孫建軍, 豆丹丹, 郭玉璽, 王德新, 郭新海, 丁超明, 蔣一萍

(河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所/植物新品種測試(原陽)分中心, 鄭州 450002)

隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展,國民對知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)注度逐漸增加,維護知識產(chǎn)權(quán)的意識也逐漸增強,1999年中國加入國際植物新品種保護聯(lián)盟,標(biāo)志著我國的植物新品種保護工作正式開始。植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性(簡稱DUS)測試,2016年實施修訂后的《中華人民共和國種子法》(簡稱《種子法》)規(guī)定了植物新品種申請保護、審定和登記均應(yīng)符合DUS的要求,DUS測試是植物品種管理的重要技術(shù)支撐,它在推動我國現(xiàn)代種業(yè)發(fā)展中發(fā)揮重要的作用[1]。2021年第四次修訂的《種子法》條例對種子行業(yè)的發(fā)展具有巨大的推動作用,此次《種子法》的修訂重點是擴大了植物品種權(quán)的保護范圍及保護環(huán)節(jié),加大了種子同質(zhì)化現(xiàn)象的管理,這將很大程度上提升種業(yè)自主創(chuàng)新能力。同時伴隨著綠色通道、聯(lián)合試驗體以及引種備案制的實施,農(nóng)作物品種審定實現(xiàn)又一次重大跨越。不同的作物都有一套量身定制的測試指南,為合理、公平、公正地給予新品種的判定提供理論依據(jù)。植物品種的DUS測試指南既是判定某一品種是否為新品種的重要依據(jù),也是植物描述的重要參考[2],而研制DUS測試指南是植物新品種DUS測試的重要基礎(chǔ)和依據(jù)。

紫云英(AstragalussinicusL.)屬豆科黃芪屬二年生草本植物,又稱“紅花草”“翹搖”“草子”,種質(zhì)資源豐富,起源于中國,距今已有1 700多年的栽培歷史。主產(chǎn)于四川、江蘇、浙江、上海長江流域等省區(qū),是中國南方稻田常用綠肥,但是隨著化肥工業(yè)的發(fā)展,紫云英的應(yīng)用規(guī)模嚴(yán)重縮小,近年來國家對糧食安全、食品安全以及農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的關(guān)注,紫云英在稻區(qū)的恢復(fù)利用得到關(guān)注[3]。紫云英不僅是重要的綠肥作物,同時還可作為鮮飼料、青貯或干飼料[4];獨特的蜜源植物[5];景觀植物和藥用[6]等,具有很大的生產(chǎn)利用價值。多年來培育出很多優(yōu)良品種,如浙江省的寧波和平湖大葉種和余江大葉,江蘇省的茜敦種和斜塘種,安徽省的戈江種,江西省的樂平種和余江種,湖南省的常德種,福建省的閩紫系列[7]。目前,在市場流通和南方稻區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普遍使用的紫云英品種仍然以幾十年前的品種(如寧波大橋種、信陽種、閩紫系列和湘肥系列等)為主[8],優(yōu)良品種資源長期未能得到較好的保護,導(dǎo)致其種質(zhì)陳舊、混雜甚至退化等一系列問題。為促進(jìn)我國紫云英種質(zhì)資源開發(fā)與利用,鼓勵育種創(chuàng)新,推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展,急需將紫云英納入品種保護名錄中。因此,從2015年開始開展適用于紫云英新品種測試技術(shù)的研究工作,制定紫云英新品種DUS測試指南旨在有效保護我國紫云英種質(zhì)資源,更好地保護育種者的權(quán)益,規(guī)范市場,鼓勵育種創(chuàng)新,促進(jìn)國內(nèi)紫云英品種選育的健康發(fā)展。

1 材料和方法

1.1 材 料

參考國內(nèi)外相關(guān)測試指南以及在參考紫云英種質(zhì)資源評價調(diào)查性狀和紫云英日本特性審查標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,選用收集到的國內(nèi)外164份有代表性的紫云英種質(zhì)資源,多年種植,進(jìn)行了試驗評價、測試性狀和標(biāo)準(zhǔn)品種的篩選。

1.2 方 法

1.2.1研制原則

結(jié)合我國紫云英品種分類的原則、性狀變異規(guī)律和育種實際,以UPOV《TG/1/3植物新品種特異性、一致性、穩(wěn)定性測試及統(tǒng)一描述總則》[9]、UPOV《TGP/7/1測試指南的研制》[10]、《TGP/8/1統(tǒng)計程序在DUS中的應(yīng)用》[11]、《TGP/9/1特異性測試》[12]、《TGP/10/1一致性測試》[13]、《TGP/11/1穩(wěn)定性測試》[14]等的規(guī)定以及GB/T 19557.1《植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測試指南 總則》[15]、GB/T 8080-2010《綠肥種子》[16]等為指導(dǎo),參考并借鑒UPOV相關(guān)測試指南和標(biāo)準(zhǔn)品種的選擇和確定[17],對性狀(個體測量)表達(dá)狀態(tài)進(jìn)行分級并進(jìn)行DUS分析進(jìn)一步驗證測試性狀的正確性和準(zhǔn)確性,制定適合我國紫云英植物新品種保護的DUS測試指南。

