品种纯度检测助力蔬菜种业发展

孟淑春，徐秀苹2，宋顺华

(1.北京市农林科学院蔬菜研究中心，农业部华北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，农业部都市农业(北方)重点实验室，北京 100097；2.中国科学院植物研究所系统与进化植物学国家重点实验室，北京 100093)

1 种子质量控制的重要性

种子是最基本的生产资料，在种子产业发展中起着基础性和先导性作用，是整个产业的龙头，其地位处于产业链最下游。种子质量是发挥良种生产潜力，保持品种长期生命力的关键所在。种子质量的高低不仅影响着良种特性、种子经营者的效益和信誉，而且影响着农作物的质量和产量以及广大农民的收入。2000年颁布《种子法》，国内种子市场对外资全面开放，我国种子进入市场化进程，大量跨国种业公司通过合资、建立办事处或实验站的方式进军中国种子市场。目前在中国注册的外资种子企业已有70余家，全球排名前5位的种业公司都已进入中国，并开始主导市场[1]。随着国际种子贸易的日益深化，现代农业对种子质量的要求越来越高，种子生产者、经销商和农民对种子的质量问题越来越重视。美国杜邦(Dupont)、孟山都(Monsanto)、瑞士先正达(Syngenta)、法国利马格兰(Limagrain)、墨西哥圣尼斯(Seminis)等国际大型种子公司无一不建立了杂交种规模化生产中亲本繁育、商品种繁育、高效良种生产、加工处理和包衣、种子质量检测等各个产业化环节的技术规范，从而保证了高质量良种生产。跨国公司通过高质量的种子节约用种量，在不显著增加生产成本的前提下，“天价”种子仍能大行其市，美国先锋种子公司的玉米品种先玉335从东北、华北及西南的广西向全国快速扩展，仅用3年时间就迅速成为中国第三大玉米品种。广西、东北玉米种子正在快速地被美国的转基因玉米种子所代替。国内培育的抗虫棉种子推广应用很慢，美国的抗虫棉用了短短几年时间就占领了黄河中下游的几个省的有效销售区域。跨国公司的种子控制了我国近50%的向日葵高端种子市场。我国70%的油脂加工厂是外资，80%大豆压榨企业为外资控制。国际花卉市场基本上由美国、法国、荷兰、以色列、德国等发达国家所控制，我国草本花卉种业的技术水平相对较低，拥有自主知识产权的品种不多，盆花品种90%依赖进口。据公开资料显示，目前世界排名前10的种子企业在种子国际贸易额中所占比例已经高达35%，而同期我国排名前10的种子企业在国际种子市场的销售额仅占0.8%[3,4]，占国内种子市场份额13%，相当于世界第一强种子企业美国孟山都公司同期销售额的2%左右[5]。当前，我国种企面临的竞争对手不仅是世界级的跨国种子公司，也是一个庞大而高效运转的国际化的种子科技价值链网络体系[2]。

种子质量是农业生产中至关重要的因素，种业的发展不仅依赖于国家规章制度的监管，更依赖于种子质量的提升。高质量种子是企业发展的关键，是种业市场的命脉。近年来，国内种业得到了长足发展，种子质量也有了明显提升，但是与发达国家相比，无论是基础设施、科研能力，还是经营模式、发展水平，都存在着很大差距，这既与种子生产、加工、销售等环节的管理尚不完善有关，同时也由于缺乏有效的质量监管手段，难以设置相应的质量控制指标[6]。目前，我国自主开展品种真实性鉴定、品种纯度检测的种子企业非常少。除了制度因素之外，主要是缺乏有效、快捷的适合种子企业的检测方法。开展种子质量安全检测关键技术的研究，能够有效解决种子质量的快速评价和设定田间播种量等生产实际问题，为种子生产和销售提供参考根据。只有建立规模化、精准化的良种生产、质量控制和加工处理技术体系，逐步增强民族种业企业的核心竞争力，才是振兴民族种业的有效途径。

