我國(guó)草業(yè)產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù)一覽

文│馮葆昌（全國(guó)畜牧總站）

我國(guó)草業(yè)產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù)一覽

文│馮葆昌（全國(guó)畜牧總站）

我國(guó)是一個(gè)草原大國(guó)，擁有天然草原4億公頃，草原面積居世界第二位，占全球草原面積的13%，占我國(guó)國(guó)土面積的41.7%，是耕地面積的3.2倍、森林面積的2.5倍。

我國(guó)草原資源十分豐富，生物群落更是林林總總，共有18個(gè)大類、38個(gè)亞類、1000多個(gè)型（草地類型）。近期的全國(guó)草種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)表明：我國(guó)擁有各類草種質(zhì)資源8900余種，其中國(guó)內(nèi)的飼用野生牧草有177科、1391屬、6262種（包括亞種、變種和變型）。在全國(guó)10個(gè)草原生態(tài)區(qū)域協(xié)作組和17個(gè)草種質(zhì)資源圃的幫助下，全國(guó)已累計(jì)保存的草種質(zhì)資源材料達(dá)5.4萬(wàn)份，其中：在國(guó)家草種質(zhì)資源保存利用中心資源庫(kù)保存有3.2萬(wàn)份、在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所溫帶草種質(zhì)備份庫(kù)保存有1.4萬(wàn)份、在中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所熱帶草種質(zhì)備份庫(kù)保存有0.8萬(wàn)份。

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，國(guó)家分別從法律制度、政策措施和資金投入上綜合給力草原，先后實(shí)施草原建設(shè)重大工程項(xiàng)目，完善應(yīng)急管理體制，加強(qiáng)草原監(jiān)管體系建設(shè)，組建全國(guó)草業(yè)產(chǎn)品檢測(cè)機(jī)構(gòu)，啟動(dòng)草業(yè)產(chǎn)品檢測(cè)機(jī)制。積15年之功，全國(guó)草業(yè)已進(jìn)入大發(fā)展的黃金時(shí)期，全年天然草原鮮草總產(chǎn)量突破10億噸，草種年產(chǎn)量達(dá)10萬(wàn)噸，草業(yè)產(chǎn)值已超過(guò)3000億元，草業(yè)對(duì)國(guó)民生產(chǎn)總值的貢獻(xiàn)越來(lái)越大。特別值得一提的是：全國(guó)草業(yè)產(chǎn)品檢測(cè)機(jī)構(gòu)建設(shè)已初具規(guī)模，草業(yè)產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù)日趨成熟，檢測(cè)方法已進(jìn)入分子生物學(xué)水平。

一、全國(guó)草業(yè)產(chǎn)品監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試機(jī)構(gòu)初具規(guī)模

截至目前，全國(guó)共建有草業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)49家，其中：部級(jí)5家、省級(jí)20家、地市級(jí)13家、縣級(jí)11家。共有技術(shù)人員462人，其中：部級(jí)84人、省級(jí)219人、地市級(jí)135人、縣級(jí)24人。

農(nóng)業(yè)部全國(guó)草業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心是我國(guó)惟一一家可以承擔(dān)草種、草產(chǎn)品和草坪檢測(cè)的質(zhì)檢機(jī)構(gòu)，其人員隊(duì)伍建設(shè)、儀器設(shè)備配置、檢測(cè)技術(shù)水平在全國(guó)同行業(yè)中處于領(lǐng)先地位。該中心于2005年10月首次通過(guò)國(guó)家計(jì)量認(rèn)證與質(zhì)量審查認(rèn)可，2009年10月和2012年11月兩次通過(guò)“國(guó)家計(jì)量認(rèn)證、農(nóng)業(yè)部質(zhì)量審查認(rèn)可、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全機(jī)構(gòu)審查認(rèn)可”復(fù)查評(píng)審。

