我国小豆品种选育与新品种保护进展

颜 军， 杨旭红 ， 王 雨， 余子嘉， 雷东阳， 邓 超

(1.湖南农业大学农学院， 长沙 410128； 2.农业农村部科技发展中心， 北京 100122)

小豆(Vignaangularis(Willd) Ohwi & Ohashi)属豆科(Leguminosae)蝶形花亚科(Papilionaceae)、 菜豆族(Phaseoleae)、豇豆属(Vigna),染色体组为2 n=22。小豆起源于我国，栽培历史悠久，主产区为华北、东北和江淮地区。世界上有30多个国家种植小豆，种植面积前三分别为中国、日本和韩国，因此小豆又被称为“亚洲豆类作物”[1]。小豆蛋白质含量高、油脂含量低，人体必需8种氨基酸含量是禾谷类作物的2～3倍，富含铁、钙等矿物质和萜类、异黄酮、皂苷等生物活性物质。另外，小豆具有抗氧化性[2]、抗炎[3]、抗高血压[4]和抗糖尿病等特性[2,5]，被认为是一种医食同源作物。自1978年小豆等食用豆类产业被正式列入国家重点研究课题以来，已收集国内外栽培小豆种质资源5 000余份[6-7]。我国育种家在此基础上，成功选育出一批具有优良特性的小豆品种。

1 我国小豆品种选育进展

程须珍等[8]编写的《中国食用豆类品种志》中收录了1969—2005年间的73个小豆品种，包括61个育成品种，12个地方品种，其中有8个品种通过国家级鉴(认)定，27个品种通过省级鉴(认)定。本文汇总了公开报道，但未收录在《中国食用豆类品种志》内的64个小豆育成品种，育成时间跨度为2004—2019年(表1)。这些品种主要由我国小豆主产区农科院(所)育成，其中有3个品种通过国家级鉴(认)定，47个品种通过省级鉴(认)定。

1.1 育种主体

分析1969—2019年间育成的125个小豆品种，可以看出我国从事小豆育种的主体不多(仅29个)，且绝大部分为小豆主产区的科研单位。从育种主体性质看，24家科研教学单位选育了121个品种，占比达96.8%。育成品种数量超过5个的单位有10家(图1)，其中，中国农业科学院、河北省农林科学院、吉林省白城市农业科学院、河北保定农业科学院育成品种数均超过10个。仅有鲁小豆1号[53]是由企业与科研单位联合选育，宝清红、徍尔红[8]和笑金豆一号由企业选育，尚无个人育成的小豆品种报道。研究表明，小豆起源于我国中西部山区，在云南和广西等地也发现了野生小豆[55]，但这些地区的科研机构收集野生小豆种质资源和选育品种的工作鲜有报道。从地理分布来看，品种选育主体主要为东北、华北、西北的科研教学机构，南方小豆品种选育的主要单位为江苏省农业科学院(育成6个品种)，与我国小豆主产区分布密切相关。

1.2 主要育种目标

我国小豆的育种目标是多元化的(表1)，育种家在追求高产、稳产的基础上，也顺应小豆产业及市场需求调整育种目标，注重提高小豆品质、抗逆性及商品性，培育出大粒、早熟、矮杆、抗旱、抗病、耐贫瘠、结荚集中、适应性广等优良特性的小豆品种。如大粒品种晋小豆7号[14]、冀红19号[45]、建红4号[48]，抗叶斑病和霜霉病品种吉红8号[17]，抗旱品种京农24[35]、晋小豆5号[12]等。此外鲁小豆1号[53]、龙小豆4号[41]为出口专用型品种，一定程度上丰富了我国小豆出口品种的多样性，提高了我国小豆品种的国际竞争力。

1.3 小豆育种方式和品种改良阶段划分

小豆是严格自花授粉作物，主要育种方式有杂交育种、系统选育和诱变育种。分析我国1969—2019年间育成的125个小豆品种，可以看出，57.6%的育种方式为杂交育种，36%的育种方式为系统选育，6.4%为诱变育种，且呈现由系统选育向杂交育种方式转变的趋势。根据育种方式的变化，可将我国小豆品种改良划分为三个阶段：第一阶段(1969—1990年)，以系统选育为主，杂交育种和诱变育种为辅，此阶段育成的17个品种中，15个为系统选育，1个为杂交育种，1个为诱变育种。第二阶段(1991—2005年)，以杂交育种和系统选育为主，诱变育种为辅。此阶段育成的46个品种中，24个为杂交育种，19个为系统选育，3个为诱变育种。第三阶段(2006—2019年)，以杂交育种为主，系统选育和诱变育种为辅。此阶段育成的62个品种中，47个为杂交育种，11个为系统选育，4个为诱变育种。

