duì)接后，甘肅省的DNA 指紋在中心檢測(cè)完成后就能同步與國(guó)家指紋庫(kù)比對(duì)，大大提高了甘肅省玉米種子的檢測(cè)效率和檢測(cè)能力，實(shí)現(xiàn)了檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的新突破。

2.2 指紋庫(kù)構(gòu)建現(xiàn)狀

甘肅省的指紋庫(kù)樣品要具有本地代表性，同時(shí)確保樣品是來(lái)源可靠的親本家種子。自2015 年中心平臺(tái)搭建完善后，檢測(cè)中心與農(nóng)作物評(píng)審委員會(huì)聯(lián)合實(shí)施，將每年甘肅省審定通過(guò)的玉米品種標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行DNA 指紋庫(kù)建庫(kù)工作。檢測(cè)中心使用SSR 分子標(biāo)記技術(shù)開(kāi)展指紋庫(kù)構(gòu)建工作。SSR 即簡(jiǎn)單重復(fù)序列（Simple Sequence Repeat，SSR），也稱微衛(wèi)星DNA，是目前最常用的微衛(wèi)星標(biāo)記技術(shù)。玉米品種的鑒別分析就是通過(guò)不同玉米品種遺傳組成不同，基因組DNA 中簡(jiǎn)單重復(fù)序列的重復(fù)次數(shù)存在差異，這種差異可以通過(guò)PCR 擴(kuò)增及電泳進(jìn)行片段大小測(cè)定進(jìn)行檢測(cè)的原理實(shí)現(xiàn)的。由于SSR 重復(fù)數(shù)目變化較大，所以通過(guò)SSR 分子標(biāo)記可以實(shí)現(xiàn)較高的多態(tài)性。依據(jù)現(xiàn)階段的種子檢測(cè)主要方法及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)——《玉米品種鑒定技術(shù)規(guī)程 SSR 標(biāo)記法》（NT/T 1432-2014），選用一套（40 對(duì)）多態(tài)性高的SSR 引物進(jìn)行指紋庫(kù)構(gòu)建工作。

檢測(cè)中心通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)樣品收集、樣品登記及編制溯源信息、樣品預(yù)處理、樣品粉碎、DNA 提取、DNA 濃度測(cè)定、PCR 體系配置、PCR 擴(kuò)增、毛細(xì)管電泳、數(shù)據(jù)分析、校驗(yàn)核對(duì)、數(shù)據(jù)上傳等環(huán)節(jié)完成建庫(kù)工作。其中每一個(gè)樣品均通過(guò)2～3 組平行試驗(yàn)，40 對(duì)核心引物擴(kuò)增，最終篩選出最優(yōu)條帶，形成40 個(gè)指紋圖譜并上傳至指紋圖譜庫(kù)。近年來(lái)，正是通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析及人員比對(duì)，逐步構(gòu)建完善了甘肅省玉米標(biāo)準(zhǔn)樣品DNA 指紋庫(kù)。

隨著甘肅省玉米標(biāo)準(zhǔn)樣品DNA 指紋庫(kù)建設(shè)工作的深入，參與建庫(kù)的檢驗(yàn)人員已可以通過(guò)圖譜峰值及圖譜形態(tài)，分析出玉米品種的特異性及甘肅省審定品種的圖譜特點(diǎn)，為下一步開(kāi)展大規(guī)模的建庫(kù)及其他作物的建庫(kù)工作積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

3 指紋庫(kù)構(gòu)建展望

建庫(kù)至今，甘肅省已將2015 至2020 年審定通過(guò)的300 個(gè)品種悉數(shù)入庫(kù)，形成12 000 余份數(shù)據(jù)圖譜，無(wú)論是品種數(shù)量還是數(shù)據(jù)完整性，都位于全國(guó)前列。甘肅省玉米標(biāo)準(zhǔn)樣品DNA 指紋庫(kù)的建成，極大提升了甘肅省種子質(zhì)量檢測(cè)隊(duì)伍的檢測(cè)能力，調(diào)動(dòng)了育種家的育種積極性，震懾了造假套牌行為的發(fā)生，確保了農(nóng)民的用種安全，進(jìn)一步保障了國(guó)家的糧食安全。

目前中心的人員配置及建成的轉(zhuǎn)基因檢測(cè)平臺(tái)，真實(shí)性檢測(cè)平臺(tái)，均在全國(guó)處于領(lǐng)先地位。其中尤為突出的是2018 年中心順利通過(guò)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部的甘肅省農(nóng)作物品種登記認(rèn)證檢測(cè)分中心建設(shè)項(xiàng)目。該項(xiàng)目通過(guò)使用LGC 平臺(tái)，SNP 的技術(shù)手段開(kāi)展品種登記認(rèn)證工作。SNP 的檢測(cè)手段是目前種子檢測(cè)領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)方式，會(huì)在現(xiàn)有SSR 的技術(shù)上，大大提高檢測(cè)通量和檢測(cè)能力，縮短檢測(cè)時(shí)間，提高檢測(cè)效率。甘肅省作為全國(guó)第一批省級(jí)農(nóng)作物品種登記認(rèn)證檢測(cè)分中心，是國(guó)內(nèi)最早驗(yàn)收并投入使用的檢測(cè)平臺(tái)，現(xiàn)已開(kāi)展相關(guān)圖譜驗(yàn)證工作。2020 年以來(lái)，中心通過(guò)SNP 平臺(tái)有效參與國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“七大農(nóng)作物育種”重點(diǎn)專項(xiàng)“主要農(nóng)作物種子分子指紋檢測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目驗(yàn)證工作，完成SNP驗(yàn)證試驗(yàn)198 份，標(biāo)記位點(diǎn)18 045 個(gè)。隨著審定品種的增多、技術(shù)手段的提升和檢驗(yàn)人員技術(shù)的提高，甘肅省的標(biāo)準(zhǔn)樣品指紋庫(kù)將會(huì)不斷完善，省級(jí)檢測(cè)中心將通過(guò)提升自身檢測(cè)水平，開(kāi)展基層檢驗(yàn)員培訓(xùn)、助力市州一級(jí)檢測(cè)中心技術(shù)提升，其中臨澤縣建成的張掖國(guó)家級(jí)玉米種子生產(chǎn)基地種子質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心已成為玉米種子檢測(cè)項(xiàng)目全覆蓋的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，2017年該中心成功對(duì)接國(guó)家玉米DNA 指紋庫(kù)，成為我國(guó)唯一一家縣級(jí)對(duì)接成功的檢測(cè)機(jī)構(gòu)。同時(shí)，中心也將引導(dǎo)有分子檢測(cè)能力的基層檢測(cè)中心積極擴(kuò)展分子檢測(cè)項(xiàng)目等，為提高種子市場(chǎng)監(jiān)管水平，打擊套牌侵權(quán)品種的生產(chǎn)銷售，促進(jìn)種子生產(chǎn)，促使經(jīng)營(yíng)者增強(qiáng)質(zhì)量意識(shí)；科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)提供技術(shù)支撐和服務(wù)，為推進(jìn)我國(guó)非主要農(nóng)作物品種更新和市場(chǎng)監(jiān)管，確保品種的真實(shí)性和生態(tài)的適應(yīng)性提供保障；提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，增加農(nóng)民收入；提升種業(yè)自主創(chuàng)新能力、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)能力、企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，為國(guó)家種業(yè)安全提供技術(shù)保障。