《植物品种DUS测试原理与技术》课程教学改革与实践

在“加快推进种业振兴、打好种业翻身仗”的国家战略指引下,为了更有效地培养种业高级人才,西北农林科技大学农学院种子科学与工程专业教学团队针对《植物品种DUS测试原理与技术》这门课程,从教学内容的优化、教学方法的革新、教学实践的加强和课程考核的科学化等多个方面进行了深入的教学改革探索。教学团队成功打造了一套创新教学模式,该模式显著提升了教学质量,并有效地激发了学生的学习积极性,为培养种业领域的优秀人才奠定了坚实基础。

我国丝瓜品种选育与保护现状及DUS测试

在提倡新质生产力的当下,我国丝瓜优异种质资源的充分挖掘以及品种特异性、一致性和稳定性(DUS)测试执行力和业界影响力的不断强化,对丝瓜产业发展至关重要。回顾了我国近20年来丝瓜种质资源收集保存与评价,及围绕早熟、抗病、耐冷耐热、丰产优质等育种目标的品种选育进展,分析了新品种保护现状;解析了丝瓜品种DUS测试指南性状构成、观测方法;归纳总结了近似品种筛选、种子催芽、性状观测和特异性判定在丝瓜品种DUS测试中的应用;指出了丝瓜品种DUS测试中存在测试水平、标准品种、性状表达状态等存在的问题,进一步提出了丝瓜新品种选育创新的发展对策,可综合应用现代育种技术,实现多元化育种目标的产业需求,并适时启动丝瓜品种DUS测试指南修订,以期推动丝瓜产业高质量发展。

柚类种质资源DUS测试数量性状分级研究

【目的】验证中国柑橘属DUS测试指南中数量性状对柚类种质资源的适应性,为更客观更科学地描述柚类数量性状和修订柑橘属DUS测试指南提供参考。【方法】以中国柑橘属测试指南为标准,对117份柚类种质资源的25个数量性状进行数据采集,根据各性状的特点选择合适的分级方法并确定分级范围。【结果】25个数量性状品种内变异系数在2.96%~26.96%之间,品种间变异系数在10.33%~62.90%之间,大部分数量性状数据的多态性和稳定性较好;根据正态性检验结果对25个数量性状进行分级,得到了25个数量性状的分级标准,与柑橘属测试指南的分级数相比:花萼直径、果形指数、汁胞长度由3级增为5级,花瓣长度、花瓣宽度、叶片长度、叶片宽度、果皮厚度由9级减为7级,花瓣指数、叶形指数、中心柱大小、囊瓣数、果汁含量、可溶性固形物含量由9级减为5级,对果实质量、果实纵径和果实横径3个性状分别制定了柚和葡萄柚的分级标准;该分级标准下25个数量性状的多样性指数变化范围为0.878~1.954,性状间的相似系数分布在-0.69~0.91之间;通过主成分分析得到6个主成分,累积贡献率达72.76%。【结论】初步建立了柚类种质资源25个数量性状的分级指标,对柚类品种的性状评价、利用及良种选育具有一定指导意义,同时为中国柚类种质鉴定和DUS测试指南修订提供参考。

