品種純度檢測助力蔬菜種業(yè)發(fā)展

孟淑春，徐秀蘋2，宋順華

(1.北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心，農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)部都市農(nóng)業(yè)(北方)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100097；2.中國科學(xué)院植物研究所系統(tǒng)與進(jìn)化植物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100093)

1 種子質(zhì)量控制的重要性

種子是最基本的生產(chǎn)資料，在種子產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起著基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性作用，是整個產(chǎn)業(yè)的龍頭，其地位處于產(chǎn)業(yè)鏈最下游。種子質(zhì)量是發(fā)揮良種生產(chǎn)潛力，保持品種長期生命力的關(guān)鍵所在。種子質(zhì)量的高低不僅影響著良種特性、種子經(jīng)營者的效益和信譽(yù)，而且影響著農(nóng)作物的質(zhì)量和產(chǎn)量以及廣大農(nóng)民的收入。2000年頒布《種子法》，國內(nèi)種子市場對外資全面開放，我國種子進(jìn)入市場化進(jìn)程，大量跨國種業(yè)公司通過合資、建立辦事處或?qū)嶒?yàn)站的方式進(jìn)軍中國種子市場。目前在中國注冊的外資種子企業(yè)已有70余家，全球排名前5位的種業(yè)公司都已進(jìn)入中國，并開始主導(dǎo)市場[1]。隨著國際種子貿(mào)易的日益深化，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對種子質(zhì)量的要求越來越高，種子生產(chǎn)者、經(jīng)銷商和農(nóng)民對種子的質(zhì)量問題越來越重視。美國杜邦(Dupont)、孟山都(Monsanto)、瑞士先正達(dá)(Syngenta)、法國利馬格蘭(Limagrain)、墨西哥圣尼斯(Seminis)等國際大型種子公司無一不建立了雜交種規(guī)?；a(chǎn)中親本繁育、商品種繁育、高效良種生產(chǎn)、加工處理和包衣、種子質(zhì)量檢測等各個產(chǎn)業(yè)化環(huán)節(jié)的技術(shù)規(guī)范，從而保證了高質(zhì)量良種生產(chǎn)?？鐕就ㄟ^高質(zhì)量的種子節(jié)約用種量，在不顯著增加生產(chǎn)成本的前提下，“天價”種子仍能大行其市，美國先鋒種子公司的玉米品種先玉335從東北、華北及西南的廣西向全國快速擴(kuò)展，僅用3年時間就迅速成為中國第三大玉米品種。廣西、東北玉米種子正在快速地被美國的轉(zhuǎn)基因玉米種子所代替。國內(nèi)培育的抗蟲棉種子推廣應(yīng)用很慢，美國的抗蟲棉用了短短幾年時間就占領(lǐng)了黃河中下游的幾個省的有效銷售區(qū)域?？鐕镜姆N子控制了我國近50%的向日葵高端種子市場。我國70%的油脂加工廠是外資，80%大豆壓榨企業(yè)為外資控制。國際花卉市場基本上由美國、法國、荷蘭、以色列、德國等發(fā)達(dá)國家所控制，我國草本花卉種業(yè)的技術(shù)水平相對較低，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的品種不多，盆花品種90%依賴進(jìn)口。據(jù)公開資料顯示，目前世界排名前10的種子企業(yè)在種子國際貿(mào)易額中所占比例已經(jīng)高達(dá)35%，而同期我國排名前10的種子企業(yè)在國際種子市場的銷售額僅占0.8%[3,4]，占國內(nèi)種子市場份額13%，相當(dāng)于世界第一強(qiáng)種子企業(yè)美國孟山都公司同期銷售額的2%左右[5]。當(dāng)前，我國種企面臨的競爭對手不僅是世界級的跨國種子公司，也是一個龐大而高效運(yùn)轉(zhuǎn)的國際化的種子科技價值鏈網(wǎng)絡(luò)體系[2]。