全國(guó)草業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)固定資產(chǎn)價(jià)值達(dá)8820萬(wàn)元，實(shí)驗(yàn)室面積20080平方米，儀器設(shè)備有1120臺(tái)（套），儀器設(shè)備價(jià)值3550萬(wàn)元。全國(guó)草種設(shè)計(jì)最大檢驗(yàn)?zāi)芰?4560批次/年、草產(chǎn)品設(shè)計(jì)最大檢驗(yàn)?zāi)芰?6160批次/年。其中：部級(jí)、省級(jí)草業(yè)產(chǎn)品質(zhì)檢機(jī)構(gòu)草種設(shè)計(jì)最大檢驗(yàn)?zāi)芰?4060批次/年、草產(chǎn)品設(shè)計(jì)最大檢驗(yàn)?zāi)芰?1760批次/年。隨著草業(yè)科學(xué)研究的發(fā)展，一些新技術(shù)、新方法層出不窮。草業(yè)質(zhì)檢工作者在開(kāi)展常規(guī)草業(yè)產(chǎn)品檢測(cè)的同時(shí)，積極開(kāi)展基因分子生物學(xué)研究并取得了階段性成果。每年全國(guó)草業(yè)質(zhì)檢體系都在為草業(yè)主管部門(mén)和社會(huì)提供優(yōu)質(zhì)滿意的第三方檢測(cè)服務(wù)，并受到了普遍好評(píng)。

二、我國(guó)草業(yè)產(chǎn)品檢測(cè)新技術(shù)日趨成熟

農(nóng)業(yè)部全國(guó)草業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心始終以“科學(xué)、規(guī)范、公正、高效”的質(zhì)量方針開(kāi)展草業(yè)產(chǎn)品檢測(cè)工作。按照常規(guī)檢驗(yàn)方法，檢測(cè)的項(xiàng)目包括：草種（牧草種子、草坪草種子、草花種子）、草產(chǎn)品（干草、草塊、草顆粒、草粉）和草坪（綠化草坪、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)草坪、水土保持草坪、草皮、植生帶）三類共計(jì)檢測(cè)參數(shù)62個(gè)。

1.草種檢測(cè)。草種檢測(cè)參數(shù)11個(gè)。包括扦樣、種子發(fā)芽試驗(yàn)、凈度分析、其他植物種子數(shù)測(cè)定、水分測(cè)定、種子健康檢驗(yàn)、種及品種鑒定、重量測(cè)定、生活力快速測(cè)定（四唑法）、包衣種子測(cè)定、草籽包裝與標(biāo)志。

技術(shù)應(yīng)用：每年檢測(cè)草種300多批次。

2.草產(chǎn)品檢測(cè)。草產(chǎn)品檢測(cè)參數(shù)25個(gè)。

2.怯場(chǎng)。怯場(chǎng)的生理機(jī)制是由于內(nèi)心緊張使大腦皮層出現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)興奮中心，從而抑制、阻礙了皮層以往形成的暫時(shí)聯(lián)系的再次接通。怯場(chǎng)因人而異，在適度恐懼下身體分泌的激素會(huì)促使肢體更靈活，大腦更清醒，心跳加速血液循環(huán)更有效，而時(shí)刻處于積極活躍的思維狀態(tài)對(duì)演奏來(lái)說(shuō)是有益的。但過(guò)度恐懼則會(huì)出現(xiàn)大腦空白、冒冷汗甚至出現(xiàn)極端反應(yīng)，而使神經(jīng)緊張加劇。一般來(lái)說(shuō)，性格、意志堅(jiān)強(qiáng)、善于自控和勇于表現(xiàn)者相對(duì)不大容易怯場(chǎng)。

（1）營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)。水分、粗蛋白質(zhì)、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、粗纖維、酸性洗滌木質(zhì)素、粗脂肪、粗灰分、總熱值、磷、鈣、鉀、維生素A。