1.2.2測試性狀的確定

盡量收集鑒定技術(shù)較為成熟的紫云英性狀,以使本指南具有較好的廣適性,以主要的植物形態(tài)特征為主,其他性狀為輔。于2015年底,初步擬定27個田間試驗調(diào)查性狀。對收集到的品種資源開展第一生長周期田間種植試驗,按性狀調(diào)查表進(jìn)行觀測。于2017年底開展第一生長周期田間種植試驗,按性狀調(diào)查表進(jìn)行觀測,篩選出穩(wěn)定易觀測的性狀,初步確定分組性狀和技術(shù)問卷性狀,確定不同性狀的最佳觀測時期和方法。2018年底開展第二生長周期田間種植試驗,采集數(shù)據(jù),并篩選出可作為標(biāo)準(zhǔn)品種的材料,咨詢有關(guān)專家,根據(jù)田間試驗性狀調(diào)查和專家意見對性狀表進(jìn)行修改。2019年底開展第三生長周期田間種植試驗,驗證指南初稿性狀的選擇、測試方法等內(nèi)容,根據(jù)田間試驗結(jié)果,修改完善了測試指南初稿,確定了40個測試性狀和24個標(biāo)準(zhǔn)品種,于2020年9月形成征求意見稿,并在全國范圍內(nèi)廣泛征求相關(guān)單位和專家意見。2021年在種植試驗和征求專家意見的基礎(chǔ)上,進(jìn)行刪減和補充,最終確定測試性狀33個,其中包含30個必測性狀和3個選測性狀,狀態(tài)描述和相應(yīng)的分級代碼,23個標(biāo)準(zhǔn)品種。

1.2.3標(biāo)準(zhǔn)品種的確定

標(biāo)準(zhǔn)中的選用原則為性狀穩(wěn)定、易獲得、使用廣泛等,在符合這些基本特性的基礎(chǔ)上,統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)盡可能多地含有多個測試性狀。

2 結(jié)果和分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)品種的確定

紫云英的主要優(yōu)良品種:早熟品種表現(xiàn)為植株偏矮小、葉片較小、莖干較細(xì)等特點,此類品種主要有閩紫1號、湘肥2號等;中熟品種具有植株高大、莖干較粗、小葉較大、產(chǎn)種量較高等特點,此類型品種有余江大葉、閩紫6號等;晚熟品種具有營養(yǎng)生長期長,植株高大,莖干粗壯,分枝多等特點,代表品種為寧波大橋、浙紫5號、茜敦等。本試驗收集了國內(nèi)外164份紫云英品種,均參與田間種植和性狀的調(diào)查,根據(jù)紫云英的植物學(xué)分類和性狀級別,最終篩選到23個適合的標(biāo)準(zhǔn)品種(表1),用于DUS測試指南中,有助于確定相關(guān)性狀的不同表達(dá)狀態(tài)和校正年份、地點引起的差異。其中在測試過程中“信白1號”使用18次、“信紫1號”使用9次、“寧波大橋”使用9次、“閩紫5號”使用8次等。

表1 紫云英DUS測試指南中標(biāo)準(zhǔn)品種Table 1 Standard varieties in the DUS test guide of Astragalus sinicus L.

2.2 紫云英測試性狀

基于測試性狀選擇的原則,結(jié)合對參考紫云英種質(zhì)資源評價調(diào)查性狀和紫云英日本特性審查標(biāo)準(zhǔn),在充分征求了相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业囊庖姾徒ㄗh的基礎(chǔ)上,最終確定33個性狀作為紫云英新品種測試性狀(表2)。性狀相應(yīng)觀測時期和代碼見表3。按類型分類分為:29個數(shù)量性狀,1個質(zhì)量性狀和3個假質(zhì)量性狀;按性狀功能分類可分為4個分組性狀:a)開花期(表2中Chr.2);b)復(fù)葉:花青甙顯色強度(表2中Chr.8);c)主莖:長度(表2中Chr.19);d)籽粒:顏色(表2中Chr.29)。測試方法:群體目測;群體測量;個體測量。觀測數(shù)量要求為:個體觀測性狀植株取樣數(shù)量不少于20個,群體觀測性狀應(yīng)觀測整個小區(qū)或規(guī)定大小的混合樣本。

表2 紫云英DUS測試性狀和分級Table 2 The DUS testing characters and grading for Astragalus sinicus L.