種子質(zhì)量是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中至關(guān)重要的因素，種業(yè)的發(fā)展不僅依賴于國家規(guī)章制度的監(jiān)管，更依賴于種子質(zhì)量的提升。高質(zhì)量種子是企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，是種業(yè)市場的命脈。近年來，國內(nèi)種業(yè)得到了長足發(fā)展，種子質(zhì)量也有了明顯提升，但是與發(fā)達(dá)國家相比，無論是基礎(chǔ)設(shè)施、科研能力，還是經(jīng)營模式、發(fā)展水平，都存在著很大差距，這既與種子生產(chǎn)、加工、銷售等環(huán)節(jié)的管理尚不完善有關(guān)，同時也由于缺乏有效的質(zhì)量監(jiān)管手段，難以設(shè)置相應(yīng)的質(zhì)量控制指標(biāo)[6]。目前，我國自主開展品種真實(shí)性鑒定、品種純度檢測的種子企業(yè)非常少。除了制度因素之外，主要是缺乏有效、快捷的適合種子企業(yè)的檢測方法。開展種子質(zhì)量安全檢測關(guān)鍵技術(shù)的研究，能夠有效解決種子質(zhì)量的快速評價和設(shè)定田間播種量等生產(chǎn)實(shí)際問題，為種子生產(chǎn)和銷售提供參考根據(jù)。只有建立規(guī)模化、精準(zhǔn)化的良種生產(chǎn)、質(zhì)量控制和加工處理技術(shù)體系，逐步增強(qiáng)民族種業(yè)企業(yè)的核心競爭力，才是振興民族種業(yè)的有效途徑。

2 品種真實(shí)性和純度的檢測方法和意義

2.1 品種真實(shí)性和純度的檢測方法

品種真實(shí)性和品種純度的檢測方法主要有形態(tài)鑒定、物理化學(xué)鑒定、生理生化鑒定、細(xì)胞學(xué)鑒定和分子生物學(xué)鑒定。根據(jù)檢測方法的原理分類是品種純度檢測中較為公認(rèn)的分類體系。在實(shí)際應(yīng)用中，理想的檢測方法要達(dá)到4個要求：檢測結(jié)果可重復(fù)，操作過程簡單易行，省時高效，成本低廉?？傊?，要求檢測方法準(zhǔn)確可靠，簡單高效。田間種植方法鑒定品種真實(shí)性和純度，需要同時種植標(biāo)準(zhǔn)樣品，時間長、程序多，比較復(fù)雜，有時還難以分辨。近年來，種子品種真實(shí)性和品種純度檢測技術(shù)已由傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)方法發(fā)展到DNA分子水平，DNA 分子標(biāo)記鑒定技術(shù)又稱DNA 分子診斷技術(shù)。其檢測對象是種子或種苗的DNA 片段，基本原理是直接對品種DNA 的堿基順序即DNA多態(tài)性的差異進(jìn)行分析，由此來鑒別不同的品種[7,8]。與其他方法相比，DNA分子標(biāo)記技術(shù)具有準(zhǔn)確性高、重復(fù)性好、不受環(huán)境影響，從20世紀(jì)90年代就開始應(yīng)用到種子質(zhì)量評價上，并在一些主要農(nóng)作物和主要蔬菜上取得良好效果。目前國內(nèi)種子檢驗(yàn)工作中大多采用簡單重復(fù)序列SSR分子標(biāo)記技術(shù)檢測品種真實(shí)性和品種純度。SSR分布于作物整個基因組中，不同品種間每個SSR位點(diǎn)重復(fù)單位的數(shù)量可能不同，因而形成片段長度多態(tài)性[9]。針對兩側(cè)序列單拷貝的簡單重復(fù)序列高度保守，特異性引物可以根據(jù)其兩側(cè)的序列來設(shè)計(jì)，重復(fù)序列經(jīng)過PCR擴(kuò)增，在電泳過程中的電荷效應(yīng)作用下，得到的PCR產(chǎn)物由于分子量大小不同得到分離，經(jīng)硝酸銀染色或熒光染料標(biāo)記檢測區(qū)分。由于不同作物品種遺傳組成不同，因此，根據(jù)引物DNA序列存在差異或引物結(jié)合部位之間的DNA片段大小存在差異，即可鑒定不同作物品種。SSR分子標(biāo)記技術(shù)在小麥、玉米、水稻、棉花等作物的品種鑒定中得到廣泛的推廣和應(yīng)用。在大白菜、辣椒、西瓜、黃瓜、甘藍(lán)、番茄等蔬菜作物上已經(jīng)建立完善的品種鑒定技術(shù)規(guī)程SSR分子標(biāo)記法的國家農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。隨著更多多態(tài)性SSR 位點(diǎn)的開發(fā)和SSR 檢測技術(shù)水平的提高和普及，該技術(shù)將在品種真實(shí)性和品種純度檢測中得到更加廣泛的應(yīng)用。

