淺談江蘇雜交水稻種子純度海南田間種植鑒定

孫統(tǒng)慶 陳斌 湯義華 邵培珺 陳永梅 吳連勇 喻俊杰

（江蘇省種子南繁南鑒站，南京210036）

純度是雜交水稻種子質(zhì)量的核心指標(biāo)，直接影響水稻產(chǎn)量、品質(zhì)和效益，確保種子純度安全對保障糧食生產(chǎn)意義重大。江蘇是全國雜交水稻優(yōu)勢制種區(qū)，擁有國家級制種基地4 個，年制種面積約1.53 萬hm2、產(chǎn)量約300 萬t，分別占全國的15%和20%左右。純度海南田間種植鑒定（南鑒）是國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的、公認(rèn)的、最直觀、最可靠、應(yīng)用最廣泛的純度鑒定方法，自上世紀(jì)70年代末以來一直是江蘇省種子質(zhì)量監(jiān)管的重要抓手，對避免種子質(zhì)量事故發(fā)生、保障糧食安全等發(fā)揮了極其重要的作用。本文淺析了江蘇雜交水稻種子純度南鑒工作的過去和現(xiàn)狀，以期為新形勢下南鑒工作的開展提供參考。

1 江蘇雜交水稻南鑒的發(fā)展歷程

江蘇雜交水稻南鑒40年發(fā)展是伴隨雜交水稻推廣、育制種技術(shù)進(jìn)步等而不斷進(jìn)步的。從鑒定階段上看，起始于20 世紀(jì)70年代末期海南大規(guī)模雜交水稻制種，成長于20 世紀(jì)80—90年代質(zhì)量質(zhì)檢意識的提高及為外省大規(guī)模制種服務(wù)，成熟于1992年江蘇省南繁基地統(tǒng)一集中鑒定，穩(wěn)定于2007年江蘇南鑒科研用地的長期流轉(zhuǎn)。從鑒定組合上看，1978—1995年，南鑒組合主要以外省選育的南優(yōu)、汕優(yōu)等三系為主；1996年后，隨著特優(yōu)559、兩優(yōu)培九等育成，出現(xiàn)了省內(nèi)和省外、三系和兩系并存的局面，并逐步發(fā)展成為以兩系鑒定為主的格局。鑒定組合由最初的幾個、10 多個逐漸增加到現(xiàn)如今的180 多個，累計鑒定樣品15 萬份以上[1]。從鑒定方式上看，從1978—1983年的縣級自主鑒定，到1984—1991年實行的市級承包鑒定，再到1992年之后的省級統(tǒng)一鑒定，鑒定模式不斷優(yōu)化，南鑒工作逐漸演變發(fā)展成為政府統(tǒng)一的公益性、基礎(chǔ)性服務(wù)。從鑒定服務(wù)對象上看，1985年之前，制種主要為省內(nèi)自用，鑒定結(jié)果服務(wù)省內(nèi)生產(chǎn)；1985年江蘇省先鋒雜交水稻良種聯(lián)合公司成立后，省內(nèi)制種逐漸發(fā)展為省外所用，并不斷有部分組合出口國外，南鑒逐步上升為全國和世界部分地區(qū)安全用種保駕護(hù)航。從鑒定任務(wù)上看，江蘇省南繁基地自1992年起連年承擔(dān)省內(nèi)種子企業(yè)委托鑒定樣品，自2003年和2006年起分別承擔(dān)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部和省內(nèi)冬季雜交水稻市場監(jiān)督抽查樣品，而且是全國唯一承擔(dān)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部雜交水稻南鑒的基地，鑒定的內(nèi)涵和外延不斷拓展，南鑒逐步由事前監(jiān)管向事前、事后監(jiān)管并重轉(zhuǎn)變。