1.3.1杂交育种

杂交育种能充分利用种质资源，我国育成的125个小豆品种中，72个由杂交育成。但我国小豆杂交育种存在亲本范围较窄的问题，这在同一育种单位中尤为明显。如吉林省白城市农业科学院的白红4号、白红10号、白红11号、白红12号的父本都是日本品种疾风小豆[26-28]，江苏省农业科学院的苏红系列则几乎都是盐城红小豆1号的后代[30-32]。近年来，随着各育种单位小豆资源的共享[9,19,21,24,40,45-49]，加速了小豆育种的进展，有助于拓宽小豆品种遗传多样性。值得一提的是，国内外学者通过小豆与豇豆属其他种之间进行远源杂交，获得杂交种子，为小豆育种提供了新的途径和有用资源。Chen等[56]对小豆(V.angularis)、绿豆 (V.radiata) 、黑吉豆 (V.mungo) 和饭豆 (V.umbelluta)进行远缘杂交，获得黑吉豆×小豆的种间杂交可育种子，并通过胚培养获得了饭豆×小豆、小豆×饭豆和绿豆×小豆杂种植株。陈新等[57]利用抗豆象饭豆品种与半野生小豆杂交，获得抗性为79%的抗豆象半野生新种质。刘长友等[58]以包括小豆在内的5种豇豆属栽培种和贼小豆(V.minima)、V.nakashimae、琉球豇豆(V.riukiuensis)3种小豆、饭豆的近缘野生种为亲本进行远缘杂交，结果表明，小豆作母本时与其近缘种杂交基本不存在遗传障碍，均可获得可育植株，饭豆作母本与小豆杂交经幼胚拯救可获得可育的F1植株。

1.3.2系统选育

系统选育能使传统品种的优良性状保存下来，并改进部分性状，是早期的主要育种手段。125个品种中，45个为系统选育。通过系统选育获得了一批具有优良性状的小豆品种。例如晋小豆7号[14]选育自农家品种隰州红，比原来品种早熟10 d,综合性状更加优良，产量更高。恩红小豆1号[54]选育自建始县龙坪地方品种，比对照巴东土家人红小豆增产14.4%，蛋白质含量为27.7%，为高蛋白品种。吉红9号[18]由引进的农家品种中选育，平均比对照农家品种增产9.7%。辽红小豆8号[29]从引进的高代杂交材料中选育而成，该品种百粒重为26.8 g,为极大粒品种。

表1 2004—2019年间我国育成报道的小豆品种

表1(续)(Continued Table 1)

图1 我国小豆主要选育单位

1.3.3诱变育种

通过诱变育种选育的小豆品种数量占比不高，诱变方法主要为物理辐射诱变(育成5个)和甲基磺酸乙酯(EMS)诱变(育成2个)，主要研究单位为北京农学院和山西省农业科学院。如京农5号[59]、京农24号[35]、晋小豆1号[60]均通过物理辐射诱变选育而成，京农26号[36]通过化学诱变京农6号选育而成。此外，中国科学院原子能所和北京农学院通过返回式卫星搭载红小豆种子的方式，获得了大量数量性状和质量性状突变的材料，为小豆品种选育和分子遗传学研究提供了有价值的突变体[61-62]。

2 小豆新品种保护

植物新品种保护(Plant Varity Protection,PVP)又称新品种权(Plant Varity Right,PVR)或育种者权利(Plant Breeder’s Right,PBR)，与专利权、著作权、商标权等一样，是一种知识产权。我国对国家植物品种保护名录内经过人工选育或者发现的野生植物加以改良，具备新颖性、特异性、一致性、稳定性和适当命名的植物品种授予新品种权。品种权人对授权品种具有排他的独占权，因此新品种保护能有效保护育种者合法权益，使其能持续投入创新，促进种业发展和保护生物多样性。我国自1999年加入国际植物新品种保护联盟(UPOV)，实施新品种保护制度以来，已公布11批农业植物品种保护名录，包括191个植物种属。截至2020年7月底，农业农村部植物新品种保护办公室共受理农业植物新品种权申请38 063件，授权14 994件，年申请量连续3年(2017—2019年)居UPOV成员第一位，成为植物新品种保护大国。

