華南稻區近20 年水稻品種審定與保護現狀分析

陳玉沖 溫國泉 蔣顯斌

（1 廣西農業科學院，南寧 530007；2 廣西農業科學院農業科技信息研究所，南寧 530007；3 廣西農業科學院水稻研究所／廣西水稻遺傳育種重點實驗室，南寧 530007）

中國是水稻科技強國和稻米消費大國，也是世界稻作起源地之一。中國科學院韓斌團隊通過計算各樣區栽培稻和野生稻種群之間基因組馴化相關多個位點的遺傳距離，發現中國南方珠江流域的廣西可能是栽培稻起源地[1]，該研究成果已于2012 年10 月發表在《Nature》雜志上。品種創新能力是國家農業核心競爭力的重要體現。品種和品種權信息具有很好的產業研究價值。對水稻品種信息進行整理和分析，有助于我國的種業研發機構開展水稻育種和品種布局，也是我國規劃和實施種業強國戰略的信息基礎。程式華[2]將全國稻區重新按整建制劃分為華南稻區、長江上游稻區、長江中游稻區、長江下游稻區、東北稻區、華北西北稻區等六大區。華南稻區主要包括廣東、廣西、福建、海南4 個省（區），跨熱帶和亞熱帶氣候區，已培育出一批具有自主知識產權和重大應用前景的突破性水稻品種[3]。謝華安[4]指出華南型超級稻品種已大面積推廣應用，并對今后華南稻區的超級稻研究提出“豐產、抗病、優質、廣適”的綜合提高研究策略。劉傳光等[5]對近50 年來華南常規秈稻主栽品種的農藝性狀進行主成分分析，結果顯示生物產量因子對產量的貢獻最大。羅飛苑等[6]的分析結果表明廣東省的水稻育種力量主要集中在科研單位。對2004-2014 年廣西通過審定的感光雜交稻品種進行分析，結果表明這些品種的產量水平沒有提高，但稻米品質總體表現出上升趨勢[7]；稻瘟病抗性提高，白葉枯病抗性改善不明顯[8]。鄧國富等[9]分析了廣西改革開放30 年來水稻育種取得的雜交水稻優質化育種和超級稻育種等主要成就和存在問題，提出了“十二五”廣西水稻育種的研究重點。粟學俊等[10]分析了廣西水稻品種審定存在問題，提出感溫品種的種植區域應為建議性的而非限制性等建議。黃達彪等[11]分析了2001-2010 年福建省審定水稻品種，結果表明三系法雜交稻組合占87.5%，二系法雜交稻組合占8.6%，常規稻品種占3.9%，三系法是當前福建省水稻育種主要方法。福建省從傳統育種逐步轉變為商業育種，由過去的注重數量向數量、質量和效益三者并重[12]。當前海南水稻種業市場具有品種繁多、種子庫存量大、需求銳減等特點，指出海南水稻育種的發展方向是優質稻和超級稻[13]。鄒婉儂等[14]分析了我國水稻知識產權保護現狀，結果表明中國的雜交水稻研究具有世界領先技術優勢。倪建平等[15]對1999-2011 年我國水稻品種權進行了統計和分析，結果表明水稻品種權的申請量和授權量都快速增長，但尚存在品種權審查速度較慢等問題。陳紅等[16]分析了水稻新品種保護和品種推廣的數據，指出我國水稻育種目前存在企業參與育種創新動力不足等問題。盡管華南稻區的水稻育種取得一系列重大成果，也有研究對華南稻區育種實踐進行了多方面的總結，但對近年來的品種審定和品種權信息進行系統分析的研究并不多見。品種權保護工作對水稻種業具有較強的現實意義，是保持和發展我國農業科技創新活力的有力保障。加大培育我國水稻育種自主創新能力，爭取以絕對優勢取得與掌握當前和未來水稻種業市場的品種權，從而“把飯碗掌握在中國人自己手上”。本研究針對華南稻區廣東、廣西、福建、海南4 個省（區）自育水稻品種審定情況和獲得植物新品種保護授權情況進行統計分析，研究結果可為育種科研提供數據支持。

