107 的变化, 为水稻品种 DUS 测试的田间种植管理标准提供依据与参考 1 材料与方法 1.1 试验材料本试验共设 6 份参试品种, 所有供试材料全部由农业部植物新品种保护办公室统一提供, 见表 1 表 1 供试材料试验编号测试编号品种类型 FZ A 杂交种 FZ02 20

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1 106 李华勇, 王艳平, 王显生, 等. 不同氮肥条件下水稻 DUS 测试性状表达的差异性 [J]. 江苏农业科学,2016,44(6): doi: /j.isn 不同氮肥条件下水稻 DUS 测试性状表达的差异性李华勇, 王艳平, 王显生, 吴燕, 沈奇 ( 江苏省农业科学院粮食作物研究所, 江苏南京 ) 摘要 : 为了研究不同氮肥用量对水稻 DUS 测试性状表达结果的影响, 选取了 3 种不同类型的水稻品种, 通过 4 种不同氮肥处理方案, 依据植物新品种特异性一致性和稳定性测试指南水稻规定的相关性状, 研究水稻测试中不同类型性状田间表达的变化差异, 为水稻 DUS 测试种植管理规范的制定提供理论依据同时, 通过探讨这些性状表达得是否稳定, 为水稻 DUS 测试结果判定提供参考关键词 : 水稻 ;DUS 测试 ; 性状表达 ; 不同氮肥 ; 差异性分析中图分类号 :S 文献标志码 :A 文章编号 : (2016) 植株新品种特异性 (distinctnes) 一致性 (uniformity) 和水稻 DUS 测试是通过评价品种的特异性一致性和稳定稳定性 (stability) 测试 ( 以下简称 DUS 测试 ) 植物新品种性, 为水稻新品种授权提供科学依据, 在水稻 DUS 测试中, 性保护的技术审查, 是保证植物新品种授权客观公正和准确的状表达的准确与否直接影响其品种三性的科学判定性基础如何使植物新品种 DUS 测试性状在种植管理过程中状是 DUS 测试审查的基础 [5], 性状的观测结果是水稻 DUS 得到完整准确地表达, 是进行 DUS 判定和品种真实性评价测试的重要组成部分, 是水稻品种权审查品种真实性评价的重要科技基础 [1-3] 水稻(Oryzasativa) 是我国主要的粮食维权打假的重要依据但是, 性状的表达受栽培管理因素影作物之一, 也是我国目前植物新品种权申请量最大的作物之响较大, 特别是栽培管理措施中的施肥量不同会直接影响到一, 全国水稻种植面积约占粮食作物面积的 30%, 产量接近其品种的田间真实表达氮肥是影响水稻生长发育和产量最粮食总产量的一半 [4] 敏感的因素之一, 在我国水稻高产栽培中, 纯氮用量已达 200~350kg/hm 2, 远高于发达国家约 150kg/hm 2 的水平 [6] 收稿日期 : 前人对于玉米番茄等作物在不同栽培模式下对其数量性状基金项目 : 江苏省农业科技自主创新资金 [ 编号 :CX(14)2001] 表达的影响都进行了相关研究 [7-9], 并根据性状的表达差异作者简介 : 李华勇 (1977 ), 男, 江苏南京人, 助理研究员, 主要从事的不同, 提出了相应的对策与建议本试验选取 3 种不同类植物新品种 DUS 测试及指南研制工作 lhy@jaas.ac.cn 型的水稻品种, 在不同施氮量下, 研究水稻品种测试性状表达櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄率降低成本 [7-8] 本研究采用农业部公布的 NY/T1432 品种审定区域试验, 以维护区试工作中的公正公平, 维护育 2014 玉米品种鉴定技术规程 SSR 标记法中的前 20 对引种单位以及广大种子生产者的利益物, 这 20 个 SSR 位点的带型清晰稳定性较好, 平均分布在玉米的 10 条染色体上, 其中有 9 对引物在至少 3 个糯玉米品种中检测出差异位点, 说明这 9 对引物在糯玉米品种中多态参考文献 : [1] 李俊芳, 张雪原, 孙世贤, 等. 国家玉米主产区预试品种的 SSR 分性较好, 在今后糯玉米品种鉴定中可优先采用, 以减少工作析 Ⅰ. 预试品种的真实性和一致性评价 [J]. 