基于DUS测试性状的贵州水稻品种综合分析

【目的】明确贵州水稻品种资源的现状及DUS测试[品种特异性(可区别性,Distinctness)、一致性(Uniformity)和稳定性(Stability)测试]性状在品种评价中的作用,为培育具有优良综合特性的水稻品种时提供表型选择的指导,为高效水稻DUS测试提供理论支持。【方法】采用遗传多样性分析、相关性分析、聚类分析及主成分分析等方法,研究贵州250份水稻品种的遗传多样性、综合表现及测试性状对品种的测试性能。【结果】表型分析表明,部分目测性状分布集中,倒二叶叶舌形状均为二裂,96.8%的水稻品种具有直立、半直立的生长习性,株型紧凑。剑叶初期,有99.2%的品种表现为直立、半直立状态,而96.0%的品种其基部茎节处于包裹状态;成熟期,91.2%的穗部明显下弯,且97.2%的谷粒外颖呈浅黄色,仅有1份品种的谷粒外颖有修饰色。对14个测量性状进行表型变异及多样性分析,除结实率外,其余性状具有丰富的遗传变异,变异系数为6.51%~20.82%,其中,每穗粒数的变异系数最大,结实率的变异系数最小。相关性分析揭示,各性状间均呈现不同程度的相关性,其中8对性状间达到显著水平,另外43对性状间呈极显著水平。通过聚类分析,测试品种被分为4大主要类群,第Ⅰ类群包含68份样品,其中产量相关性状均值最高;第Ⅱ类群有25份样品,每穗粒数明显高于其他类群;第Ⅲ类群体包括67份样品,具有最矮的茎秆;第IV类群体占总品种数的36%,在穗长、谷粒(糙米)长度方面的均值最高,综合表现最为出色。隶属函数法的分析结果表明,在所测量的性状中,剑叶长度、穗长、谷粒性状等10个性状对测试品种的综合特性有显著影响。在综合评价(D值)最高的10份测试品种中,有8份恢复系、2份杂交种。通过逐步回归分析,建立品种评价的最优回归方程:Y=-0.707+0.032X_(13)+0.003X_(7)+0.008X_(10)+0.003X_(5)+0.04X_(1)+0.02X_(3)+0.025X_(11)-0.003X_(2)+0.001X_(4)-0.1156×10^(-3)X_(8)。多元线性回归分析显示,每穗粒数分布分散,拟合情况不佳,其余13个性状拟合情况则较好。【结论】在水稻测试指南中,除倒二叶的叶舌形状外,目测性状能够有效地区分不同品种;而对于测量性状,每穗粒数表现出最大的变异系数和遗传多样性指数,是判断品种特异性的有效指标。另外,剑叶长度、穗长、谷粒特性等10个性状是影响测试品种综合评价值的关键因素。

新时期水稻新品种保护和DUS测试现状与问题探讨

分析了1999—2022年我国水稻新品种保护申请量和授权量,阐述了我国新品种保护和DUS测试的发展现状,剖析了该行业存在的问题,进而提出了加强水稻新品种保护和优化DUS测试的对策建议,以期为新时期我国水稻新品种保护和DUS规范测试提供有益参考。

菊花新品种DUS测试指南测试性状的选择

随着我国菊花育种活跃度的不断提升,菊花品种的形态多样性不断丰富,迫切需要提高菊花DUS测试指南适用性。本研究连续2年对210份形态多样的菊花品种进行观测统计,以NY/T 2228—2012《植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南菊花》涉及的68个性状及本研究群体中发现的9个多样性性状或表达状态为观测依据,对现有菊花品种DUS测试指南做出优化,建议在2012年版测试指南中增加9个测试性状,剔除1个选测性状,并调整2个性状的名称表述,旨在提高菊花新品种鉴定的效率。

谷子DUS测试标准品种指纹图谱的构建与应用

谷子遗传资源多样性的研究对谷子基础研究与育种实践具有重要意义。选择高质量的SSR标记对DUS(Distinctness-特异性、Uniformity-一致性和Stability-稳定性)测试标准品种进行遗传多样性分析,不仅能够解析标准品种的遗传信息,也有助于对新育成品系进行分子水平的遗传多样性分析。研究利用高质量的20个SSR标记对30份不同地理来源的谷子DUS测试标准品种进行遗传多样性分析,并构建其指纹图谱;同时,利用该指纹图谱的SSR标记对22份春谷区和30份夏谷区区试品种进行遗传多样性分析,旨在为谷子品种资源利用与遗传改良奠定理论基础。结果表明,20对SSR标记在DUS测试品种平均每对引物检出的等位变异数为9.15个,20个位点的平均多态性信息含量(PIC)为0.77。利用上述SSR标记对来自春谷区与夏谷区的共计52份谷子区试品种进行分子鉴定,春谷区的聚类分析结果显示,22份春谷区区试品种分为3个主要的类群;而夏谷区的聚类分析结果显示,30份谷子夏谷区区试品种分为4个类群,但难以区分春谷、夏谷区区试品种。研究结果厘清了谷子DUS测试标准品种和区试品系间的遗传相似性。

