樺木屬植物新品種DUS測試指南的研制

董京祥 姜靜 李慧玉 劉桂豐

摘要

依據(jù)國際植物新品種保護聯(lián)盟（UPOV）及我國關(guān)于植物新品種DUS測試指南的相關(guān)規(guī)定，制定了適合我國樺木屬植物新品種DUS測試指南。結(jié)果表明，通過深入研究樺木屬主要種、變種及品種的形態(tài)特征和生長特性，共篩選出30個測試性狀（質(zhì)量性狀9個、數(shù)量性狀9個、假性質(zhì)量性狀13個）和9個標準品種用于新品種DUS測試；對每個測試性狀的表達狀態(tài)進行準確描述和科學(xué)分級，共劃分了106個表達狀態(tài)或等級；提出了樺木屬植物新品種特異性、一致性、穩(wěn)定性的判別標準。

關(guān)鍵詞 樺木屬；DUS測試指南；標準品種；測試性狀

中圖分類號 S7 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）31-10965-04

Guideline for the Tests of DUS for New Varieties of Genus Betula

DONG Jingxiang， JIANG Jing， LI Huiyu， LIU Guifeng*

（Northeast Forestry University， Harbin， Heilongjiang 150040）

Abstract Based on the general introduction to examination of DUS for UPOV and the national standard of test guideline for DUS in China， the authors did comprehensive and painstaking research on morphology characteristics and growing characteristics of genus Betula， including main species， variants and cultivars. 9 example varieties and 30 testing characteristics were adopted for DUS test. In the testing characteristics， 9 qualitative， 9 quantitative， and 13 pseudoqualitative were included. At the same time， the expression states of testing characteristics were scientifically described and hierarchical for the table of characteristics； the 106 expression states of characteristics were given. The assessment standard for distinctness， uniformity， and stability was put forward.

Key words Betula； DUS test guideline； Standard varieties； Testing characteristics

我國林木育種工作是從20世紀50年代開始，至今林木育種工作者已培育出一大批林木優(yōu)良品種，如何更有效地保護我國林木優(yōu)良品種資源和育種者的合法利益，是一個亟需解決的問題^[1]。1999年我國加入UPOV，2004年《植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測試指南總則》發(fā)布，我國開始啟動植物屬（種）的DUS測試指南技術(shù)標準的編制工作^[2]。到目前為止，我國農(nóng)業(yè)部和國家林業(yè)局已組織研制了一品紅、柳屬、核桃屬等100多個植物新品種DUS測試指南^[3-5]。

樺木屬（Betula）植物全球約50種，產(chǎn)于北半球溫帶地區(qū)及北極地區(qū)。我國是樺木屬植物的重要分布區(qū)，有29種6變種，全國均有分布，是我國主要森林植物之一^[6]。該屬植物具有喜光、速生、耐寒及耐干旱瘠薄土壤等特點，其生長特性、抗性及木材物理性質(zhì)差異較大，被廣泛用于單板材、紙漿材、建筑材、工藝材和食品輔助材料，在我國用材樹種中具有舉足輕重的地位^[7-12]。該屬品種主要是作為園林觀賞樹木選育的，在園藝樹木名典的《世界園林喬灌木》中收入該屬植物27種20余品種^[13]。目前，國際尚未制定樺木屬植物的DUS測試指南。為此，筆者通過深入研究樺木屬主要種、變種及品種的形態(tài)特征和生長特性，建立已知品種數(shù)據(jù)庫，研制了適合我國的樺木屬植物新品種DUS測試指南，旨在為UPOV及其成員國制定樺木屬植物的測試指南提供參考。

1 研制原則

植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性（簡稱DUS）測試指南是指導(dǎo)測試機構(gòu)開展植物新品種DUS測試工作的技術(shù)手冊，是審批機關(guān)審查新品種DUS的技術(shù)標準。測試指南的研制應(yīng)以《植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測試指南總則》為指導(dǎo)，依據(jù)UPOV制定的關(guān)于植物新品種DUS測試指南系列指導(dǎo)文件TGP的要求，結(jié)合我國樺木屬植物育種水平和生產(chǎn)現(xiàn)狀，編寫出符合我國國情、可操作性強、科學(xué)、準確的樺木屬植物DUS測試指南。

2 樺木屬植物DUS測試指南的主要內(nèi)容

2.1 測試性狀的選擇

由一系列性狀組成的性狀表是植物新品種DUS測試指南的核心內(nèi)容，是判別申請品種是否具備特異性、一致性和穩(wěn)定性的主要依據(jù)。因此，根據(jù)UPOV的《植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性審查及性狀統(tǒng)一描述總則》要求，選用的性狀必須滿足以下條件：①是特定的基因型或者基因型組合的結(jié)果；②在某一特定環(huán)境條件下表現(xiàn)出足夠的一致性和可重復(fù)性；③在品種間表現(xiàn)出足夠的變異從而能夠用于確定特異性；④該性狀能夠準確描述和識別；⑤該性狀能夠滿足一致性的要求；⑥該性狀能夠滿足穩(wěn)定性的要求。在此基礎(chǔ)上，所選擇測試性狀還要滿足易操作、費用低和可靠性強等要求^[14]。