玉米科学,2006, 量降低成本由于剩余遗传效应作用, 品种内变异普遍存在, 品种内变异导致品种内不同个体之间重复带型不一致, 在品种真实性鉴定中会干扰判断 [3] 为避免糯玉米品种内产生遗传变异造成的误差, 本研究对每份糯玉米杂交种均采用 5 个单株重复结果表明,20 对引物只有 3 对引物发生品种内变异, 且 5 个单株 14(6): [2] 王凤格, 赵久然, 易红梅, 等.DNA 指纹技术在玉米品种权保护中的应用 [J]. 玉米科学,2009,17(6): [3] 彭锁堂, 庄杰云, 颜启传, 等. 我国主要杂交水稻组合及其亲本 SSR 标记和纯度鉴定 [J]. 中国水稻科学,2003,17(1):1-5. [4] 程本义, 施勇峰, 沈伟峰, 等. 水稻品种 DNA 指纹检测技术体系及其应用 [J]. 杂交水稻,2008,23(1): 检测重复中只发现 1 个不一致情况, 属于可控范围内针对品 [5] 华蕾, 袁筱萍, 余汉勇, 等. 我国水稻主栽品种 SSR 多样性的比种内重复性差的样品, 则需要扩大检测样品的重复次数较分析 [J]. 中国水稻科学,2007,21(2): 品种真实性鉴定作为种子生产和种子检验的重要环节, [6] 李新海, 傅骏骅, 张世煌, 等. 利用 SSR 标记研究玉米自交系的遗应得到种子管理部门的高度重视 SSR 标记因其多态性高传变异 [J]. 中国农业科学,2000,33(2):1-9. 重复性强的特点已被农业部确定为品种真实性鉴定的有效方 [7] 赵静, 张仁和, 张兴华, 等. 利用 SSR 技术构建陕西省主要玉米法 SSR 分子标记技术在种子管理工作中应充分发挥作用, 一方面应用于市场糯玉米种子质量监督抽查, 以阻止套牌侵权品种上市流通, 保障农民合法权益 ; 另一方面应用于糯玉米自交系的指纹图谱 [J]. 玉米科学,2008,16(2): [8] 赵久然, 王凤格. 玉米品种 DNA 指纹鉴定技术研究与应用 [M]. 北京 : 中国农业科学技术出版社,2009.

2 107 的变化, 为水稻品种 DUS 测试的田间种植管理标准提供依据与参考 1 材料与方法 1.1 试验材料本试验共设 6 份参试品种, 所有供试材料全部由农业部植物新品种保护办公室统一提供, 见表 1 表 1 供试材料试验编号测试编号品种类型 FZ A 杂交种 FZ B 杂交种 FB A 不育系 FC C 常规种 FC B 常规种 FB B 不育系 1.2 试验设计试验于 2014 和 2015 年连续 2 个相同的生长周期在农业部植物新品种测试 ( 南京 ) 分中心溧水植物科学试验基地进行试验田块前茬作物为水稻, 冬季耕翻冬垡,5 月 4 日播种,6 月 5 日移栽定植大田, 单本扦插, 行距 20cm, 株距 20cm, 小区面积 5m 2 统一各试验小区基肥用量, 一次性施复合肥 750kg/hm 2 根据水稻生长时期中营养生长的需要, 对试验小区按处理方案 A B C D4 种标准实施尿素追施, 具体分别按 kg/hm 2 对供试材料种植小区进行处理, 尿素含氮量 (N) 为 46% 1.3 性状调查与数据处理按照植物新品种特异性一致性和稳定性测试指南水稻 [10] (2012 版 ) 中规定的测试性状进行田间数据观测与调查, 对于质量性状假质量性状, 采用小区群体观测并直接给予相应的代码与描述 ; 对于数量性状, 每个小区随机取 20 个正常生长的植株进行调查分析, 取其平均值, 根据分级标准, 再转化成相应的代码对度量数量性状田间数据通过完全随机设计, 用 LSD 多重比较法进行统计分析 2 结果与分析 2.1 不同施氮量, 质量性状 (QL) 的表达结果及一致性评价在 4 种氮肥处理方案下, 对本试验供试的水稻品种的倒二叶 : 叶片花青苷显色倒二叶 : 叶耳花青苷显色穗 : 芒茎秆 : 基部茎节包露和茎秆 : 节花青苷显色 5 个质量性状进行观测并给出代码结果通过数据比对,5 个质量性状在不同处理方案下, 其观测结果表现完全一致, 易于准确判定其性状代码值质量性状是不连续状态表达的性状, 每个性状的表达形式能用单一的状态来描述, 且一般不受环境影响 [11], 由此可见, 水稻 DUS 