（2）質(zhì)量安全指標(biāo)。三聚氰胺、黃曲霉毒素B1、沙門(mén)氏菌、霉菌、細(xì)菌、氰化物、氟、亞硝酸鹽

（3）物理指標(biāo)。粒度、飼料顯微鏡檢查、飼料采樣、飼料標(biāo)簽。

技術(shù)應(yīng)用：2013年年初，中國(guó)畜牧業(yè)協(xié)會(huì)草業(yè)分會(huì)組織開(kāi)展了一次“全國(guó)優(yōu)質(zhì)苜蓿草產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)選”活動(dòng)，10個(gè)省區(qū)的49家苜蓿生產(chǎn)企業(yè)報(bào)名參加。農(nóng)業(yè)部全國(guó)草業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心承擔(dān)了此次的苜蓿檢測(cè)任務(wù)，對(duì)抽檢的49家企業(yè)生產(chǎn)的苜蓿進(jìn)行了粗蛋白質(zhì)、水分、酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維四個(gè)指標(biāo)的檢測(cè)。評(píng)選標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《美國(guó)農(nóng)業(yè)部（USDA）苜蓿干草質(zhì)量導(dǎo)則》的規(guī)定，綜合粗蛋白質(zhì)、相對(duì)飼料價(jià)值（RFV）兩項(xiàng)指標(biāo)對(duì)企業(yè)的苜蓿抽檢樣品進(jìn)行分級(jí)。同年8月23日在內(nèi)蒙古赤峰市第五屆中國(guó)苜蓿發(fā)展大會(huì)上，公布了優(yōu)質(zhì)一等獎(jiǎng)、優(yōu)質(zhì)二等獎(jiǎng)、優(yōu)質(zhì)三等獎(jiǎng)的企業(yè)名單，并對(duì)獲獎(jiǎng)企業(yè)進(jìn)行了表彰。

3.草坪檢測(cè)。草坪檢測(cè)參數(shù)26個(gè)：包括顏色、蓋度、病蟲(chóng)侵害度、雜草率、質(zhì)地、密度、均一性、草皮韌性、回彈率、滾動(dòng)距離、草坪硬度、平整度、新鮮度、摩擦力、高度、綠期、滲透性、根層厚度、地下生物量、植生帶載體均勻度、植生帶種子均一性、植生帶種子發(fā)芽率、植生帶種子密度、植生帶接頭、植生帶孔洞、營(yíng)養(yǎng)枝節(jié)數(shù)。

技術(shù)應(yīng)用：完成了北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)草坪質(zhì)量檢測(cè)及評(píng)價(jià)。

4.牧草品種DNA條形碼分子鑒定技術(shù)。農(nóng)業(yè)部全國(guó)草業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心與有關(guān)科研單位、大專院校聯(lián)合開(kāi)展了牧草品種DNA條形碼分子鑒定技術(shù)的研究，探索應(yīng)用DNA條形碼技術(shù)鑒定牧草種和品種，先后用SSR分子標(biāo)記構(gòu)建了160份牧草品種DNA基因指紋圖譜。

在我國(guó)，牧草品種DNA條形碼分子鑒定技術(shù)研究剛剛起步，DNA條形碼技術(shù)通常是利用生物基因組中一段公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)的、具有足夠變異的、相對(duì)較短的DNA片段來(lái)進(jìn)行物種鑒定的分子診斷技術(shù)。它是近些年來(lái)國(guó)際上新發(fā)展起來(lái)的生物物種鑒定技術(shù)，是推動(dòng)生物物種分類與鑒定研究發(fā)展的學(xué)科前沿和熱點(diǎn)領(lǐng)域，已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，并成為一種經(jīng)典的技術(shù)手段被廣泛采用。目前，我國(guó)已完成了部分牧草品種DNA條形碼信息數(shù)據(jù)庫(kù)，即為每種牧草編制了身份證。用該方法可廣泛用于牧草種及品種的識(shí)別和鑒定，其準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便、快速、自動(dòng)化的程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)、解剖學(xué)、細(xì)胞學(xué)、孢粉學(xué)、植物化學(xué)鑒定物種的方法，很容易實(shí)現(xiàn)牧草鑒定的標(biāo)準(zhǔn)化。