黄淮海区普通小麦DUS测试数量性状分级标准研究

为了更准确地进行黄淮海地区普通小麦品种DUS测试,需要对该生态区受环境条件影响较大的品种数量性状表达状态进行合理分级。以495份普通小麦品种为材料,于2021—2022年度进行田间种植试验,对9个数量性状进行表型数据调查,采用4种分级方法对各数量性状进行分级范围划分,通过对不同方法的比较,不育小穗数适合4种分级方法,千粒质量和抽穗期适合极差分级法,旗叶长度、旗叶宽度、植株高度、穗长度、穗粒数等应用最小显著差法、极差分级法比较合理。研究结果可以有效指导黄淮海地区小麦DUS测试数量性状的测试,规范品种描述,旨在为小麦资源的综合评价和利用提供参考。

黑木耳新品种延农科2号DUS自主测试

2022年3月1日—9月20日和2022年5月4日—10月18日,在延边朝鲜族自治州农业科学院黑木耳基地,根据《植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南黑木耳》(NY/T 2588-2014)对黑木耳新品种“延农科2号”进行DUS自主测试,近似品种为“延特5号”,测试结果“延农科2号”具有特异性、一致性和稳定性,符合审定新品种标准。

基于DUS测试性状的冀北地区马铃薯品种遗传多样性分析

本研究通过马铃薯DUS测试性状,对适合在冀北地区种植的39个马铃薯品种展开遗传多样性分析以及性状的表型分析。结果表明,共检测到44个DUS测试性状的209个等位变异,平均每个性状检测到4.75个。多样性指数大于1的性状有34个,包括30个数量性状和4个假质量性状。多样性指数小于1的性状有10个,包括6个数量性状、2个假质量性状和2个质量性状。相关性分析表明,块茎表皮颜色,芽眼基部颜色与复叶主脉上表面花青甙显色强度高度相关。聚类分析将39个品种分成3组,每个组群具有各自独特的表型特征,各组特征性状与DUS测试指南指导分组性状一致。研究表明,DUS测试性状数量多,多样性也较高,可对马铃薯品种资源进行较为全面的客观评价。

基于DUS测试的江西省水稻新品种遗传多样性分析

江西省是我国的水稻育种和种植大省,随着水稻育种水平的快速提高,地方品种不断被新选育品种替代,造成大量优良基因丧失,遗传多样性显著降低,遗传基础日益狭窄。使用水稻DUS测试指南性状对江西省256份水稻新品种的遗传多样性进行分析,旨在了解江西省水稻新品种遗传多样性情况,为江西省水稻种质鉴定、育种利用和新品种测试提供一些参考。10个数量性状变异系数在8.59%~21.83%;52个测试性状的香农-维纳遗传多样性指数在0.03~2.10,平均1.05。聚类分析显示,材料相似系数在0.77~0.95。江西省近年选育的品种多样性较窄,对糯稻、有色稻和香稻等特殊稻品种开发力度也不够,各育种单位应加大品种资源收集和利用力度。

莲属新品种DUS测试性状分析与测试方法研究

对2016—2023年收集到的108种莲属种质资源DUS测试涉及的性状进行分析,并对莲属DUS测试方法进行研究,以进一步提升莲属DUS测试水平,促进莲属育种创新。结果表明:就不同莲属品种性状观测而言,莲属DUS测试指南涉及的43个性状中的5个性状有新的表达状态,4个未被列入莲属DUS测试指南的性状可以区分品种,这对准确区分新品种造成影响。就标准品种对莲属品种DUS判定的影响而言,部分标准品种的缺失已影响到莲属品种的DUS判定。就不同栽培容器处理对DUS测试性状判定的影响而言,小、中、大株型莲属结藕品种分别可种植在边长或直径为40 cm×40 cm、80 cm×80 cm、1~2 m的容器中,以方便测试地下茎性状的充分表达。就不同测试数量处理对测试结果判定的影响而言,将种植数量由20株减少到12株不影响莲属DUS测试结果。在此基础上,提出做好莲属DUS测试指南的修订工作、制定测试操作手册和拍摄技术规程、构建莲属已知品种数据库和指纹图谱数据库、加大品种保护和DUS测试的宣传力度等建议。