测试指南中的质量性状在 4 种不同的施氮量下, 其氮肥效应对其影响极不显著, 性状代码值保持一致且表达稳定, 满足水稻品种 DUS 测试特异性准确判定的基本要求 2.2 不同施氮量, 假质量性状 (PQ) 的表达结果与差异性分析假质量性状的性状表达范围至少部分是连续的, 但其变异范围是多维的 [11] 田间试验中的 A B C D 处理方案, 对所有供试水稻品种中的 16 个假质量性状逐一进行了详细观测与调查, 发现基部叶 : 叶鞘颜色倒二叶 : 叶舌形状穗 : 芒颜色 ( 初期 ) 等 12 个假质量性状的观测表达结果完全一致, 不同施氮标准对其影响极小, 性状表达观测代码值基本保持一致稳定 ; 而性状穗 : 芒分布穗 : 姿态穗 : 抽出度的 4 个假质量性状表达结果在不同氮肥处理方案下, 田间表达结果存在不一致, 表现出较小的差异, 其表达结果见表 2 由表 2 可以发现, 在 4 种不同氮量下, 性状穗 : 芒分布穗 : 芒颜色 ( 后期 ) 穗 : 姿态穗 : 抽出度大部分观测结果出现了 1 个代码间的差异, 特别是在性状穗 : 姿态和穗 ; 抽出度上尤为典型突出, 其主要原因跟氮肥的施用量有一定的关系, 但没有固定的规律可循表 2 同时也表明, 常规品种 FC01 CO 2 所施氮肥用量不同, 影响相对较小, 杂交品种 FZ01 FZ02 和不育系品种 FB01 FB02 同一性状间的差异变化分布较广, 受影响度较大品种自身的遗传特性, 性状的表现对氮肥的敏感性, 决定了该品种对氮肥的效应反应强弱有所不同 ; 通过相关的分析, 不同氮肥用量下, 虽然这 4 个假质量性状的表达有差异, 但都涵盖于假质量性状规定的允许值范围内, 不影响测试的质量 ; 水稻品种 DUS 测试的田间种植管理时, 应引起高度重视, 做到标准统一试验编号表 2 不同施氮量下假质量性状表达差异结果假质量性状观测结果穗 : 芒分布穗 : 芒颜色 ( 后期 ) 穗 : 姿态穗 : 抽出度 A B C D A B C D A B C D A B C D FZ FZ FC FC FB FB 注 : 代表在不同氮肥用量下, 该品种表达结果间存在显著差异 2.3 不同施氮量, 群体目测的数量性状 (QN) 表达结果与差异性分析数量性状是从一个极端到另一极端之间的整个变异范围的性状, 表达可以在一维的连续或不连续的线性的尺度上记录 [11] 群体目测是通过感官观测并结合试验对性状的群体表达进行判定 [12], 可见品种能否准确反映性状的表达状态对目测性状客观和准确的判定显得尤为重要通过不同氮肥的处理方案, 对指南中规定的群体目测数量性状进行了田间

3 108 数据观测与客观比对, 发现植株 : 生长习性倒二叶 : 叶片绿色程度倒二叶 : 姿态倒二叶 : 叶片茸毛密度倒二叶 : 叶舌长度穗 : 二次枝梗类型穗 : 分枝姿态小穗 : 外颖颖尖花青苷显色强度 8 个数量性状表达结果存在差异变化, 特别是性状倒二叶 : 叶片茸毛密度倒二叶 : 叶舌长度穗 : 分枝姿态小穗 : 外颖颖尖花青苷显色强度差异表达明显, 在不同试验中, 表达结果相差 2 个代码 ( 表 3) 同试验性状表 3 不同氮量下群体目测数量性状观测差异结果处理方案中, 杂交品种和不育系品种的差异表现要明显高于常规种品种, 通过分析, 在不同施氮量下, 表现出极显著差异, 影响水稻品种 DUS 测试因外界因素的准确判定结果 2.4 不同氮肥处理方案, 度量数量性状的表达结果与差异性分析不同氮量下, 对供试的水稻品种的所有度量性状进行了数据处理和方差的分析, 结果见表 4 数量性状观测结果 FZ01 FZ02 FC01 FC02 FB01 FB02 倒二叶 : 叶片茸毛密度 A B C D 倒二叶 : 叶舌长度 A B C D 穗 : 分枝姿态 A C 小穗 : 外颖颖尖花青苷显色强度 A 注 : 代表在不同氮肥用量下, 该品种表达结果间差异极显著 B 表 4 4 种氮肥处理方案水稻数量性状表达结果的方差分析试验编号性状处理方案均值标准差 F 值 P 值 5% 显著水平 1% 显著水平 FC02 植株 : 单株穗数 ( 个 ) A a A B a A C a A D b B FB01 