2.1.1

基本性狀與必測性狀的選擇。筆者通過網(wǎng)絡(luò)和圖書館等途徑查閱了樺木屬植物的相關(guān)文獻資料，到新疆、陜西、云南、貴州、四川、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江等地進行了實地調(diào)查，對國內(nèi)外樺木屬植物的形態(tài)特征和生長習(xí)性進行了分析，并參考《中國植物志》和《圖解植物學(xué)詞典》等文獻中的性狀描述方法，依據(jù)UPOV有關(guān)植物新品種DUS測試指南的相關(guān)文件及我國的測試指南總則的要求，最終選擇30個遺傳穩(wěn)定且容易觀測的性狀作為樺木屬植物DUS測試性狀。這些性狀從植株、主干、枝條、葉片、果序、果苞、堅果7個方面對樺木屬植物進行了描述，涵蓋了全部營養(yǎng)器官和生殖器官性狀，具有很強的代表性。30個測試性狀中，包括8個必測性狀即星號（*）性狀，以及22個基本性狀，配有圖解的加號性狀特征（+）13個（表1）。

從性狀表達類型來看，30個測試性狀中，質(zhì)量性狀（QL）和數(shù)量性狀（QN）各9個，假性質(zhì)量性狀（PQ）13個；在13個假性質(zhì)量性狀中，除4個與顏色相關(guān)的的性狀（樹皮顏色和葉片顏色）依靠顏色判斷外，其他9個性狀同時亦為加號性狀，配有圖解說明。

2.1.2

分組性狀的選擇。分組性狀是那些在一個品種內(nèi)不變異或變異極小的性狀，不同的性狀描述明顯地、均勻地分布于所有收集到的品種中。依據(jù)分組性狀確定待測新品種的分組情況，選擇相似品種使其包含在特異性的生長測試周期中，從而快速有效地進行試驗準備和觀測。樺木屬植物測試指南選用“植株：株型”、“主干：樹皮顏色”、“果苞：側(cè)裂片”和“堅果：翅寬與果寬的比值”4個性狀作為分組性狀。

2.2 性狀分級及標準品種的選用

測試指南中每一性狀分為不同的表達狀態(tài)，每種狀態(tài)的描述應(yīng)用1個數(shù)字代碼與其相對應(yīng)，以便于數(shù)據(jù)記錄和特征描述。性狀的表達類型直接影響著表達狀態(tài)的劃分，質(zhì)量性狀是植物表現(xiàn)不連續(xù)變異狀態(tài)的性狀，代碼采用“1、9”表示；數(shù)量性狀是能夠以一維的、線性等級進行描述的性狀，它顯示性狀從一個極端到另一個極端的連續(xù)變化，代碼采用1、3、5、7、9”，也可用“1、2、3……”表示；假性質(zhì)量性狀是指性狀表達至少有一部分是連續(xù)的，但其變化范圍是多維的，所有單個表達狀態(tài)需要在性狀描述范圍內(nèi)確定，代碼采用“1、2、3……”表示。測試性狀的表達狀態(tài)應(yīng)按照從弱到強、從亮到暗、從低到高、從窄到寬的表達順序排列^[14-16]。按照上述要求，對所選擇的30個測試性狀的表達狀態(tài)進行描述與分級，共劃分了108個表達狀態(tài)或分級。

為了更好地定義性狀，在測試指南中提供了標準品種來明確同一性狀的不同表達狀態(tài)。目的有二：一是以實例說明性狀；二是提供每個品種適當?shù)谋磉_狀態(tài)的描述依據(jù)，以建立國際統(tǒng)一的品種描述。盡管標準品種在測試人員調(diào)查一個性狀時具有更直觀的優(yōu)點，但是在很多情況下用照片或插圖說明一個性狀可以更清楚。因此，選擇的標準品種應(yīng)該是容易獲得且性狀穩(wěn)定的，能代表更多的類型、性狀或地區(qū)的品種，每個標準品種用到的次數(shù)應(yīng)盡可能地多，選用的標準品種數(shù)量應(yīng)盡可能地少^[15]。在參考借鑒前人研究的基礎(chǔ)上，依據(jù)UPOV的規(guī)定，結(jié)合我國樺木屬植物引種的實際情況，篩選出‘白塔、‘緋紅、‘粉紅香檳、‘金干、‘裂葉、‘莫里斯、‘圣喬治、‘長干、‘紫葉9個品種作為標準品種。

2.3 樺木屬植物DUS判定標準

2.3.1

特異性的判別。依據(jù)UPOV的要求，待測新品種應(yīng)明顯區(qū)別于所有在申請日以前的已知品種。待測新品種滿足以下條件，即可判定該品種具備特異性：對于質(zhì)量性狀，與相似品種只要有1個性狀有差異；對于數(shù)量性狀，與相似品種至少有2個性狀有差異，或者1個性狀的2個代碼的差異；對于假性質(zhì)量性狀，與相似品種至少有2個性狀有差異，或者1個性狀的2個不連貫代碼的差異^[17]。