2 品种真实性和纯度的检测方法和意义

2.1 品种真实性和纯度的检测方法

品种真实性和品种纯度的检测方法主要有形态鉴定、物理化学鉴定、生理生化鉴定、细胞学鉴定和分子生物学鉴定。根据检测方法的原理分类是品种纯度检测中较为公认的分类体系。在实际应用中，理想的检测方法要达到4个要求：检测结果可重复，操作过程简单易行，省时高效，成本低廉。总之，要求检测方法准确可靠，简单高效。田间种植方法鉴定品种真实性和纯度，需要同时种植标准样品，时间长、程序多，比较复杂，有时还难以分辨。近年来，种子品种真实性和品种纯度检测技术已由传统的形态学方法发展到DNA分子水平，DNA 分子标记鉴定技术又称DNA 分子诊断技术。其检测对象是种子或种苗的DNA 片段，基本原理是直接对品种DNA 的碱基顺序即DNA多态性的差异进行分析，由此来鉴别不同的品种[7,8]。与其他方法相比，DNA分子标记技术具有准确性高、重复性好、不受环境影响，从20世纪90年代就开始应用到种子质量评价上，并在一些主要农作物和主要蔬菜上取得良好效果。目前国内种子检验工作中大多采用简单重复序列SSR分子标记技术检测品种真实性和品种纯度。SSR分布于作物整个基因组中，不同品种间每个SSR位点重复单位的数量可能不同，因而形成片段长度多态性[9]。针对两侧序列单拷贝的简单重复序列高度保守，特异性引物可以根据其两侧的序列来设计，重复序列经过PCR扩增，在电泳过程中的电荷效应作用下，得到的PCR产物由于分子量大小不同得到分离，经硝酸银染色或荧光染料标记检测区分。由于不同作物品种遗传组成不同，因此，根据引物DNA序列存在差异或引物结合部位之间的DNA片段大小存在差异，即可鉴定不同作物品种。SSR分子标记技术在小麦、玉米、水稻、棉花等作物的品种鉴定中得到广泛的推广和应用。在大白菜、辣椒、西瓜、黄瓜、甘蓝、番茄等蔬菜作物上已经建立完善的品种鉴定技术规程SSR分子标记法的国家农业行业标准。随着更多多态性SSR 位点的开发和SSR 检测技术水平的提高和普及，该技术将在品种真实性和品种纯度检测中得到更加广泛的应用。

2.2 品种纯度检测的重要意义

品种真实性和品种纯度是构成种子质量的2个重要指标，是种子质量评价和划分等级的重要依据。这2个指标都与品种的遗传基础有关，因此都属于品种的遗传品质。一旦种子的真实性有问题，品种纯度检测就毫无意义了。品种真实性和品种纯度是种子的生命，品种真实性和品种纯度鉴定是种子生产销售工作中不可缺少的重要步骤；是确保种子能够充分展现其特有的遗传性状的前提；在种子生产、加工、贮藏和经营贸易中具有重要意义和应用价值[10]。种子真伪检测早已成为发达国家种子检验中不可或缺的组成部分，在很多国家已成为“种子质量认证”、“质量评估”过程中的例行措施，是种子跨地区或跨国贸易的重要质量指标。在杂交水稻种子生产中，亲本纯度每降低1%，制种田纯度就会下降6%～7%，粮食生产就会减产10%左右。在农业生产中，除了种子纯度影响外，假种子坑农害农的影响更大，有时会造成绝产。伴随现代育种技术水平的不断提高，我国农作物新品种急剧增加，造成品种的“多、乱、杂”，品种侵权、品种套牌现象仍旧普遍存在，不仅损害了正规种子企业的切身利益，而且给农业生产和农民增收带来不可弥补的损失[11]。如杂交稻生产中，错把不育系当杂交种播种，造成颗粒无收。安徽岳西曾错把华联2号当汕优63引进种植造成几十万公顷良田绝收；江苏江宁谷里乡曾错种南京11号常规稻种，造成减产2 000多t、经济损失120万元。在蔬菜生产中，也有错将小白菜种子当成结球大白菜播种，给生产和经济收益带来极大危害的惨痛教训，此类事例不胜枚举。市场上“同名异种”、“同种异名”现象时有发生，品种侵权问题比较突出，有的企业是哪个品种热销价高，就使用哪个品种的审定名称和编号，堂而皇之地在市场销售，牟取暴利；有的企业以“精品”、“改良”等名义，把不合法品种冠以老品种的审定名称和编号，或把老品种装进新审定品种包装中，一旦出现问题，便以合法品种名义逃避惩罚，这也是目前基层种子管理中最棘手的问题。目前，农民反映的种子质量纠纷事件中，很大一部分涉及品种真实性问题，虽然采取了提交标准样品等措施，但是除非有确凿的证据，侵权现象很难发现和查处。品种所有人的权利虽然受到侵害，但是顾及到行政诉讼周期长、费用高、程序复杂，需要投入巨大资金，耗费过多精力和时间，在赔偿金额方面很难弥补所受损失，从而放弃维权[12]。种子市场套牌、假冒、侵权的混乱现象已成为制约种业前进的毒瘤，严重影响种子产业的健康发展。我国目前种子生产企业和产品质量水平参差不齐，总体低于国际先进水平。随着现代科学技术的高速发展，种子国际贸易将不断扩大，种子市场化、国际化是种业发展的重要趋势，为保障我国种企在国际种业市场的地位稳步提升，种子出口数量和质量不断提高，进一步加强品种真实性、品种纯度等方面的检测力度，提高相应的检测水平和效率，逐步与国际种子行业规范接轨已经迫在眉睫。

