?蓮屬新品種DUS測試性狀分析與測試方法研究

摘要：對2016—2023年收集到的108種蓮屬種質資源DUS測試涉及的性狀進行分析，并對蓮屬DUS測試方法進行研究，以進一步提升蓮屬DUS測試水平，促進蓮屬育種創新。結果表明：就不同蓮屬品種性狀觀測而言，蓮屬DUS測試指南涉及的43個性狀中的5個性狀有新的表達狀態，4個未被列入蓮屬DUS測試指南的性狀可以區分品種，這對準確區分新品種造成影響。就標準品種對蓮屬品種DUS判定的影響而言，部分標準品種的缺失已影響到蓮屬品種的DUS判定。就不同栽培容器處理對DUS測試性狀判定的影響而言，小、中、大株型蓮屬結藕品種分別可種植在邊長或直徑為40 cm×40 cm、80 cm×80 cm、1～2 m的容器中，以方便測試地下莖性狀的充分表達。就不同測試數量處理對測試結果判定的影響而言，將種植數量由20株減少到12株不影響蓮屬DUS測試結果。在此基礎上，提出做好蓮屬DUS測試指南的修訂工作、制定測試操作手冊和拍攝技術規程、構建蓮屬已知品種數據庫和指紋圖譜數據庫、加大品種保護和DUS測試的宣傳力度等建議。

關鍵詞：蓮屬；新品種；DUS測試；性狀分析；方法研究

中圖分類號：S682.32 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2024）09-0021-08

Analysis of DUS Testing Traits and Research on Testing Methods for New Varieties of the Lotus Genus

PENG Chang-cheng，LIU Qi-long，LI Lang，ZHENG Shao-ru，YAN Yun-hua

（Yueyang Academy of Agricultural Sciences， Yueyang Sub-Center for New Plant Variety Tests， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Yueyang 414000， PRC）

Abstract： The traits involved in DUS testing of 108 germplasm resources of the lotus genus collected from 2016 to 2023 are analyzed， and DUS testing methods of the lotus genus are studied， so as to further improve the DUS testing level and promote the breeding innovation of the lotus genus. The results show that 5 of the 43 traits involved in the DUS testing guide of the lotus genus have new expression states， and 4 traits that are not included in the DUS testing guide of the lotus genus could distinguish varieties， which affect the accurate identification of new varieties. As for the influence of standard varieties on the DUS determination of lotus genus varieties， the absence of some standard varieties has affected the DUS determination of lotus genus varieties. In terms of the influence of different cultivation containers on the determination of DUS testing traits， small， medium and large plant type lotus genus root varieties can be planted in containers with the side length or diameter of 40 cm×40 cm， 80 cm×80 cm， and 1～2 m， respectively， so as to test the full expression of underground stem traits. In terms of the influence of different testing quantity treatments on testing results， reducing the number of plants from 20 to 12 does not affect DUS testing results of lotus genus. Hence， some suggestions are put forward： revising the DUS testing guide of the lotus genus， formulating the testing operation manual and shooting technical regulations， building the database of known varieties and fingerprint of the lotus genus， and strengthening variety protection and DUS testing publicity.

Key words： lotus genus; new varieties; DUS testing; trait analysis; method study

蓮屬（Nelumbo Adans.）植物為多年生、水生草本

植物[1]，分為2種：1種稱為中國蓮或亞洲蓮（Nelumbo nucifera Gaertn.），原產亞洲及大洋洲；1種稱為美洲黃蓮（Nelumbo lutea Willd.），原產美洲[2]。雖然蓮屬只有2個種，但其品種資源數量驚人。據田代科[3]的統計，世界蓮屬品種資源共有4 492個名稱，其中，正式文獻記載的名稱為2 080個。絕大部分蓮屬品種是1960年后培育或發現的，特別是近20 a涌現出3 300余個名稱。中國蓮或亞洲蓮主要分布在我國，在俄羅斯、朝鮮、日本、印度、越南以及亞洲南部、大洋洲等也有分布。我國是中國蓮的世界栽培中心和分布中心[4]。在我國，中國蓮又叫蓮花或荷花，是我國10大名花之一[5]，栽培歷史悠久，有著2 500 a以上的栽培歷史；傳播范圍極廣[6]，北達黑龍江、南抵海南島，西迄新疆、東至臺灣，芳跡遍及我國除西藏、青海外的各個省份。蓮屬植物作為最常見的水生植物之一，用途廣泛，既可作為水生蔬菜來食用，又可作為傳統花卉來觀賞，還能作為藥用材料和輕工業原材料，在我國的農業和工業經濟發展中發揮著重要作用[7]。