2.2 品種純度檢測的重要意義

品種真實(shí)性和品種純度是構(gòu)成種子質(zhì)量的2個重要指標(biāo)，是種子質(zhì)量評價和劃分等級的重要依據(jù)。這2個指標(biāo)都與品種的遺傳基礎(chǔ)有關(guān)，因此都屬于品種的遺傳品質(zhì)。一旦種子的真實(shí)性有問題，品種純度檢測就毫無意義了。品種真實(shí)性和品種純度是種子的生命，品種真實(shí)性和品種純度鑒定是種子生產(chǎn)銷售工作中不可缺少的重要步驟；是確保種子能夠充分展現(xiàn)其特有的遺傳性狀的前提；在種子生產(chǎn)、加工、貯藏和經(jīng)營貿(mào)易中具有重要意義和應(yīng)用價值[10]。種子真?zhèn)螜z測早已成為發(fā)達(dá)國家種子檢驗(yàn)中不可或缺的組成部分，在很多國家已成為“種子質(zhì)量認(rèn)證”、“質(zhì)量評估”過程中的例行措施，是種子跨地區(qū)或跨國貿(mào)易的重要質(zhì)量指標(biāo)。在雜交水稻種子生產(chǎn)中，親本純度每降低1%，制種田純度就會下降6%～7%，糧食生產(chǎn)就會減產(chǎn)10%左右。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，除了種子純度影響外，假種子坑農(nóng)害農(nóng)的影響更大，有時會造成絕產(chǎn)。伴隨現(xiàn)代育種技術(shù)水平的不斷提高，我國農(nóng)作物新品種急劇增加，造成品種的“多、亂、雜”，品種侵權(quán)、品種套牌現(xiàn)象仍舊普遍存在，不僅損害了正規(guī)種子企業(yè)的切身利益，而且給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)民增收帶來不可彌補(bǔ)的損失[11]。如雜交稻生產(chǎn)中，錯把不育系當(dāng)雜交種播種，造成顆粒無收。安徽岳西曾錯把華聯(lián)2號當(dāng)汕優(yōu)63引進(jìn)種植造成幾十萬公頃良田絕收；江蘇江寧谷里鄉(xiāng)曾錯種南京11號常規(guī)稻種，造成減產(chǎn)2 000多t、經(jīng)濟(jì)損失120萬元。在蔬菜生產(chǎn)中，也有錯將小白菜種子當(dāng)成結(jié)球大白菜播種，給生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)收益帶來極大危害的慘痛教訓(xùn)，此類事例不勝枚舉。市場上“同名異種”、“同種異名”現(xiàn)象時有發(fā)生，品種侵權(quán)問題比較突出，有的企業(yè)是哪個品種熱銷價高，就使用哪個品種的審定名稱和編號，堂而皇之地在市場銷售，牟取暴利；有的企業(yè)以“精品”、“改良”等名義，把不合法品種冠以老品種的審定名稱和編號，或把老品種裝進(jìn)新審定品種包裝中，一旦出現(xiàn)問題，便以合法品種名義逃避懲罰，這也是目前基層種子管理中最棘手的問題。目前，農(nóng)民反映的種子質(zhì)量糾紛事件中，很大一部分涉及品種真實(shí)性問題，雖然采取了提交標(biāo)準(zhǔn)樣品等措施，但是除非有確鑿的證據(jù)，侵權(quán)現(xiàn)象很難發(fā)現(xiàn)和查處。品種所有人的權(quán)利雖然受到侵害，但是顧及到行政訴訟周期長、費(fèi)用高、程序復(fù)雜，需要投入巨大資金，耗費(fèi)過多精力和時間，在賠償金額方面很難彌補(bǔ)所受損失，從而放棄維權(quán)[12]。種子市場套牌、假冒、侵權(quán)的混亂現(xiàn)象已成為制約種業(yè)前進(jìn)的毒瘤，嚴(yán)重影響種子產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。我國目前種子生產(chǎn)企業(yè)和產(chǎn)品質(zhì)量水平參差不齊，總體低于國際先進(jìn)水平。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，種子國際貿(mào)易將不斷擴(kuò)大，種子市場化、國際化是種業(yè)發(fā)展的重要趨勢，為保障我國種企在國際種業(yè)市場的地位穩(wěn)步提升，種子出口數(shù)量和質(zhì)量不斷提高，進(jìn)一步加強(qiáng)品種真實(shí)性、品種純度等方面的檢測力度，提高相應(yīng)的檢測水平和效率，逐步與國際種子行業(yè)規(guī)范接軌已經(jīng)迫在眉睫。