2 江蘇雜交水稻南鑒的現(xiàn)狀與成效

2.1 江蘇南鑒的現(xiàn)狀

2016—2018 年，江蘇全省雜交水稻年均制種鑒定組合180 多個，主要以雜交秈稻為主，其中兩系組合占全省鑒定樣品的60%左右。全省南鑒工作主要由省南繁南鑒站負(fù)責(zé)并統(tǒng)一集中承擔(dān)，樣品來源有兩類：一是省內(nèi)委托鑒定樣品，主要受鹽城、淮安、徐州等制種主產(chǎn)區(qū)制種企業(yè)委托對當(dāng)年生產(chǎn)種子鑒定，近幾年年數(shù)量950 份左右，其中鹽城占70%以上，一般11月中旬播種，次年3月份出具鑒定結(jié)果；二是市場監(jiān)督抽查樣品，主要來自農(nóng)業(yè)農(nóng)村部和省內(nèi)種子系統(tǒng)冬季市場監(jiān)督抽查成品種子，其中農(nóng)業(yè)農(nóng)村部抽查樣品來自湖北、湖南、四川等雜交水稻主產(chǎn)?。▍^(qū)、市），省內(nèi)來自淮安、宿遷等雜交稻主要種植區(qū)，以三系、兩系雜交秈稻為主，近幾年，年數(shù)量平均分別為80 份、40 份左右，正常在1月份播種，4—5月份統(tǒng)一鑒定。此外，有部分南繁單位結(jié)合南繁工作對所繁殖的雜交組合或不育系等自行開展鑒定，但數(shù)量較少，如常熟農(nóng)科所等。

2.2 江蘇南鑒取得的成效

多年來，全省各級種業(yè)部門從保障全國糧食安全生產(chǎn)的角度，不斷強(qiáng)化雜交水稻種子質(zhì)量安全意識及南鑒工作認(rèn)識，全省南鑒取得明顯的成效。一是有力地保障了糧食安全。2015—2019年度鑒定出不合格樣品484 份，避免1 210 萬kg 不合格種子流入市場，累計挽回經(jīng)濟(jì)損失2.4 億kg 稻谷，有力地保障了全國糧食安全及社會穩(wěn)定。二是提高質(zhì)量意識，降低損失。鑒定結(jié)果的及時公開，有效震懾了部分企業(yè)的投機(jī)心理，大大提高了企業(yè)的質(zhì)量意識，有效維護(hù)了種子生產(chǎn)經(jīng)營秩序。同時利用南鑒結(jié)果能及時確定種子質(zhì)量等級和利用價值，進(jìn)而采取相應(yīng)補(bǔ)救措施，把制種企業(yè)損失降至最低。三是促進(jìn)了雜交水稻制種技術(shù)的提高。通過不同雜株類型等鑒定結(jié)果分析，能及時發(fā)現(xiàn)制種過程中出現(xiàn)的問題，從而反過來指導(dǎo)、促進(jìn)雜交水稻制種技術(shù)的提高。

3 江蘇雜交水稻南鑒的薄弱環(huán)節(jié)及應(yīng)對措施

3.1 主要薄弱環(huán)節(jié)

江蘇雜交水稻南鑒40年，效應(yīng)不斷放大、功能不斷拓展、作用不斷強(qiáng)化，已成為全國一張靚麗的名片，但同時也面臨一些薄弱環(huán)節(jié)。一是鑒定結(jié)果實效性相對較差。與當(dāng)前實驗室DNA 分子標(biāo)記等高效、快速鑒定技術(shù)相比，南鑒周期長、生產(chǎn)風(fēng)險大、鑒定結(jié)果相對滯后。二是部分組合鑒定難度較大。當(dāng)前南鑒組合品種類型多，遺傳基礎(chǔ)復(fù)雜，兩系不育系和自交株受短日低溫影響識別難度大；部分組合感光性強(qiáng)、海南與省內(nèi)田間表現(xiàn)差異大；不同類型組合肥水管理要求不同等，鑒定難度逐步增大。三是生物安全潛在風(fēng)險高。當(dāng)前雜交制種組合繁育呈現(xiàn)井噴趨勢，受不同組合間抗性差異大、制種大戶多、生產(chǎn)管理不均衡等影響，部分組合出現(xiàn)水稻檢疫性病蟲害，甚至含有轉(zhuǎn)基因成分，基地生物安全面臨考驗。