我國對蓮屬植物的性狀及其分析方法開展了相關研究，取得了一定進展，也從農業植物品種特異性（Distinctness）、一致性（Uniformity）、穩定性（Stability）（以下簡稱DUS）測試的角度進行了相關分析，但從DUS測試的角度開展的研究不多。蓮于2010年被納入《中華人民共和國農業植物品種保護名錄（第八批）》；NY/T 2756—2015 植物新品種特異性、一致性和穩定性測試指南 蓮屬 （以下簡稱蓮屬DUS測試指南）于2015年5月21日發布，并自2015年8月1日起實施。蓮屬DUS測試指南從植物形態特征、農藝性狀、抗病性狀3個方面篩選蓮屬性狀43個，其中，必測性狀為42個，選測性狀為1個。為緩解蓮屬DUS測試申請量快速增長給品種實質性審查帶來的壓力，我國從2020年開始將蓮屬品種實質性審查的主要形式由現場考察改為集中測試，集中測試點為農業農村部植物新品種測試岳陽分中心（以下簡稱岳陽分中心）。因此，該研究對2016—2023年岳陽分中心收集到的108種蓮屬種質資源DUS測試涉及的性狀進行分析，同時對蓮屬DUS測試方法進行分析，以期為進一步提升蓮屬DUS測試水平提供技術支撐，進而推進蓮屬新品種的保護與管理、促進蓮屬育種創新、完善我國DUS測試體系技術儲備和加快國家現代種業發展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2020—2023年在岳陽市農業科學研究院麻塘科研基地進行。試驗材料為岳陽分中心收集的61種蓮屬已知品種資源（表1）與47種蓮屬待測品種資源（因涉及知識產權而未被詳細列出），共計108種蓮屬種質資源。

1.2 試驗方法

1.2.1 新性狀觀測試驗 根據蓮屬DUS測試指南，該研究對108個品種的試驗材料進行田間試驗設計與管理，每個品種材料種植20株，并進行性狀觀測。該研究主要觀測蓮屬DUS測試指南涉及的性狀，調察其新的表達狀態，同時對未被列入蓮屬DUS測試指南的性狀進行觀測，調察未被列入蓮屬DUS測試指南但便于區分品種的性狀。

1.2.2 標準品種性狀觀測試驗 該研究對蓮屬DUS測試指南中的標準品種進行收集觀測，分析判斷其DUS，以提升區分品種的準確性。標準品種是指蓮屬DUS測試指南中列入的用于示例或校正描述性狀表達狀態的標樣品種，其以實例的形式對性狀的表達狀態進行說明，為確定性狀的表達狀態提供實例參照，在很大程度上降低了測試員主觀觀測的誤差以及不同年份間、地域間的誤差，從而提升了性狀觀測結果的準確性、可靠性和客觀性。標準品種是蓮屬DUS測試中對各個性狀進行代碼賦值的主要依據，標準品種的確定是否準確直接影響著蓮屬DUS測試的準確性與蓮屬DUS測試報告的公正性[8-9]。

1.2.3 容器試驗 2021—2023年，該研究選擇30個蓮屬結藕品種進行容器試驗，其中，大株型品種為10個，中株型品種為10個，小株型品種為10個，不同株型蓮屬結藕品種與容器規格試驗設計如表2所示。該研究觀測不同株型蓮屬結藕品種在不同規格（小于行標、等于行標、大于行標）容器中的地下莖性狀表達是否充分，以期找到最適合蓮屬DUS測試的種植容器規格。