紫云英植物新品种特异性、一致性和稳定性(DUS)测试指南的研制

本指南遵循国际植物新品种保护联盟及我国对植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南制定标准的相关规定,以国内外164份紫云英种质资源为材料,进行多年多点种植试验,最终确定了33个测试性状,包括生长习性、开花期等30个必测性状和越冬性等3个选测性状作为紫云英DUS测试性状;同时规定了测试性状的分级代码和判定标准;筛选了23个品种作为测试指南的标准品种,最终形成了紫云英新品种的DUS测试指南。

金鱼草DUS测试数量性状分析与分组性状判定

【目的】验证国际植物新品种保护联盟(UPOV)发布的金鱼草品种特异性、一致性和稳定性(DUS)测试指南中数量性状在我国的适应性,为建立金鱼草种质数量性状的科学评价方法、研制适应我国生态气候的金鱼草DUS测试指南奠定基础。【方法】以UPOV发布的金鱼草新品种测试指南(TG/221/1)为标准,对40份金鱼草种质开展种植试验,对植株、叶、花等部位的13个主要数量性状进行数据采集,应用SPSS软件对采集数据进行变异程度、数量性状分级和主成分分析。【结果】11个指南性状与2个非指南性状种间变异系数为16.9%~65.9%,种内变异系数为5.3%~12.2%,符合指南性状的选择标准;通过最小显著差法得到13个性状的表达状态分级,可作为金鱼草种质鉴定和DUS指南研制的参考;通过主成分分析法得到4个重要因子并新增了2个指南分组性状。【结论】通过金鱼草种质数量性状数据分析,初步确定了各性状不同分级的数值范围,验证了UPOV指南在我国的适应性并对其中花序长度的分级数量进行优化,新增主茎长度和主茎一级分枝数量作为指南分组性状候选,为我国金鱼草指南的研制提供支持。

基于DUS测试性状的玉米自交系多样性分析和评价

运用基于玉米DUS测试性状对襄阳市农业科学院玉米团队14份玉米骨干自交系进行多样性分析和评价,以期为玉米自交系高效利用提供依据与参考。基于DUS测试表型性状多样性分析结果表明:14个自交系共37个性状的多样性一般,各性状多样性指数都未超过2.00,需进一步加强种质资源改良与创新,以丰富种质资源多样性。从这些自交系各性状的表现来看,株型选择上偏中秆紧凑型;但生育期方面偏中晚熟,早熟自交系基本没有,在进行夏播选育或早熟品种的选育方面使用这些自交系需慎重。基于DUS测试表型性状的自交系多样性分析结果表明:在遗传相似系数阈值为0.844时,14个自交系可以分为四大类,聚类结果与系谱来源一致,其中Ⅲ类中自12(XY90418)和IV类中自15(XY06/XY7298)选系单独聚为一类,与其他类群距离较远,可能与其他自交系存在杂种优势。另外,根据聚类结果,需要注意2个自交系杂交改良选育自交系时,后代分离方向不确定性。根据聚类结果,也说明轮回亲本不同,分别聚在不同类,所以在回交时轮回亲本和后代的选择上还是要紧跟选育目标——类优良轮回亲本,并进行目标性状的选择,以达到回交选育的目的。

花生DUS测试中主要数量性状变异和概率分布研究

为了对农业农村部植物新品种DUS测试(原阳)分中心测试花生性状表达状态的全面了解,根据191份花生测试品种的主要数量性状的调查数据进行变异系数分析及分级。结果表明,7个性状中百仁重变异系数最,大20.17%,变幅为43.09~115.26 g;出仁率变异系数最小,为6.37%,变幅为58.07%~80.50%;其他性状变异系数均大于10.00%。7个性状符合或近似符合正态分布,按照极值大于等于2倍LSD_(0.05)进行等距分级;该分级标准下各性状的多样性指数变化范围为1.079~1.843,均大于1.000,能较全面地反映花生各数量性状在不同分级代码的分布特点。