3.2 關(guān)鍵應(yīng)對舉措

3.2.1 強(qiáng)化技術(shù)支撐與模式創(chuàng)新，確保鑒定準(zhǔn)確性與實效性

一是制定技術(shù)操作規(guī)程。系統(tǒng)研究、總結(jié)兩系、部分感光性強(qiáng)等組合鑒定技術(shù)及經(jīng)驗，通過優(yōu)化播期、調(diào)整不同類型組合肥水運(yùn)籌、細(xì)化鑒定指標(biāo)等措施，研究制定雜交水稻種子純度南鑒技術(shù)操作規(guī)程，為鑒定的準(zhǔn)確性、實效性提供技術(shù)支撐。同時開展雜交水稻缽苗機(jī)插及配套全程機(jī)械化技術(shù)的應(yīng)用以及防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)研究，不斷降低鑒定成本和風(fēng)險。二是創(chuàng)新鑒定管理模式。采取技術(shù)工人承包制形式，同時外聘兩名專業(yè)技術(shù)人員駐點具體實施。鑒定結(jié)果上實行“四級鑒定模式”，即“承包人和技術(shù)人員提供初鑒結(jié)果→站內(nèi)工作人員定期組織考察、考核，對初鑒結(jié)果進(jìn)行復(fù)檢和隨機(jī)抽檢→邀請專家統(tǒng)一鑒定→將鑒定結(jié)果及時通知委托單位和主管單位現(xiàn)場復(fù)鑒”，有效地保證了鑒定結(jié)果的準(zhǔn)確性。三是及時報送鑒定結(jié)果。及早啟動南鑒工作，強(qiáng)化分期播種、即收即鑒等措施應(yīng)用，三系雜交、雜交粳稻和兩系雜交組合鑒定結(jié)果分別由過去的4月份提前至2—3月，確保種子包裝或零售到戶前有鑒定結(jié)果，鑒定的實效性明顯增強(qiáng)，同時根據(jù)初鑒結(jié)果，及時通知現(xiàn)場復(fù)查鑒定，對確認(rèn)不合格樣品的種子由企業(yè)立即召回，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全。

3.2.2 強(qiáng)化源頭控制與生物監(jiān)管，確保鑒定基地生物安全

一是堅持源頭控制。邀請專家開展植物檢疫方面的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，提高植物檢疫的認(rèn)識和意識；嚴(yán)格要求各樣品委托鑒定單位執(zhí)行植物檢疫規(guī)定，做好南鑒樣品的產(chǎn)地檢疫，否則不予鑒定；對含有轉(zhuǎn)基因試驗的雜交組合，指定到農(nóng)業(yè)農(nóng)村部轉(zhuǎn)基因安全管理辦公室批準(zhǔn)或備案的地方鑒定，從源頭上控制。二是強(qiáng)化安全監(jiān)管。積極將省南繁基地列入海南省南繁植物檢疫站海棠灣服務(wù)點，定期監(jiān)測，準(zhǔn)確掌握疫情發(fā)展動態(tài)并及時上報；配合農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)和南繁部門及江蘇省植保植檢站在作物關(guān)鍵生長期，做好南鑒樣品的轉(zhuǎn)基因成分抽樣檢測、基地植物檢疫聯(lián)合檢查。三是及時做好防控。對發(fā)現(xiàn)的水稻細(xì)菌性條斑病，迅速進(jìn)行藥劑封鎖，并對周邊田塊噴藥保護(hù)；對發(fā)現(xiàn)的假高粱檢疫性雜草，采取化除等措施及時防控。在鑒定結(jié)果出具且無疑義后按檢疫規(guī)定要求處理，同時通過水旱輪作、更換鑒定田等措施，最大限度減輕土傳病蟲草害危害，確保南繁基地生態(tài)安全。