2.1 豆类作物新品种保护总体情况

由表2可见，目前纳入我国农业植物品种保护名录的豆类作物有7种，大豆于2000年纳入第二批名录，菜豆、绿豆、豇豆、蚕豆、豌豆于2005年纳入第六批名录，小豆于2008年纳入第七批名录。截至2020年7月底，我国豆类作物申请新品种权1 801件，占总申请量的4.73%，授权722件，占总授权量的4.81%，绝大部分申请为大豆(表2)，与产业发展情况相符。从申请人性质分析，除大豆有4个申请来自国外企业，其他申请都来自国内。国内申请中，科研教学单位为绝对主体，申请量占75.35%，蚕豆、豌豆和小豆均无个人申请，也鲜有企业申请。这与豆类作物为自花授粉的常规品种，种子市场化程度不高，育种主体为公益性科研教学单位的情况相符。

表2 我国豆类作物新品种保护情况(截至2020年7月)

表3 我国小豆新品种保护情况(截至2020年7月)

2.2 小豆新品种保护情况

2008年4月21日，农业部发布《中华人民共和国农业植物品种保护名录(第七批)》(农业部令2008年第14号)，于2008年6月1日起实施，小豆纳入其中。第一例小豆申请为中国农业科学院育成的中红6号，申请日为2013年5月2日。截至2020年7月底，小豆新品种权申请共25件(表3)，约占所有农业植物新品种权申请量的0.07%，已授权6件，约占所有已授权品种数的0.04%，撤回申请4件，因一致性不合格被驳回1件。从申请主体看，25件申请来自国内7家科研教学单位和1家种子公司，其中中国农业科学院作物科学研究所申请数最多，为9件，北京农联双创科技有限公司为第一个申请小豆新品种权的企业。6个授权品种来自于4家科研机构。

2.3 小豆新品种保护存在的问题

2.3.1育种家申请品种保护的积极性不高

一是申请时间晚。小豆于2008年6月1日纳入保护名录范围，直至2013年才有第一例小豆新品种权申请。从纳入品种保护名录到第一件申请时隔5年。二是申请比例低。按照《植物新品种保护条例实施细则(农业部分)》的规定，自名录公布之日起1年内，对申请新品种权的品种，申请日之前在中国境内销售其繁殖材料不超过4年均具备新颖性，即繁殖材料销售时间不早于2004年6月2日的小豆品种均有机会申请新品种保护。但2004-2019年间报道的64个小豆品种中，申请新品种权的有25个,仅占39.06%。三是申请主体少。公开报道的29家小豆品种选育单位中，只有8家申请过新品种保护。部分小豆品种选育的主要单位，如河北保定农业科学院、山西省农业科学院尚无申请。

2.3.2申请人不了解品种保护审查要求

6个已授权品种平均授权时间为3年10个月，比目前中国农业植物新品种保护平均授权时间长7个月左右。虽然授权品种样本量较少，易受异常个例影响，但查阅品种权申请、审查文件，可以分析造成授权较慢的原因主要是繁殖材料提交不及时，以及申请文件描述不准确。一是部分申请人提交繁殖材料时间晚，种子发芽率低，数量不够，或者未按照要求及时提交相应文件，导致错过当年测试播期。例如，2013年同期申请的两个品种，其中一个品种于2014年1月成功提交繁殖材料，并于当年安排DUS测试，已于2016年授权；而另一个品种第一次提交的繁殖材料因发芽率检测不合格未被接收，2014年7月才成功提交繁殖材料，由于错过播期，2015年安排DUS测试，2017年授权。二是部分申请人在申请文件中对品种适宜种植区描述不准确，导致DUS测试安排在不适宜该品种生长的区域测试，耽误测试。例如有4个小豆品种，安排到申请文件描述的适宜区域进行测试，不能正常成熟结荚，不能完成相关性状测试，需调整测试地点。

