宋贤勇   马家龙   杨俊涛   刘桂超

（江苏中江种业股份有限公司，南京，210036）

   摘要：伴随着种子市场的全面开放和经营主体的多元化，世界种业研究已从传统的常规技术进入依靠生物技术阶段，未来世界种子产业竞争的焦点是生物技术,生物技术创造着农业革命的未来，世界种业巨头在生物技术科研育种领域投入巨资，纷纷进入中国市场，企图垄断我国市场；而我国国内种子企业育种能力相对较低，投入少，育种技术落后，新品种更新速度慢，市场占有率低，竞争力不强。本文就生物技术在中国育种领域的应用、国内种子企业科研水平、农作物种子纯度检测技术及进展作一概述，并介绍了DNA指纹图谱技术在江苏省中江种业股份有限公司种子质量管理中的应用。

   关键词：生物技术； 种子企业；分子标记技术；纯度检测

中国是世界最大的农产品生产国和消费国，种子产业凭借其高附加值、高科技含量以及低污染、低能耗的特点端坐在大农业产业链的最上端，但是，我国种子商品化率只有30%~40%，而发达国家甚至达到90%以上。差距如此之大，究其根本原因在于国内企业在现代生物技术研究方面的投入相对较少。

   生物技术育种带来的拓展性、针对性、高效性使传统育种方式由“经验育种”逐步跨入“精确育种”的本质变化，原来需要7～8代才能选出的育种材料，现在只需2～3代，周期缩短了1/4～1/3。中国在水稻上有很好的生物技术，2009年8月份农业部给华中农业大学申报的转抗虫基因水稻“华恢１号”、“Bt汕优63”颁发了生物安全证书；扬州大学利用分子标记技术选育的抗条纹叶枯病的水稻新品种“武陵粳1号”，通过了江苏省农作物新品种审定，2010年进入市场^[1]；四川贝安迪生物基因工程有限公司把甘蓝型油菜中的耐热基因TR1转入水稻，使水稻的花粉活动能力提高3倍，结实率提高30%-400%，单株产量提高了30%-200%；北京市农林科学院玉米研究中心构建了我国玉米品种标准DNA指纹库，提供对内和对外纯度检测服务，获直接经济收入12．5万元。但这些生物技术研发主要是在农业科研和教学单位进行，要把它们推向市场，就必须借助于种子这个载体，因而产生了种子企业与科研单位之间的合作关系。

   育种科研水平的高低直接决定了一个种子企业在市场竞争中的成败。目前，国内大大小小的种子公司成千上万，仅江苏省持有种子经营许可证的企业就有368家，种子企业的育种能力很低，仅仅一些大种子公司设有研发机构和科研人员，比如丰乐种业、万向德农、隆平高科、登海种业和江苏中江种业，绝大多数公司几乎没有研发机构和科研人员，只是把种子购进，充当销售的“中间商”；利益最大化，致使科研经费投入有限，至于形成了育种的不如卖种的、搞科研的不如搞经营的怪现象，大大挫伤了农业科研人员的积极性，同时由于投入小，育种技术落后，所以其新品种更新速度慢，市场占有率必然就低，从而不利于竞争，而世界种业巨头如孟山都、先正达、杜邦等在生物技术、新品种研发等领域的投入一般都在其种子销售额的10%以上；知识产权意识淡薄，辛辛苦苦选育研究出来的新品种新技术，成为别人的成果，我们的野生大豆种质资源被美国人获取后，通过分子标记等手段申请了160多项专利。国内在这方面，大北农集团的水稻品种“两优培九”获得了发明专利、植物新品种权等知识产权保护，而纯度鉴定使用的SSR进行二重PCR扩增技术2009年获得了在江苏省地方标准，在维护知识产权方面耗费了大量心血。