3.2.3 強(qiáng)化組織保障與項目帶動，確保鑒定可持續(xù)發(fā)展

一是強(qiáng)化機(jī)構(gòu)保障。2015年11月，成立正處級事業(yè)單位省種子南繁南鑒站，專門負(fù)責(zé)全省農(nóng)業(yè)種子南繁、南鑒工作，由過去一個科室的部分職能轉(zhuǎn)變?yōu)閱挝恢饕毮?，每年定期召開全省南繁南鑒工作會議，印發(fā)通知，專門布置南鑒工作具體落實。二是爭取項目扶持。通過農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管、江蘇省“三新工程”等項目實施，減免企業(yè)委托鑒定費(fèi)，切實體現(xiàn)南鑒的服務(wù)性、公益性，2015—2019年累計鑒定樣品4 130 份，有效地保證了南鑒樣品的代表性，真實反映了江蘇省雜交種子的實際質(zhì)量；同時購置SNP 分型檢測儀及配套儀器設(shè)備，為實驗室分子鑒定提供平臺。三是加大技術(shù)培訓(xùn)。連年承辦全國水稻品種純度田間種植鑒定培訓(xùn)班；同時利用職業(yè)農(nóng)民培訓(xùn)等項目，積極開展南鑒技術(shù)、SNP 應(yīng)用技術(shù)等培訓(xùn)，2017—2019年間累計培訓(xùn)40 個省（市）級種子檢驗機(jī)構(gòu)田間檢驗員代表以及省內(nèi)技術(shù)人員共計200 余人次，雜交水稻南鑒技術(shù)水平不斷提高，基地影響不斷擴(kuò)大。

4 討論與思考

當(dāng)前實驗室分子鑒定技術(shù)發(fā)展如火如荼，其以高效、快速的特點而深受企業(yè)的歡迎，隨著純度鑒定向準(zhǔn)確、快速、簡單、低成本[2-3]的方向發(fā)展，作為傳統(tǒng)的方法南鑒將何去何從值得思考。

4.1 是否可以省去南鑒

隨著實驗室分子鑒定方法的不斷完善，從理論上分析可以免去南鑒，但目前條件尚不具備：一是核心SSR 標(biāo)記數(shù)量不夠、代表性不足[4]。目前國家核心SSR標(biāo)記由24 對增加到48 對，但仍無法滿足不斷增加的鑒定組合，為保證結(jié)果準(zhǔn)確性，務(wù)必要不斷更換或增加新標(biāo)記，開發(fā)新的多態(tài)性高的SSR 引物，作為省級統(tǒng)一鑒定，實驗室工作量大。二是SNP 標(biāo)記技術(shù)要求高、成本高，仍需不斷的探索與完善。三是正季種植鑒定結(jié)果滯后種子生產(chǎn)1年，實效性差。綜上，當(dāng)準(zhǔn)確、快速、簡單、低成本的鑒定要求無法同時滿足時，南鑒作為傳統(tǒng)的方法仍將在一定時間和范圍內(nèi)長期存在，并隨著實驗室鑒定技術(shù)的完善，可能將由過去作為主要鑒定方法逐步過渡到作為分子鑒定方法的重要補(bǔ)充。

4.2 未來南鑒之路探討

筆者認(rèn)為，未來江蘇南鑒要以省南繁基地的SNP分型檢測儀等實驗室應(yīng)用平臺為載體，融合種植鑒定、實驗室分子鑒定以及分子育種協(xié)同發(fā)展，方能開啟新時代南鑒新篇章。一是積極開展實驗室DNA 分子鑒定。要以種植鑒定為基礎(chǔ)，不斷提升、優(yōu)化實驗室分子鑒定技術(shù)，構(gòu)建高效、簡便、低成本的水稻品種鑒定DNA 指紋檢測標(biāo)準(zhǔn)，不斷降低鑒定成本、提高鑒定結(jié)果的準(zhǔn)確性。二是大力發(fā)展分子育種。要充分利用每年種植的南鑒組合資源，聯(lián)合南繁單位篩選出有利性狀組合，通過南繁基地的實驗室平臺建立高密度的SNP指紋庫，深入挖掘有價值的基因，開展分子靶向育種，不斷提高育種選擇效率，促進(jìn)南鑒高質(zhì)量發(fā)展。