植株 : 单株穗数 ( 个 ) A b AB B b B C a A D ab AB FB02 植株 : 单株穗数 ( 个 ) A a A B a A C a A D b B FC01 茎秆 : 长度 (cm) A a AB B a A C a A D b B FZ01 茎秆 : 长度 (cm) A b A B a A C ab A D b B FC01 剑叶 : 叶片长度 (cm) A b B B a A C ab AB D ab AB FC02 剑叶 : 叶片长度 (cm) A b B B a AB C a A D ab AB FZ01 剑叶 : 叶片长度 (cm) A b B B a A C b B D ab AB

4 109 续表 4 试验编号性状处理方案均值标准差 F 值 P 值 5% 显著水平 1% 显著水平 FZ02 剑叶 : 叶片长度 (cm) A b B B a A C a A D a A FB01 剑叶 : 叶片长度 (cm) A b B B a A C b B D b B FB02 剑叶 : 叶片长度 (cm) A b B B a AB C a A D ab AB FC01 剑叶 : 叶片宽度 (cm) A ab A B a A C b A D ab A FC02 剑叶 : 叶片宽度 (cm) A bc AB B a A C ab AB D c B FZ01 剑叶 : 叶片宽度 (cm) A c B B a A C ab A D b AB FZ02 剑叶 : 叶片宽度 (cm) A c C B b AB C a A D b BC FB01 剑叶 : 叶片宽度 (cm) A b B B a A C b B D b B FC01 穗 : 每穗粒数 ( 粒 ) A b B B b AB C b B D a A FZ02 穗 : 每穗粒数 ( 粒 ) A ab AB B b B C ab AB D a A FB01 穗 : 每穗粒数 ( 粒 ) A a A B a A C b B D a A FC02 穗 : 结实率 (%) A a A B a AB C a AB D b B 注 : 只列举了 1% 显著水平下, 不同类型水稻品种数量性状表达结果的方差分析本试验中对 7 个量测性状的数量性状的观测值进行了方差分析, 试验结果 ( 表 4) 表明 : 不同施肥方案下, 数量性状受影响较大, 数值的统计分析表现出极显著差异, 在不同施氮下,6 个性状都表现出了极显著差异,6 份品种在性状剑叶 : 叶片长度剑叶 : 叶片宽度上表达差异最为明显,3 份品种 (FC02 FB01 FB02) 在性状植株 : 单株穗数和 3 份品种 (FC01 FZ02 FB01) 在性状穗 : 每穗粒数上都表现出极显著差异,2 份品种 (FC01 FZ01) 在性状茎秆 : 长度上表现出极显著差异, 性状穗 : 结实率表现范围最小, 只在品种 FC02 上表现出了极显著差异

5 不同氮量下, 不同类型水稻品种数量性状 (QN) 表达差异性分析比较结合试验数据, 按不同水稻品种类型对参试的水稻品种的 11 个量测数量性状进行了分析比较, 表 5 结果表明, 不育系品种在性状茎秆 : 长度剑叶 : 叶片宽度谷粒 : 长度和谷粒 : 宽度这 4 个性状的变异系数明显高于杂交品种和常规品种, 变异系数趋于 1.23~2.43 倍 ; 常规品种和杂交品种除在性状谷粒 : 宽度上的变异系数差异较大外 (1 59 倍 ), 其余性状的变异系数差异极小表 5 不同品种类型水稻主要数量性状的差异性分析比较杂交种常规种不育系性状均值标准差变异系数 CV(%) 均值标准差变异系数 CV(%) 均值标准差变异系数 CV(%) 植株 : 单株穗数 ( 个 ) 茎秆 : 直径 (cm) 茎秆 : 长度 (cm) 剑叶 : 叶片长度 (cm) 剑叶 : 叶片宽度 (cm) 穗 : 每穗粒数 ( 个 ) 穗 : 结实率 (%) 千粒质量 (g) 谷粒 : 长度 (mm) 谷粒 : 宽度 (mm) 糙米 : 长度 (mm) 结论通过在 4 种不同施氮量下, 对参试的 3 种品种类型的供试水稻品种进行了 2 个相同周期的田间试验, 