1 材料與方法

1.1 數據來源通過審定的水稻品種信息主要來源于國家水稻數據中心的中國水稻品種及其系譜數據 庫（http：//www.ricedata.cn/variety/index.htm），并根據各地種子管理局（總站、站）、種子協會官網發布的品種審定信息做了部分補充，統計分析了第一育種單位所在地為廣東、廣西、福建、海南4 省（區）于1999-2018 年通過國家審定和廣東、廣西、福建、海南品種審定的水稻品種。獲得植物新品種保護授權的水稻品種信息主要來源于農業農村部科技發展中心官網的農業植物新品種權數據庫（http：//www.nybkjfzzx.cn/p_pzbh/pzbh.aspx），刪除了重復項和一些錯誤項，并依據國家水稻數據中心的記錄做了部分補充，統計分析了數據庫內品種權人所在省份為廣東、廣西、福建、海南4 省（區），于1999-2018 年申請并獲得品種權授權的水稻品種。以上數據更新至2019 年4 月初。

1.2 統計方法水稻品種的時空分布中的百分比數據指1999-2018 年各年份華南稻區以及廣東、廣西、福建、海南四省（區）通過品種審定或獲得植物新品種保護授權的水稻品次數占各年份全國水稻品次數的比例。水稻品種類型分布中，百分比數據均指1999-2018 年各年份不同類型水稻品次數占當年華南稻區通過審定或獲得授權的品次總數的比例。其中，按農業農村部科技發展中心官網的農業植物新品種權數據庫，獲得授權水稻品種中的常規稻部分包括了一般意義上的常規稻，也包括了恢復系和保持系等雜交稻親本。如無特別說明，品種審定數據統計的為品次數，對于一個品種多省審定的情況不作區分。

2 結果與分析

2.1 水稻品種的時空分布在時間分布上，華南稻區1999-2018 年通過審定水稻品次數占當年全國品次數的百分比總體平穩，部分年度差異比較大，平均值為23.3%，最大值32.1%發生在2001 年，最小值7%發生在2002 年；在空間分布上，廣東、廣西、福建、海南的平均數分別為10%、6.4%、5%和1.8%（圖1）。

華南稻區1999-2018 年獲得植物新品種保護授權的水稻品次數占全國的百分比，在時間分布上，前幾年持續上升后趨于相對平穩，平均值為14.3%，最大值25.7%發生在2005 年，最小值0 發生在1999年和2018 年；在空間分布上，廣東、廣西、福建、海南的平均數分別為4.6%、3.9%、5.0%和0.8%（圖2）。

2.2 水稻品種的類型分布通過審定水稻品種按不同類型分類的比例如下：常規稻，平均值為19.1%，最大值37.8%發生在1999 年，最小值11.9%發生在2007 年；雜交稻，平均值為77.7%，最大值83.3%發生在2002 年，最小值62.2%發生在1999 年（圖3）；不育系，平均值為4.1%，最大值15.6%發生在2007 年，最小值0 發生在1999-2004 年（即從2005 年華南稻區開始有水稻不育系參加并通過品種審定），中位數為4.3%，眾數0 發生在1999-2004 年。

獲得授權水稻品種按不同類型分類的比例如下：常規稻（含恢復系、保持系等雜交稻親本），平均值為45.6%，最大值100%發生在2000 年，最小值0發生在1999 年和2018 年（1999 年華南稻區尚無水稻品種申請植物新品種保護，2018 年華南稻區申請植物新品種保護的水稻品種數據統計時尚未獲得授權）；雜交稻，平均值為18.9%，最大值37.0%發生在2007 年，最小值0 發生在1999 年、2000 年和2018年（圖4）；不育系，平均值為25.0%，最大值60.0%發生在2001年，最小值0發生在1999年、2000年和2018年，中位數為24.3%。

通過審定雜交水稻品種按不同類型分類的比例如下：三系雜交稻，平均值為64.8%，最大值77.8%發生在2002 年，最小值56.8%發生在1999年；兩系雜交稻，平均值為12.9%，最大值21.4%發生在2017 年，最小值5.4%發生在1999 年（圖5）。在1999 年、2002 年、2003 年、2005 年，華南稻區通過審定的三系雜交稻品種數量超過兩系雜交稻的10 倍，之后這個倍數逐步降低，近5 年降至3 倍左右，20 年平均值為6.2 倍（圖5）。

