嚴(yán)見方 魏興華
(1 浙江省種子管理總站,杭州 310020;2 中國(guó)水稻研究所,杭州 311400;*第一/通訊作者:zjyanjf@126.com)
異型株(off-type)或非典型植株、非典型株、變異株,通常是指1 個(gè)或多個(gè)性狀(特征、特性)與原品種的性狀明顯不同的植株,是新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測(cè)試(簡(jiǎn)稱DUS 測(cè)試)、品種純度鑒定、種子繁育、品種區(qū)域試驗(yàn)等試驗(yàn)中的重要指標(biāo)。涉及的技術(shù)規(guī)程主要有“植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測(cè)試指南”[1]、“農(nóng)作物品種種子檢驗(yàn)規(guī)程”[2]、“種子繁殖(育)技術(shù)規(guī)程”[3]以及部分省級(jí)“新品種區(qū)域試驗(yàn)的技術(shù)規(guī)程”[4]等。
然而,因品種試驗(yàn)類型的不同,對(duì)于異型株的定義和判定也隨之不同。無(wú)論在新品種DUS 測(cè)試中,還是在品種純度鑒定中,異型株的判斷基本上依靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn),這會(huì)帶來(lái)較大的分歧。因此,本文結(jié)合水稻品種試驗(yàn)的實(shí)際,建議在正確定義和初步判定異型株的基礎(chǔ)上,提出加快DNA 指紋檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用,使得異型株辨析結(jié)論更加夯實(shí)。
植物新品種保護(hù)聯(lián)盟(International Union for the Protection of New Varieties of Plants,UPOV)是1961 年11 月由法國(guó)、聯(lián)邦德國(guó)、意大利、荷蘭和比利時(shí)簽署的《國(guó)際植物新品種保護(hù)公約》基礎(chǔ)上建立的,旨在提供和促進(jìn)一個(gè)有效的植物品種保護(hù)系統(tǒng),鼓勵(lì)植物新品種的開發(fā),造福社會(huì)。我國(guó)于1999 年4 月23 日正式加入《國(guó)際植物新品種保護(hù)公約》(1978 年文本),建立并逐步完善了基于國(guó)際公約的品種權(quán)保護(hù)制度。新品種DUS 測(cè)試是授予品種權(quán)的實(shí)質(zhì)條件,其中異型株的判定決定了品種一致性的判斷。
UPOV 技術(shù)文件TG/1/3 第6.4 節(jié)指出:“如果一個(gè)品種的絕大多數(shù)植株都非常相似,尤其是營(yíng)養(yǎng)繁殖和自花授粉的品種,可以通過明顯不同的植株(即異型株)數(shù)量來(lái)判斷一致性”,認(rèn)為異型株的數(shù)量取決于育種水平和性狀的穩(wěn)定性[5]。依據(jù)UPOV 相關(guān)技術(shù)文件的原則,我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測(cè)試指南 總則》(GB/T 19557.1-2004)定義異型株(非典型植株)為“同一品種群體內(nèi)處于正常生長(zhǎng)狀態(tài)的、但其整體或部分性狀與絕大多數(shù)典型植株存在明顯差異的植株”[1]。
同時(shí),UPOV 技術(shù)文件TG/1/3 第6.5 節(jié)中進(jìn)一步說(shuō)明“測(cè)試材料中出現(xiàn)的極不典型或不相關(guān)植株(unrelated to those of the variety)不必視為異型株或測(cè)試材料,可以忽略不計(jì),這些極不典型或不相關(guān)植株不會(huì)造成適合測(cè)試的植株數(shù)量不足或測(cè)試無(wú)法進(jìn)行則可以去除”[5]。因此,自交系中的雜交株或雜交種中的自交苗不予考慮為異型株。據(jù)此,在水稻新品種DUS 測(cè)試中,異型株僅考慮該品種可預(yù)見的遺傳分離植株,而異品種、竄粉株、雜交稻的父母本不應(yīng)作為異型株。