通过详细的数据调查和客观的田间观测, 得出如下结论 : 3.1 质量性状受施氮量影响极小不同处理方案下, 所有性状的观测结果表达完全一致, 满足水稻品种 DUS 测试特异性准确判定的基本要求 3.2 假质量性状在 4 种不同氮肥用量下部分性状的表达虽然有差异, 但都处于假质量性状规定的允许值范围内, 不影响测试的最终判定结果 3.3 不同施氮方案对大数量性状的表达结果影响较大性状间的表达差异达到显著水平, 部分差异达到极显著水平 ; 杂交品种和不育系品种在数量性状的表达差异上要比常规品种的差异变化大因此, 在种植管理时, 尽量统一田间管理标准, 合理施氮外, 在对水稻品种 DUS 测试特异性判时, 采用数量性状作为判断品种特异性时需多斟酌慎重 4 讨论 UPOV 对测试性状选择的基本要求是 : 在品种间表现出足够的差异, 能够用于判定特异性, 且性状表达相对稳定 [8] 通过不同施氮量对水稻品种 DUS 测试性状的研究, 表明氮肥是影响水稻品种 DUS 测试性状的重要因素, 在该试验中氮肥施用量增大的范围内, 性状植株 : 单株穗数穗 : 每穗粒数等都发生了相应的变化, 氮量增加或减少, 性状的表达结果却出现减小或增大, 变化的规律并不稳定, 这可能跟试验施氮量的尺度标准有一定的关系, 还需在以后的试验中进一步加以验证试验结果显示不同品种在对氮肥的反应强弱也是各不相同的, 性状类型的不同在氮肥施用量下的表达差异系数也是不同等的, 为不同品种类型的水稻品种的合理种植管理测试带来一定的困难因此, 对于水稻 DUS 测试数量性状在不同施氮量下的测试结果的校正有待于进一步的试验统一和规范另外, 不同的施氮条件下往往导致品种性状表现出极显著差异结果也显示, 不同施肥量下, 不育系品种在植株 : 单株穗数茎秆 : 长度和谷粒 : 宽度综合变异系数较大, 明显高于常规品种和杂交品种, 如何有效的在田间种植设计上加以衡量, 缩小其表达差异, 还需通过在日常的水稻品种 DUS 测试中加以完善参考文献 : [1]GB/T 植物新品种特异性一致性和稳定性测试指南总则 [S]. 北京 : 中国标准出版社,2014. [2]TGP/11 ExaminingDistinctnes[R]. 国际植物新品种保护联盟 (UPOV) 文件,2007. [3]TGP/10 ExaminingUniformity[R]. 国际植物新品种保护联盟 (UPOV) 文件,2007. [4] 侯佳明, 王威周海涛, 等. 水稻 DUS 测试中主要数量性状分布规律的研究 [J]. 吉林农业科学,2012,37(4):7-9. [5]TG/1/3 植物新品种特异性一致性和稳定性审查及性状统一描述总则 [R]. 国际植物新品种保护联盟 (UPOV) 文件,2002. [6] 汪寿根, 陈润兴. 不同氮肥用量对中嘉早 17 水稻产量的影响 [J]. 现代农业科技,2011(5): [7] 李祥羽. 玉米新品种 DUS 测试中数量性状的适宜样本容量研究 [J]. 中国农学通报,2009,25(8): [8] 管俊娇, 张惠, 王宝书, 等. 栽培措施对玉米 DUS 测试数量性状表达的影响 [J]. 西南农业学报,2012,25(5): [9] 黄志城, 顾晓君, 陈海荣, 等. 栽培环境对番茄部分数量性状 DUS 测试结果的影响 [J]. 中国农学通报,2012,28(28): [10] 国家质量监督检验检疫总局.GB/ 植物新品种特异性一致性和稳定性测试指南水稻 [S]. 北京 : 中国标准出版社,2004. [11]Generalintroductiontotheexaminationofdistinetnes,uniformity andstabilityandthedevelopmentofharmonizeddescriptionsofnew varietiesofplalnts[s].upov,2002 [12] 徐振江, 刘洪, 饶得花, 等. 水稻新品种 DUS 测试目测性状标准品种的优化筛选 [J]. 中国农学通报,2012,28(30):

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