1.2.4 種植數量試驗 按照蓮屬DUS測試指南中對繁殖材料的要求“遞交的地下莖數量至少20支”，目前蓮屬新品種DUS測試均采用“1個小區為20株”的標準。蓮屬DUS測試指南中對觀測數量的要求為“除非另有說明，個體觀測性狀（VS、MS）植株取樣數量不少10個，在觀測植株的器官或部位時，每個植株取樣數量應為1個。群體觀測性狀（VG、MG）應觀測整個小區或規定大小的混合樣本”。此外，蓮屬DUS測試指南中對一致性判定的要求為“對于測試品種，一致性判定時，采用1%的群體標準和至少95%的接受概率。當樣本大小為20株時，最多可以允許有1個異型株”。而《植物品種特異性 一致性 穩定性測試總論》在無性繁殖品種異型株容許數量的設定方法方面提到，在1%總體標準和95%接受概率下，當樣本大小為6～35時，異型株容許數量為1。因此，該研究分別在“種植數量為20株”與“種植數量為12株”的條件下進行試驗，觀測種植數量不同對蓮屬DUS判定結果的影響。

2 結果與分析

2.1 不同蓮屬品種性狀觀測

在蓮屬DUS測試指南涉及的43個性狀中，該研究新觀測到5個性狀有新的表達狀態。在蓮屬DUS測試指南性狀18“花：花蕾形狀”上，除窄卵形、卵形、闊卵形、紡錘形（圖1）外，該研究新觀測到卵球形（圖2）。

圖2 新觀測到的“花：花蕾形狀”——卵球形

在蓮屬DUS測試指南性狀21“花：類型”上，除了原有的少瓣型、半重瓣型、重瓣型、重臺型、千瓣型（凡1朵花的花瓣數在20枚以內者，為少瓣型；21～50枚者為半重瓣型；51枚以上者為重瓣型；心皮完全瓣化，泡狀者為重臺型；雌雄蕊全瓣化、花托消失、花瓣數達1 000枚以上者為千瓣型）外，該研究新發現介于重臺型與千瓣型之間的全重瓣型（雄蕊全瓣化，雌蕊泡狀瓣化）。

在蓮屬DUS測試指南性狀22“花：形態”上，除碟狀、碗狀、杯狀、飛舞狀、疊球狀（圖3）外，該研究新觀測到扁球狀（圖4）。

在蓮屬DUS測試指南性狀28“雄蕊：附屬物顏色”上，除了原有的白色、白色且尖端紅色、黃色、紅色外，該研究新觀測到橙紅色和黑色。

在蓮屬DUS測試指南性狀34“花托：形狀”上，除了喇叭狀、倒圓錐狀、傘形、扁圓形、碗形（圖5）外，該研究新觀測到倒鐘狀。

此外，該研究新觀測到4個性狀雖然未被列入蓮屬DUS測試指南但可以區分品種。在“根：幼根顏色”上，該研究觀測到白色、粉紅色和紫紅色（圖6）。在“果實：鮮果內皮顏色”上，該研究觀測到白色、粉紅色、淺紫紅色和紫紅色（圖7）。在“花托：頂部表面顏色”上，該研究觀測到淺綠色、中等綠色、黃色、紫紅色（圖8）。在“葉：幼葉顏色”上，該研究觀測到黃色，綠色，中間紅色、四周綠色，中間綠色、四周紅色，紫色（圖9）。

該研究觀測到的這些新的表達狀態與新的性狀未被列入蓮屬DUS測試指南，對準確區分新品種造成一定的影響。

2.2 標準品種對蓮屬品種DUS判定的影響

蓮屬DUS測試指南共列出了27個標準品種。通過查閱文獻，向中國科學院武漢植物園、武漢市農業科學院、中國科學院上海辰山植物科學研究中心等申請以及請教參與蓮屬DUS測試指南研制的專家和業內其他專家等多種方式，岳陽分中心一直在收集標準品種。但目前仍然有“安徽飄花”“贛白蓮”“鄂城紅蓮”標準品種未收集到，它們因經濟和產業發展而退出市場，多已失傳。如表3所示，在具體的蓮屬DUS測試過程中，這些標準品種的缺失影響到“地下莖：頂芽顏色”“僅適用于結藕品種：地下莖：藕節間表皮質地”“僅適用于結藕品種：地下莖：藕節間表皮顏色”“開花期”“僅適用于植株大小為大的品種：花：花數量”“花：類型”“雄蕊：附屬物顏色”“植株：大小”“立葉：高度”性狀的相應分級，這些性狀為質量性狀、假質量性狀和數量性狀，部分標準品種的缺失導致申請品種與近似品種在這些明顯區別的性狀上難以對比出差異性。可見，部分標準品種的缺失已影響到蓮屬品種特異性、一致性和穩定性的判定。