2.3.3品种权申请异常率较高

根据我国种子法和植物新品种保护条例规定，授予植物品种权的新品种必须具备新颖性、特异性、一致性、稳定性和适当命名。25件小豆品种权申请中，有1件被驳回，2件被视为撤回，2件主动撤回，异常率高达24%。苏红5号被驳回的原因是一致性不合格。小豆为自花授粉作物，《植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南 小豆(NY/T 2423—2013)》中规定，对于测试品种，一致性判定时，采用1%的群体标准和至少95%的接受概率。当样本大小为120株时，最多可以允许有3个特异性。小豆DUS测试指南中有25个必测性状，在评价一致性时均要考虑，但育种家在品种选育过程中可能只关注具有商业价值的性状，忽略其他性状，从而导致品种的一致性不符合要求。2件被视为撤回的申请，撤回原因均为繁殖材料发芽率不合格，且重新提交后仍不合格。

3 建 议

几十年来，我国已选育、引进一批优质高产、抗性强、商品性好的小豆品种，一定程度优化了我国小豆种植结构。但我国小豆基础研究薄弱，育种方法相对落后，资源优势没有很好地转化为品种优势。小豆作为一种特色作物，服务农业供给侧结构性改革、乡村振兴战略的作用发挥得不足，育种单位对小豆新品种保护的重视程度不够，小豆品种管理存在缺失。为此，提出以下建议。

3.1 加强基础研究，发挥资源优势

作为小豆的起源国，我国拥有世界上最丰富的小豆种质资源，收集和保存的小豆种质资源超过5 000份。但在公开报道的72个通过杂交育成的小豆中，作为杂交组合亲本的小豆资源仅96份，大部分种质资源没有得到合理、有效利用。虽然重点围绕抗逆、耐盐、优质等方面开展了小豆种质资源的筛选评价工作[54-68]，但筛选出来的优异种质却鲜有被用来选育优良新品种。另外，目前我国小豆主要育种方式还是杂交育种和系统选育，尚未见分子标记辅助育种、现代生物技术育种的报道。要解决这些问题，一方面应继续收集小豆资源，加强对小豆资源的深度评价鉴定，并畅通小豆种质资源的交流；另一方面，要加强小豆基因组、分子标记、表型组学方面的研究，提升小豆育种技术水平。

3.2 提升保护意识，完善技术支撑

小豆为严格自花授粉作物，目前的小豆品种均为常规种，品种易流失，再加上小豆产业较小，不少育种人认为小豆新品种没有保护的必要。随着我国《植物新品种保护条例》的深入实施，特别是2016年修订的《中华人民共和国种子法》中将新品种保护单列一章，全社会的植物新品种保护意识已得到有效提高，对侵权行为的打击广度、力度也更大。目前我国正在修订《植物新品种保护条例》，未来新品种保护将成为种业管理的重要手段，小豆育种人应加强知识产权保护意识，及时申请新品种保护。

小豆为短日照植物，表型性状易受环境影响，可能存在不同地方小豆品种“同品不同名”现象。此外，我国小豆种质资源中以“红小豆”命名的种质有1 200多份[7]，会给未来小豆品种保护、种子市场监管带来困难。为加强小豆种质资源的保护、利用和市场管理，有必要建立小豆品种分子鉴定标准，构建相应的DNA分子数据库，为小豆品种的快速鉴定提供技术支撑，促进小豆新品种的保护和产业发展。

3.3 深挖发展潜力，促进产业发展

豆类作物具有养地、不费地，抗旱耐贫瘠等特点，生育期较短，可轮作间作，是调整种植业结构，救灾填荒补闲的首选作物。农业供给侧结构性改革是未来一段时间我国农业发展的主线，发展特色农业是实现农民增收、推进农业供给侧结构性改革和实施乡村振兴战略的重要举措。一些地方也将发展特色农业作为未来农业的重要发展方向。如河北省印发《河北省做大做强农业优势特色产业行动方案(2019—2022年)》，山西省大力加快发展有机旱作农业。小豆作为一种特色作物，符合供给侧结构性改革需求，又富含对人体有益的生物活性物质，适应消费者对健康生活的追求。小豆品种育种研究应瞄准调结构、促增收、美乡村、强健康方向，加强优质、特用品种选育，满足市场和发展需求。同时，要深挖小豆加工，打好健康牌，促进小豆产业发展。