2.3 品种纯度检测助力蔬菜种业发展

蔬菜是我国仅次于粮食作物的第二大类作物，其产值及其对农民增收的贡献已远高于粮食作物。蔬菜产业的可持续发展对促进农业结构调整、提高农民收入、保障人类健康等方面有着重大意义。由于蔬菜种业经济效益明显高于其他大田作物，蔬菜种业是最早开放的种业市场，我国已成为国际种苗公司竞争的舞台。与国际跨国公司相比，我国蔬菜种业科技除了原始创新与品种创制方面的问题外，其主要瓶颈在于产业链下游的“种子质量”。我国是世界蔬菜生产和消费第一大国，蔬菜种子进口贸易额常年占据种子产业进口数量的一半以上，是种子进口类别中最多的一种。蔬菜种子的进口单价也远远超过了其他种子的单价。近年来，我国蔬菜种子进口额一直呈上升趋势，但是出口额却没有明显而稳定的增加，说明我国培育的本土种子在与国外种子的竞争中没有占到上风。我国种业的数量虽大，但综合实力弱。国内种子企业难以摆脱“杂、乱、散、小、多”的现状。蔬菜种子经营机构数量过多，规模小，产业聚集度依然较低，专业化程度不高，在资金、人才、技术等方面积累不够，研发创新和抗风险能力弱，在激烈的国际竞争中处于弱势地位。一些不法分子受到利益驱动，品种套牌、掺假情况仍然较为普遍，不合格的种子在市场上流通，给生产带来损失，引发种子质量纠纷，破坏了种子市场公平竞争的环境。把“质量第一”贯穿于种子企业生产经营活动的始终，以质量求生存，以信誉求发展，才能结束众多中小种业无序竞争的局面。目前，跨国公司已实际控制我国高端蔬菜种子50%以上的市场份额，甜菜种子90%来自国外，向日葵种子60%来自国外。这些国外的种子，与国内同类品种相比，具有纯度高、产量高、综合抗性强的特点，这是其能够快速占据中国较大市场份额的重要原因。国外种子进入中国市场，给中国种植者带来较高的经济效益的同时也对民族蔬菜种业造成巨大冲击。全国最大的蔬菜种植基地之一的山东寿光，60%以上的蔬菜种子为国外种子企业销售。出口型蔬菜生产基地，国内种子品种占有份额极小，在未来的竞争中还面临一系列的严峻挑战。

种子生产加工、制繁、检测等方面是我国种业的薄弱环节，尚未引起种子管理部门、研发机构及种子经营销售等部门的足够重视。由于《种子法》未设置相应的禁止条款保护种子生产基地、规范和调整种子生产企业与制种农户之间的关系，导致种子生产问题突出。目前我国的蔬菜制种体制表现得尚不规范，制种公司的水平参差不齐，制种基地分散而且稳定性差，缺乏对制种基地田间建设的投入，制种人员技术水平和综合素质良莠不齐。种子质量参差不齐已经成为我国蔬菜种业的顽疾，无形中降低了我国种企的竞争力和国际地位，对我国农业造成不应有的严重损失。要做大做强制种产业，保护好所有种子企业自主知识产权的品牌种子，维护好种子生产秩序是关键。许多发达国家在长期的实践中认识到，质量不仅仅是一个单纯产品的标准，更是一个国家经济发展程度的象征。种子质量检测为规范种子市场提供了有效依据，为种子企业建立质量控制提供了技术支撑，只有充分认识到种子质量检测在现代种业发展中的地位和作用，不断提高蔬菜种子品种真实性、品种纯度和进出口检验的技术水平，加强检测的有效性和时效性，实现种子质量全程控制，才是助力蔬菜产业可持续发展的必由之路。