2.3 品種純度檢測助力蔬菜種業(yè)發(fā)展

蔬菜是我國僅次于糧食作物的第二大類作物，其產(chǎn)值及其對農(nóng)民增收的貢獻(xiàn)已遠(yuǎn)高于糧食作物。蔬菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展對促進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、提高農(nóng)民收入、保障人類健康等方面有著重大意義。由于蔬菜種業(yè)經(jīng)濟(jì)效益明顯高于其他大田作物，蔬菜種業(yè)是最早開放的種業(yè)市場，我國已成為國際種苗公司競爭的舞臺。與國際跨國公司相比，我國蔬菜種業(yè)科技除了原始創(chuàng)新與品種創(chuàng)制方面的問題外，其主要瓶頸在于產(chǎn)業(yè)鏈下游的“種子質(zhì)量”。我國是世界蔬菜生產(chǎn)和消費(fèi)第一大國，蔬菜種子進(jìn)口貿(mào)易額常年占據(jù)種子產(chǎn)業(yè)進(jìn)口數(shù)量的一半以上，是種子進(jìn)口類別中最多的一種。蔬菜種子的進(jìn)口單價也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他種子的單價。近年來，我國蔬菜種子進(jìn)口額一直呈上升趨勢，但是出口額卻沒有明顯而穩(wěn)定的增加，說明我國培育的本土種子在與國外種子的競爭中沒有占到上風(fēng)。我國種業(yè)的數(shù)量雖大，但綜合實(shí)力弱。國內(nèi)種子企業(yè)難以擺脫“雜、亂、散、小、多”的現(xiàn)狀。蔬菜種子經(jīng)營機(jī)構(gòu)數(shù)量過多，規(guī)模小，產(chǎn)業(yè)聚集度依然較低，專業(yè)化程度不高，在資金、人才、技術(shù)等方面積累不夠，研發(fā)創(chuàng)新和抗風(fēng)險能力弱，在激烈的國際競爭中處于弱勢地位。一些不法分子受到利益驅(qū)動，品種套牌、摻假情況仍然較為普遍，不合格的種子在市場上流通，給生產(chǎn)帶來損失，引發(fā)種子質(zhì)量糾紛，破壞了種子市場公平競爭的環(huán)境。把“質(zhì)量第一”貫穿于種子企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動的始終，以質(zhì)量求生存，以信譽(yù)求發(fā)展，才能結(jié)束眾多中小種業(yè)無序競爭的局面。目前，跨國公司已實(shí)際控制我國高端蔬菜種子50%以上的市場份額，甜菜種子90%來自國外，向日葵種子60%來自國外。這些國外的種子，與國內(nèi)同類品種相比，具有純度高、產(chǎn)量高、綜合抗性強(qiáng)的特點(diǎn)，這是其能夠快速占據(jù)中國較大市場份額的重要原因。國外種子進(jìn)入中國市場，給中國種植者帶來較高的經(jīng)濟(jì)效益的同時也對民族蔬菜種業(yè)造成巨大沖擊。全國最大的蔬菜種植基地之一的山東壽光，60%以上的蔬菜種子為國外種子企業(yè)銷售。出口型蔬菜生產(chǎn)基地，國內(nèi)種子品種占有份額極小，在未來的競爭中還面臨一系列的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

種子生產(chǎn)加工、制繁、檢測等方面是我國種業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)，尚未引起種子管理部門、研發(fā)機(jī)構(gòu)及種子經(jīng)營銷售等部門的足夠重視。由于《種子法》未設(shè)置相應(yīng)的禁止條款保護(hù)種子生產(chǎn)基地、規(guī)范和調(diào)整種子生產(chǎn)企業(yè)與制種農(nóng)戶之間的關(guān)系，導(dǎo)致種子生產(chǎn)問題突出。目前我國的蔬菜制種體制表現(xiàn)得尚不規(guī)范，制種公司的水平參差不齊，制種基地分散而且穩(wěn)定性差，缺乏對制種基地田間建設(shè)的投入，制種人員技術(shù)水平和綜合素質(zhì)良莠不齊。種子質(zhì)量參差不齊已經(jīng)成為我國蔬菜種業(yè)的頑疾，無形中降低了我國種企的競爭力和國際地位，對我國農(nóng)業(yè)造成不應(yīng)有的嚴(yán)重?fù)p失。要做大做強(qiáng)制種產(chǎn)業(yè)，保護(hù)好所有種子企業(yè)自主知識產(chǎn)權(quán)的品牌種子，維護(hù)好種子生產(chǎn)秩序是關(guān)鍵。許多發(fā)達(dá)國家在長期的實(shí)踐中認(rèn)識到，質(zhì)量不僅僅是一個單純產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，更是一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的象征。種子質(zhì)量檢測為規(guī)范種子市場提供了有效依據(jù)，為種子企業(yè)建立質(zhì)量控制提供了技術(shù)支撐，只有充分認(rèn)識到種子質(zhì)量檢測在現(xiàn)代種業(yè)發(fā)展中的地位和作用，不斷提高蔬菜種子品種真實(shí)性、品種純度和進(jìn)出口檢驗(yàn)的技術(shù)水平，加強(qiáng)檢測的有效性和時效性，實(shí)現(xiàn)種子質(zhì)量全程控制，才是助力蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。