不同施氮量对小麦DUS测试性状表达的影响

基于探究不同肥力水平对小麦(Triticum aestivum L.)性状表达的影响,为小麦DUS测试工作提供参考,以4份普通小麦品种为试验材料,设置5个施氮量处理,对32个DUS测试性状的表达进行分析。结果表明,不同施氮水平对芒长的表达影响较大,表现出2个代码差异,而质量性状、假质量性状及其他目测型数量性状的表达无差异或相差1个代码;方差分析结果显示,施氮量对不同测量型性状在品种间的影响程度不同,各性状在不同肥力下均表现出显著差异(P<0.05),其中旗叶长、旗叶宽和穗长的表达受施氮量的影响较大,株高、小穗数、穗粒数等性状的表达受影响程度较小,不育小穗数的表达基本无影响。

中国和UPOV、日本葡萄品种DUS测试指南比较分析

葡萄新品种已成为推动产业发展的重要因素。开展植物特异性(Distinctness)、一致性(Uniformity)和稳定性(Stability)(简称DUS)测试是新品种保护的技术基础和品种能否授权的科学依据,DUS测试指南是指导测试单位开展DUS测试工作的技术标准,也是审批机关开展新品种实质性审查的技术规范。通过对中国、国际植物新品种保护联盟(International Union For The Protection Of New Varieties Of Plants,简称UPOV)和日本的葡萄品种DUS测试指南在繁殖材料、测试方法、DUS判定标准、测试性状等方面的差异进行了分析,为进一步完善我国葡萄品种DUS测试指南提供参考。比较分析结果表明,三者在提交繁殖材料的质量和形式要求、测试周期、测试地点、附加测试、带星号性状等方面基本一致,在提交繁殖材料的数量要求、DUS判定标准、测试性状、基本性状、分组性状、选测性状、技术问卷性状等方面的要求不尽相同。

基于DUS测试性状的黄淮海地区玉米自交系的遗传多样性及群体结构分析

基于玉米DUS测试指南中的39个基本性状,对100份黄淮海地区测试玉米自交系和9份代表自交系的遗传多样性和群体结构进行分析,为黄淮海地区玉米种质资源的高效利用、育种效率的提高提供理论依据。结果表明,109份玉米自交系各性状总体的平均等位变异数为5.026,变幅为1~9;平均有效等位变异数为2.919,变幅为1.000~6.053;平均Shannon指数为1.133,变幅为0.000~1.928。支持根显色强度(Chr.22)的遗传多样性最高,其次为花丝显色强度(Chr.9),第一叶顶端性状(Chr.1)遗传多样性最低,有48.72%的性状有效等位变异数大于2.919,61.54%的性状Shannon指数大于1.133。聚类分析结果表明,黄淮海地区玉米种质遗传背景相对较丰富,将109份材料聚成5类,除D类群包含9份自交系,数量最少外,其余4个类群包含自交系数量基本相同,D类群在其他各类群中遗传相似系数占比较少。各类群间的遗传距离介于0.200~0.665,其中,D类群与B类群的遗传距离最大(0.665),其次是D类群与C类群(0.586);C类群与B类群的遗传距离最小(0.200),其次是E类群与A类群(0.212)。

基于DUS测试性状的花生品种遗传多样性分析

利用NY/T 2237-2012中31个测试性状对原阳分中心参与测试的119份花生品种(待测品种及其对应近似品种)进行遗传多样性分析;采用PopGen 32软件对119参试品种进行遗传多样性分析。结果表明,22个性状共检测到97个等位变异,平均每个测试性状检测到4.41个,平均有效等位变异数为2.41,Shannon’s多样性指数(H’)为0.91。相关性分析表明,主茎高度与侧枝长度为极显著正相关,相关系数为0.79。荚果长度和百仁重为显著正相关,相关系数为0.63,与出仁率呈极显著负相关,相关系数为-0.65。针对该地区测试工作建议由侧枝长代替主茎高度,百仁重代替荚果长。UPGMA聚类分析显示,在阈值为0.65时可以将119份品种分为3个族群,但是通过主成分分析可以更直观地对119份材料的遗传相似性的判断。综合分析说明,参与测试的花生品种具有较丰富的形态多样性。