表3 紫云英生育階段Table 3 Growth stage of Astragalus sinicus L.

根據(jù)測試要求,測試性狀分為基本性狀和選測性狀,其中序號Chr.1～Chr.30的性狀為基本性狀,序號Chr.31～Chr.33的性狀為選測性狀?；拘誀顬閁POV用于統(tǒng)一品種描述所需要的重要性狀,除非受環(huán)境條件限制而使性狀的表達(dá)狀態(tài)無法測試,所有UPOV成員都應(yīng)使用這些性狀。性狀表中各性狀的測試,采用其相應(yīng)的觀測時期(表3)和測試方法,對照標(biāo)準(zhǔn)品和分級標(biāo)準(zhǔn),給予測試品種相應(yīng)的代碼。

2.3 紫云英新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性判定標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)GB/T 19557.1-2004《植物新品種測試指南 總則》[15]的規(guī)定進(jìn)行判別。

特異性:《總則》規(guī)定特異性(Distinctness)的原則是申請品種權(quán)的植物新品種應(yīng)當(dāng)明顯區(qū)別于在申請日以前已知的植物新品種[9]?！懊黠@區(qū)別”是指性狀差異是恒定的和明確的。差異是“恒定的”是指測試品種至少觀測兩個獨立的生長周期,并且差異性狀表現(xiàn)一致?！懊鞔_的”是指待測品種應(yīng)明顯區(qū)別于所有已知品種[18]。

在測試中當(dāng)申請品種與近似品種至少有1個質(zhì)量性狀的表達(dá)狀態(tài)不同或者數(shù)量性狀、假質(zhì)量性狀存在大于2個代碼的差異時,即可判定待測品種具備特異性[12](可區(qū)別性)。

一致性:《總則》規(guī)定,一致性(Uniformity)的原則為申請品種權(quán)的植物新品種經(jīng)過繁殖,除可以預(yù)見的變異外,其相關(guān)的特征或者特性一致,只有當(dāng)申請品種的變異程度不超過已知近似品種的變異程度才能判定申請品種具備一致性[9,13]。本指南對于常規(guī)種一致性判定時,采用5%的群體標(biāo)準(zhǔn)和至少95%的接受概率。當(dāng)樣本大小為60株時,最多可以允許有6個異型株,當(dāng)樣本大小為120株時,最多可以允許有10個異型株。

穩(wěn)定性:根據(jù)《總則》規(guī)定,穩(wěn)定性(Stability)指的是品種同一性狀在2個相同獨立的生長季節(jié)中表現(xiàn)在同一代碼內(nèi),或第2次測試的變異度與第1次測試的變異度無顯著變化。但在實際操作過程中,一般不對穩(wěn)定性單獨進(jìn)行測試。如果一個品種具備一致性,則可認(rèn)為該品種具備穩(wěn)定性[19]。必要時,可以種植該品種的下一批繁殖材料,與以前提供的繁殖材料相比,若性狀表達(dá)無明顯變化,則可判定該品種具備穩(wěn)定性[9,14]。

3 結(jié)論和討論

紫云英DUS測試指南是根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)文件,依據(jù)我國紫云英現(xiàn)有的種質(zhì)資源、育種水平和生產(chǎn)特點,以科學(xué)、準(zhǔn)確和實用為目標(biāo),通過對164份紫云英品種的田間種植、性狀調(diào)查、質(zhì)量把控以及測量數(shù)據(jù)的分析,在廣泛征求并充分吸取了各方面專家意見和建議的基礎(chǔ)上,最終篩選確定了33個測試性狀。其中包括30個基本性狀,3個選測性狀。同時也篩選到了23份符合要求的標(biāo)準(zhǔn)品種,完成了紫云英新品種DUS測試指南的研制。測試指南的制定統(tǒng)一了在紫云英新品種測試過程中的質(zhì)量控制內(nèi)容和方法的描述,確保了測試的準(zhǔn)確性、科學(xué)性、先進(jìn)性和實用性。它的研制成功對于提高我國紫云英植物新品種審查水平、保護育種者權(quán)利、促進(jìn)新品種選育起到積極作用。但是由于紫云英種質(zhì)農(nóng)藝性狀主要受遺傳因素影響,同時環(huán)境因素也對其外部形態(tài)具有一定的影響,且其紫云英種子分子鑒定表明各品種的遺傳譜系窄、親緣關(guān)系近[20],隨著國內(nèi)外植物新品種保護在不斷的發(fā)展,對植物新品種DUS測試的理解也處于不斷完善過程中,及時發(fā)現(xiàn)其中存在的問題并進(jìn)行修訂更能提高紫云英DUS測試和新品種保護的水平。