2.3 不同栽培容器處理對DUS測試性狀判定的影響

通過將不同株型蓮屬結藕品種放在不同容器中栽培，并對地下莖性狀進行測試、比較和分析發現，大株型品種采用口徑為50 cm×50 cm、高35 cm，口徑為40 cm×40 cm、高30 cm的容器，中株型品種采用口徑為40 cm×40 cm、高30 cm，口徑為61 cm×47 cm、高30 cm的容器，小株型品種采用口徑為25 cm×25 cm、高18 cm，口徑為20 cm×20 cm、高15 cm和口徑為26 cm×26 cm、高17 cm的容器進行測試時，蓮屬新品種地下莖受測試容器的限制，多在容器底部環繞內壁交錯生長，相互擠壓，導致藕節間一般都是彎曲生長。在“僅適用于結藕品種：地下莖：藕節間橫切面形狀”“僅適用于結藕品種：地下莖：藕節間彎曲”等性狀上，蓮屬新品種呈現出多種表達狀態，典型性狀描述不易確定，如在“僅適用于結藕品種：地下莖：藕節間橫切面形狀”性狀上由近圓形變成扁圓形或近方形，在“僅適用于結藕品種：地下莖：藕節間彎曲”性狀上由無變成有。該研究還發現，小株型品種可種植在邊長或直徑為40 cm×40 cm的容器中，中株型品種可種植在邊長或直徑為80 cm×80 cm的容器中，大株型品種和部分中株型品種可種植在邊長或直徑為1～2 m的容器或1 m×1 m～2 m×2 m的池子中。

2.4 不同測試數量處理對測試結果判定的影響

由于蓮屬DUS測試中種植方式為藕莖種植（無性繁殖），該研究通過種植數量試驗發現，在“種植數量為20株”與“種植數量為12株”的條件下，蓮屬DUS觀測判定結果一致，這說明將種植數量減少到12株不影響蓮屬DUS測試結果。

3 結論與建議

3.1 結論

就不同蓮屬品種性狀觀測而言，蓮屬DUS測試指南涉及的43個性狀中的5個性狀有新的表達狀態，4個未被列入蓮屬DUS測試指南的性狀可以區分品種；這些新的表達狀態與新的性狀未被列入蓮屬DUS測試指南，對準確區分新品種造成一定的影響。就標準品種對蓮屬品種DUS判定的影響而言，部分標準品種的缺失已影響到蓮屬品種的DUS判定。就不同栽培容器處理對DUS測試性狀判定的影響而言，小、中、大株型蓮屬結藕品種分別可種植在邊長或直徑為40 cm×40 cm、80 cm×80 cm、1～2 m的容器中，以方便測試品種地下莖性狀的充分表達。就不同測試數量處理對測試結果判定的影響而言，在“種植數量為20株”與“種植數量為12株”的條件下，蓮屬DUS觀測判定結果一致，說明將種植數量減少到12株不影響蓮屬DUS測試結果。