   种子纯度鉴定工作通常在海南进行种植鉴定，但海南种植鉴定与销售同步，几分个生育期鉴定，结果滞后，如遇低温、台风暴雨等不利天气，严重影响鉴定结果的准确性，同时，海南建设“国际旅游岛”发展战略的公布，已经波及了种子南繁基地，大大增加了鉴定成本；蛋白质电泳检测纯度技术有很多优点，但是难度大，操作要求高，易受种子(或幼苗)发育阶段及表达器官的影响，不够稳定，对于某些遗传组成非常接近的品种，如保持系和不育系，不易找到特异蛋白，难以发现特征带，影响了鉴定结果的准确性；近年来，随着生化分析和分子生物学技术的迅速发展，作物种子纯度检验方法已由外观形态发展到生理生化水平和分子水平上的鉴证，品种间形态和生化上的区别，归根到底是品种间在基因(DNA)上的区别，DNA指纹图谱技术即是通过对品种DNA的多态性即DNA碱基序列的差异进行分析，从而鉴别品种，其检测对象是种子的DNA片段(基因)，没有器官的特异性，不受季节、环境及器官发育时期特异性的影响，有较高的准确性、稳定性和重复性^[2~3]，目前，在作物品种鉴定中应用的有RFLP技术、RAPD技术、SSR技术和AFLP技术等，但是由于所需仪器精密、药品昂贵易污染，程序复杂、提取种子DNA的过程仍较繁琐等因素的影响，还不能够大范围的离普及和应用。

   在进行具体的种子纯度检测时，应视具体情况灵活掌握，将传统的形态鉴定方法、现代生化方法和分子标记技术相结合，充分发挥综合技术优势，方能达到准确、经济、快速检测的目的。

   从2004年开始，我公司开始大胆探索，通过与南京农业大学、江苏省农科院等科研单位的合作，率先将DNA指纹图谱技术应用于主营杂交品种的质量管理和控制中，解决了很多技术难题，经过RAPD（随机扩增片段长度多态性标记）、SSR(简单重复序列标记)等分子标记手段进行引物筛选，找出杂交种与双亲之间纯在共显性的引物用于纯度和真实性鉴定，DNA指纹图谱鉴定技术让假种子、纯度不合格的种子无处藏身。

   至今，涉及到的品种有9优418、丰优香占、两优培九、Ⅱ优728、协优728、丰两优1号、苏优22、常优1号、常优2号、常优3号、新两优6380、盐两优888及油菜品种秦优11号，年检测样品数量均在50份左右，检测结果为我公司种子质量提供了可靠的科学依据，确保了农业用种安全。

   2009年的“盛夏低温”，导致江苏18万亩、安徽3万亩“两系”杂交稻制种不育系育性非正常转换造成自交结实，导致近50%的种子质量不合格，给“两系”杂交稻种子质量安全带来了严重隐患，具体表现在：1，数量少，部分地区制种受灾，制种亩产较低，纯度合格种子量少；2，高成本，制种、收购、运输、加工、包装、鉴定成本普遍上涨，约两层以上；3，高价位，数量少和高成本必然导致种子价格上涨，涨幅会超过2009年，预计在20％以上，如广东有报道“Y两优1号稻种每公斤120元，比去年涨了一倍。”；4，高风险，在江苏生产的“两系”中杂水稻种子纯度存在质量问题，部分制种基地抢购、套购、掺杂使假、以劣充优、变换包装、地下推销等手段现象重于往年，不合格种子流入市场可能性很大，带来质量安全隐患，据湖北省种子管理站2010年春节前进行的分子标记SSR快速检测法结果表明，市场上售卖的两系杂交稻种子纯度合格率仅为67.7%，杂株类型主要为不育系，同时由于海南鉴定结果不明朗，很多经销商处于观望中，改售常规稻或三系杂交水稻。

   针对2009年特殊年份特殊情况，很多省市严格控制“来源不明、质量不清、没有纯度鉴定”的杂交稻种子进入市场，必须提供纯度海南种植鉴定合格证或SSR分子标记检测特征引物和扩增图谱，送种子质检机构进行SSR分子检测合格的检测报告。为了确保我公司生产的两系杂交水稻新两优6380与盐两优888的纯度达到国家标准，决不让不合格种子流入市场，在种子成熟后收购前，公司立即开展了对场头样、摸底样、重点监控样的SSR纯度检测工作，同时立即送海南进行纯度鉴定，到了来年进行本地的正季鉴定，通过这些工作，及时处理不合格种子，维护了企业形象，增强了中江公司的企业社会责任感。

 

    参考文献：

[1] 潘学彪,陈宗祥,左示敏,等.以分子标记辅助选择育成抗条纹叶枯病水稻新品种“武陵粳1号”.作物学报,2009,35(10):1851−1857

[2] 李召华,朱克永,陈祖武,等.SSR分子标记技术在杂交水稻种子纯度鉴定中的应用.杂交水稻,2006,21(4):11-14

[3] 汪爱顺,李进波,刘汉珍.DNA指纹用于杂交水稻种子纯度和真伪鉴定的研究进展.分子植物育种, 2005,3(3):393-400

 

                                                           发表于《中国种业》2010年7期