在純度鑒定時(shí),《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程 真實(shí)性和品種純度鑒定》(GB/T 3543.5-1995)定義異型株為“一個(gè)或多個(gè)性狀(特征特性)與原品種育成者所描述的性狀明顯不同的植株”[2]。2022 年6 月1 日實(shí)施的農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)作物品種純度田間小區(qū)種植鑒定技術(shù)規(guī)程稻》(NY/T 4017-2021)進(jìn)一步明確異型株(非典型株)是“與本品種典型特征特性存在明顯差異的植株,稻的非典型株主要包括保持系、不育系、恢復(fù)系及其他雜株”[6]。
品種純度指品種個(gè)體與個(gè)體之間在特征、特性方面典型一致的程度,與品種的遺傳基礎(chǔ)有關(guān),是構(gòu)成種子質(zhì)量的重要指標(biāo),也是種子質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要依據(jù)。純度鑒定可分為大田檢驗(yàn)、室內(nèi)檢驗(yàn)和小區(qū)種植檢驗(yàn),以本品種的種子數(shù)量(或株、穗數(shù))占供檢驗(yàn)樣品數(shù)量的百分比表示。在水稻品種純度鑒定中,異型株包括了異品種和本品種的具明顯變異的植株。
云南省保山市地方標(biāo)準(zhǔn)《水稻兩用核不育系繁殖技術(shù)規(guī)程》(DB 5305/T 35-2019)定義異型株為“株、葉、穗、粒形和葉、葉鞘、稃尖顏色與所繁目標(biāo)不育系有差異,抽穗期與目標(biāo)不育系相差5 d 以上的植株”[3]。而在品種區(qū)域試驗(yàn)中,以異型株比例判定參試品種的整齊度。在內(nèi)蒙古自治區(qū)玉米品種試驗(yàn)田間調(diào)查記載項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn)中,以株高、穗位、絲色、軸色和吐絲期的差異來(lái)劃分異型株。雖然沒有明確以異型株作為依據(jù)來(lái)判定水稻品種試驗(yàn)中的整齊度,而是以雜株率(在抽穗前后適當(dāng)階段調(diào)查明顯不同于正常群體植株的比例)進(jìn)行判定品種是否符合品種審定的重要指標(biāo)。顯然,在這些試驗(yàn)中,與品種純度鑒定一樣,異型株(或雜株)包括了異品種植株和由于遺傳分離而造成的不同于多數(shù)植株的非典型植株。
《主要農(nóng)作物品種真實(shí)性和純度SSR 分子標(biāo)記檢測(cè) 稻》(GB/T 39917-2021)規(guī)定了稻(Oryza sativa L.)品種真實(shí)性和品種純度SSR 分子標(biāo)記的檢測(cè)原理、檢測(cè)方案、檢測(cè)程度和結(jié)果報(bào)告。適用于水稻品種真實(shí)性驗(yàn)證、真實(shí)性身份鑒定;適用于水稻常規(guī)種、雜交種及其親本的品種純度測(cè)定。
稻的不同品種,其基因組存在著能夠世代穩(wěn)定遺傳的簡(jiǎn)單序列重復(fù)(SSR)的重復(fù)次數(shù)差異,這種差異可能通過從抽取有代表性的檢測(cè)樣品中提取DNA,用SSR 引物進(jìn)行擴(kuò)增和電泳,從而通過其擴(kuò)增產(chǎn)物片段大小不同而加以區(qū)分品種。DNA 指紋檢測(cè)技術(shù)依據(jù)SSR 檢測(cè)原理,采用篩選能夠準(zhǔn)確識(shí)別品種異型株指紋數(shù)據(jù)或圖譜的適宜引物,對(duì)品種標(biāo)準(zhǔn)樣品等位基因進(jìn)行檢測(cè),并運(yùn)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)所構(gòu)建的審定品種分子數(shù)據(jù)信息檢索比對(duì)載體;通過對(duì)一定數(shù)量檢測(cè)樣品的異型株個(gè)體數(shù)目或百分率的品種純度估測(cè),從而對(duì)其整體的典型一致程度作出評(píng)價(jià)。
綜上所述,通過對(duì)我國(guó)現(xiàn)行水稻品種試驗(yàn)的分析,異型株在新品種DUS 測(cè)試中僅指測(cè)試品種由于遺傳分離而產(chǎn)生的與多數(shù)植株不同的非典型植株;而在品種純度鑒定、種子繁育、區(qū)域試驗(yàn)等試驗(yàn)中,異型株除了包括遺傳分離的非典型植株以外,還包括異品種植株,如雜交稻品種的父母本、竄粉株等。是遺傳分離單株還是異品種株,僅憑肉眼判定會(huì)帶來(lái)較大的分歧,是否可以借助于分子技術(shù)將是下一步的研究重點(diǎn)。