3.2 建議

3.2.1 做好蓮屬DUS測試指南的修訂工作 蓮屬DUS測試指南作為蓮屬DUS測試的基本依據，直接決定著申請品種DUS測試結果的準確性，也決定著申請品種是否可以通過品種保護、審定、登記或認定以及是否可以推進生產繁種和市場推廣銷售等后續流程。蓮屬DUS測試指南于2015年開始實施，目前已經實施9 a，具有較強的科學性和實用性。但隨著社會的發展變化以及蓮屬育種者創新積極性和育種水平的持續走高，在開展集中DUS測試的過程中發現了許多新的問題，這影響了測試的科學性和準確性[10]。因此，我國要盡快啟動并完成蓮屬DUS測試指南的修訂工作，該研究根據目前實際測試過程中發現的新情況提出以下修訂建議。一是要調整蓮屬DUS測試指南中的基本性狀表，進一步優化部分性狀的表達狀態[11]，使得現階段所有蓮屬品種各個性狀的表達狀態都能得到準確描述；同時預留可能的表達狀態，以避免反復修訂測試指南。二是要根據現行市場主流品種更新部分標準品種。三是要進一步設定好試驗設計中的容器規格，將測試容器設定為正方形、圓形2種類型，并設定好測試容器規格的范圍；根據品種株型大小來選擇具體容器規格，擴大現規定行標的容器規格，以方便測試品種地下莖性狀的充分表達。四是可適當減少蓮屬DUS測試中的種植數量，如可采用“種植數量為12株”的標準，以在一定程度上緩解占地面積大、工作負擔重等測試壓力，解決品種授權慢、優質品種上市周期長等問題。

3.2.2 制定測試操作手冊和拍攝技術規程 測試操作手冊是對測試指南標準的有效補充，有利于測試人員對性狀觀測進行更加精準的把握[12]。然而，與蓮屬DUS測試指南相對應的測試操作手冊和拍攝技術規程尚未制定，測試人員在對品種進行實際測試時難以確定某些性狀的具體代碼值，在拍攝品種描述照片和對比照片時缺乏統一規程來指導。一些性狀的表達因生態區和氣候環境等不同而出現不完全相同的情況，特別是一些數量性狀容易受到氣候環境的影響。因此，我國要抓緊研制蓮屬DUS測試操作手冊和拍攝技術規程，進一步完善測試指南中的性狀代碼分級標準。

3.2.3 構建蓮屬已知品種數據庫和指紋圖譜數據庫 已知品種數據庫和指紋圖譜數據庫是DUS測試中進行近似品種篩選和特異性判定的重要參考[13]。建立已知品種數據庫有助于進行系統的篩選比對，減少在種植試驗或其他測試中與申請保護的品種進行直接比較的已知品種數量。申請人或委托人遞交的近似品種往往不是待測品種的最近似的品種，測試人員需要在已知范圍內篩選近似品種[14]。因此，該研究建議收集已授權蓮屬品種及其近似品種、各地方認定或鑒定的蓮屬品種、各資源圃收集的資源品種、蓮屬登錄種等蓮屬品種，在此基礎上采用測試指南標準對其進行描述并拍攝描述照片，逐步積累并構建已知品種數據庫。此外，農業農村部植物新品種測試中心近年來建立了水稻、玉米、小麥、棉花、辣椒、大白菜等20多種作物的指紋圖譜數據庫用于近似品種篩查，其中，16種作物的指紋圖譜數據庫建設取得了較好進展并發揮了重要作用。隨著蓮屬申請品種量的增加和品種同質化現象的增加，在實質性派生品種制度出臺的背景下，為了鑒定品種的真實性，保證測試結果科學、合理、公正，使測試質量達到標準，我國應盡早完成蓮屬品種指紋圖譜數據庫的構建。

3.2.4 加大品種保護和DUS測試的宣傳力度 近年來，隨著相關部門加大對《中華人民共和國種子法》《中華人民共和國植物新品種保護條例》等法律法規的宣傳，許多育種者在蓮屬新品種的選育及申報上表現出越來越高的積極性。但由于宣傳還不夠廣泛深入等，還有部分蓮屬育種者品種保護意識不強，認為沒有必要對培育出來的蓮屬新品種進行保護，或者認為仍會面臨被侵權品種維權難、取證難等問題。植物新品種權是種業領域知識產權的重要組成部分，有助于保護育種者權利、激勵育種原始創新，促進品種推廣和產業良性發展。植物新品種DUS測試是我國品種保護、審定、登記或認定的必要條件之一[15]。因此，相關部門有必要進一步加大宣傳力度，通過新品種保護工作的開展，保護育種者的利益，增加育種者的效益。

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（責任編輯：袁萍萍）