2.3.2

一致性的判別。在實際測試中，當一個品種的所有植株都非常相似，可根據(jù)出現(xiàn)的明顯不同植株（“異型株”）的數(shù)量來評價一致性，即采用異型株法進行一致性判斷：根據(jù)1%群體標準和95%可靠性概率，15株觀測植株中異型株的最大允許值為1。不能進行個體測試的性狀，不進行一致性判別。如果所觀測的性狀有差異，以表現(xiàn)最多的性狀值為準^[18]。

2.3.3

穩(wěn)定性的判別。申請品種在測試中符合特異性和一致性要求，可認為該品種具備穩(wěn)定性。特殊情況或存在疑問時，需要通過再次測試一個生長周期，或者由申請人提供新的測試材料，測試其是否與先前提供的測試材料表達出相同特征，來判定其是否具備穩(wěn)定性^[19]。

3 結(jié)論

樺木屬植物新品種DUS測試指南對樺木屬植物品種的特征信息進行了統(tǒng)一規(guī)范的描述，對性狀特征進行了科學(xué)準確的分級、分類，適用于樺木屬種內(nèi)所有品種以無性繁殖材料進行的新品種 DUS 測試，是樺木屬植物新品種權(quán)授予的科學(xué)依據(jù)。它的建立有利于審批機關(guān)對樺木屬植物新品種特異性、一致性、穩(wěn)定性的審查，完善了新品種保護制度，對保護育種者權(quán)利、促進樺木屬植物新品種的選育起到積極作用。目前，UPOV尚無樺木屬（包括屬內(nèi)種）的DUS測試指南，該研究尤其是性狀特征表的研制可為UPOV及其成員國制定樺木屬的測試指南提供參考。

參考文獻

[1]

王明庥，王章榮，尹佟明，等.林木遺傳育種學(xué)[M].北京：中國林業(yè)出版社，2001.

[2] 農(nóng)業(yè)部科技發(fā)展中心.植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測試指南總則（GB/T 19557.1-2004）[S].北京：中國標準出版社，2004：5.

[3] 林大為，姚紅軍，周建仁，等.植物新品種特異性、一致性、穩(wěn)定性測試指南 一品紅（LY /T 1850-2009）[S].北京：中國標準出版社，2009.

[4] 施士爭，周建仁，黃發(fā)吉，等.植物新品種特異性、一致性、穩(wěn)定性測試指南 柳屬（GB/T 26910-2011）[S].北京：中國標準出版社，2011.

[5] 裴東，張俊佩，周建仁，等.植物新品種特異性、一致性、穩(wěn)定性測試指南 核桃屬（GB/T 26906-2011）[S].北京： 中國標準出版社，2011.

[6] 《中國植物志》編輯委員會.中國植物志：第21卷[M].北京：科學(xué)出版社，1979：103-138.

[7] 王秋玉，張金然，楊傳平.白樺種群間木材纖維性狀的表型變異與分子標記的遺傳多態(tài)性[J].林業(yè)科學(xué)，2007（11）：37-42.

[8] 李菁，駱有慶，石娟.基于生物多樣性保護的興安落葉松與白樺最佳混交比例——以阿爾山林區(qū)為例[J].生態(tài)學(xué)報，2011（16）：4943-4949.

[9] 邵方麗，余新曉，吳海龍，等.冀北土石山區(qū)天然次生林山楊、白樺種群的空間分布格局[J].林業(yè)科學(xué)，2012（6）：12-17.

[10] 陳偉.光皮樺天然群體遺傳多樣性研究[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006（6）：28-34.

[11] 郭垚鑫，胡有寧，李剛，等.太白山紅樺種群不同發(fā)育階段的空間格局與關(guān)聯(lián)性[J].林業(yè)科學(xué)，2014（1）：9-14.

[12] 孫耀星，戚繼忠，楊庚，等.賽黑樺的構(gòu)造特征和物理力學(xué)性質(zhì)[J].林業(yè)科學(xué)，2012（2）：180-186.

[13] 瓦遜，羅德，布萊克塞爾，等.世界園林喬灌木[M].陳俊愉，包志毅，章銀柯，等，譯.北京：中國林業(yè)出版社，2004：127-132.

[14] TG/1.General introduction to the Examination of Distinctness， Uniformity and Stability and the Development of Harmonized Descriptions of New Varieties of Plant[S].Geneva， Switzerland： UPOV， 2002.

[15] TGP/7.Development of Test Guidelines[S].Geneva， Switzerland： UPOV， 2004.

[16] TGP/14.Glossary of Technical， Botanical and Statistical Terms used in UPOV Documents[S].Geneva， Switzerland： UPOV， 2004.

[17] TGP/9.Examining Distinctness[S].Geneva， Switzerland： UPOV， 2004.

[18] TGP/10.Examining Uniformity[S].Geneva， Switzerland： UPOV， 2004.

[19] TGP/11.Examining Stability[S].Geneva， Switzerland： UPOV， 2004.