技術(shù)應(yīng)用：已完成蘇丹草、高丹草、苜蓿、黑麥草、結(jié)縷草、鴨茅、高粱和飼用玉米，傘形科、玄參科、菊科和唇形科的部分牧草品種DNA條形碼信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。

5.牧草品種全基因組檢測(cè)。近幾年，國(guó)內(nèi)草業(yè)科學(xué)工作者應(yīng)用全基因組檢測(cè)技術(shù)開(kāi)展牧草種質(zhì)材料的鑒定研究。全基因組測(cè)序通常是對(duì)基因組序列已知的個(gè)體進(jìn)行全基因組范圍的測(cè)序，并在個(gè)體或群體水平上進(jìn)行差異性分析。全基因組檢測(cè)可以提供比牧草品種DNA條形碼分子鑒定技術(shù)更高的基因分辨率，在基因水平上利用牧草品種樣本的數(shù)量關(guān)聯(lián)表型的變化，選出重要的農(nóng)藝性狀如產(chǎn)量、品質(zhì)以及抗逆性等。在選育優(yōu)質(zhì)牧草品種中，用品種的全基因圖譜，可以全面了解對(duì)該品種的群體結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步驗(yàn)證了遺傳基因的高度純合及親緣程度，完成分子評(píng)價(jià)，目前我國(guó)的研究成果已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

技術(shù)應(yīng)用：已完成對(duì)紫花苜蓿、山羊豆等牧草重要產(chǎn)量和品質(zhì)性狀全基因組關(guān)聯(lián)分析。

三、新技術(shù)應(yīng)用前景

牧草品種DNA條形碼分子鑒定技術(shù)，整合到互聯(lián)網(wǎng)+平臺(tái)就可以實(shí)現(xiàn)牧草DNA序列信息在全國(guó)范圍內(nèi)集中統(tǒng)一管理和共享，有利于構(gòu)建更系統(tǒng)、更完整的牧草品種DNA條形碼信息數(shù)據(jù)庫(kù)。尤其是利用DNA條形碼分子鑒定技術(shù)對(duì)草種質(zhì)資源進(jìn)行遺傳多樣性分析時(shí)，具有十分重要的意義：一是能夠揭示科內(nèi)不同種以及不同科之間的親緣關(guān)系，確定重要牧草、草坪草和農(nóng)作物的近緣類群，為發(fā)掘優(yōu)良基因、改良品種提供重要的背景資料。二是比對(duì)不同區(qū)域的草種質(zhì)資源的遺傳多樣性，能夠揭示不同類群的分布規(guī)律，確定多樣化分布中心，為收集和保護(hù)草種質(zhì)資源提供技術(shù)指導(dǎo)。三是為構(gòu)建基因圖譜、條碼影像、分子識(shí)別、云傳技術(shù)、名錄索引、遠(yuǎn)程分級(jí)分類的數(shù)字化智能牧草志奠定了基礎(chǔ)。

全基因組檢測(cè)的應(yīng)用為人們打開(kāi)了一扇通往研究復(fù)雜牧草品種的大門(mén)，能夠找到許多從前未曾發(fā)現(xiàn)的基因以及染色體區(qū)域，為探索和利用植物性狀產(chǎn)生機(jī)制提供更多的線索。通過(guò)構(gòu)建全基因組文庫(kù)，實(shí)現(xiàn)在全基因組水平上檢測(cè)品種特性關(guān)聯(lián)的常見(jiàn)、低頻、甚至是罕見(jiàn)的突變位點(diǎn)，以及結(jié)構(gòu)變異等，具有重大的科研和產(chǎn)業(yè)價(jià)值。

利用全基因檢測(cè)還可以對(duì)具有代表性的品種進(jìn)行測(cè)序，可以發(fā)掘出大量的遺傳基因序列信息，獲得物種本身的特異性，例如生物的遺傳變異、多態(tài)性、重組率、連鎖不平衡等情況。通過(guò)對(duì)品種鑒定后再進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，可以有針對(duì)性地培育新的優(yōu)質(zhì)牧草品種。