獲得授權雜交水稻品種按不同類型分類的比例如下：三系雜交稻，平均值為15.9%，最大值31.6%發生在2003 年，最小值0 發生在1999 年、2000 年和2018 年；兩系雜交稻，平均值為3.0%，最大值9.7%發生在2008 年，最小值0 發生在1999年、2000 年、2001 年、2003 年、2004 年、2005 年、2012 年、2013 年、2015 年、2018 年（圖6）。在華南稻區有雜交稻申請并于之后獲得品種權保護的17 個年份中，有7 個年份只有三系雜交稻而無兩系雜交稻（圖6）。

通過審定水稻不育系按不同類型分類的比例如下：三系不育系，平均值為2.6%，最大值11%發生在2007 年，最小值0 發生在1999-2004 年；兩系不育系，平均值為0.5%，最大值2.3%發生在2013 年，最小值0 發生在1999-2004 年、2008年、2009 年、2011 年、2012 年、2014 年、2017年（圖7）。在華南稻區，2005-2018 年有水稻不育系通過審定，在這14 年中有6 個年份只有三系不育系而無兩系不育系；在另外8 個年份，三系不育系通過審定的數量是兩系不育系的4.1 倍（圖7）。

獲得授權水稻不育系按不同類型分類的比例如下：三系不育系，平均值為18.5%，最大值42.3%發生在2010 年，最小值0 發生在1999 年、2000年和2018 年；兩系不育系，平均值為6.5%，最大值40%發生在2001 年，最小值0 發生在1999 年、2000 年、2008 年、2017 年、2018 年（圖8）。在華南稻區有水稻不育系申請并于之后獲得品種權保護的17 個年份中，有2 個年份只有三系不育系而無兩系不育系；另外15 個年份，三系不育系是兩系不育系的4.9 倍（圖8）。

2.3 水稻品種的第一選育單位情況通過審定水稻品種的第一選育單位按不同性質分類的比例如下：科研院所（含高校），平均值為69.2%，最大值100%發生在2002 年，最小值34.1%發生在2018 年；種業公司，平均值為29.1%，最大值65.9%發生在2018 年，最小值0 發生在2002 年；政府機構，平均值為0.7%，最大值5.4%發生在1999 年，最小值0 發生在2002 年、2004 年、2005 年、2008-2018 年；個人，平均值為1.0%，最大值5.8%發生在2007 年，最小值0 發生在1999-2005 年、2012 年、2016-2018 年（圖9）。

獲得植物新品種保護授權水稻品種的第一選育單位按不同性質分類的比例如下：科研院所（含高校），平均值為68.1%，最大值100%發生在2000年，最小值0 發生在1999 年和2018 年；種業公司，平均值為19.4%，最大值46.5%發生在2014 年，最小值0 發 生在1999 年、2000 年、2018 年；政府機構，在2003 年申請的1 個水稻品種權保護并于之后獲授權，占當年華南稻區授權水稻品種數的2.6%；個人，平均值為2.3%，最大值6.5%發生在2008 年，最小值0 發生在1999-2002 年、2005年、2016-2018 年（圖10）。華南稻區，在科研院所和種業公司均有品種申請并于之后獲得品種權保護的17 個年份（2001-2017 年），科研院所獲得授權水稻品種數量按年份比例平均是種業公司的5.1倍，最高年份（2003 年）科研院所是種業公司的17倍，2002-2004 年這3 年都超過了10 倍，近10 年種業公司的比例上升并于2014 年達到最高（與科研院所的授權品種數基本持平），近5 年科研院所與種業公司授權品種數的年度比值平均值是2.9 倍（圖10）。

3 討論

新中國的品種管理制度可簡單分為新中國成立后不久、2000 年《中華人民共和國種子法》（以下簡稱《種子法》頒布實施、2016 年《種子法》新修訂實施3 個階段[17]。新《種子法》的頒布實施，開通了品種審定綠色通道和聯合體試驗，更好地滿足了品種試驗需求[17]。本研究結果表明，2016 年后，種業公司作為華南稻區水稻審定品種的第一選育單位的份額大幅上升，超過了一半，2018 年占到了65.9%。

本研究結果表明，華南稻區的常規稻和雜交稻在審定品種中的比例自2000 年后已漸趨于穩定，近80%為雜交稻，近20%為常規稻，這一比例與呂鳳等[18]對全國品種審定數據基本一致。但綜合考慮全國范圍中粳稻的高常規稻比例和華南稻區為秈稻種植區等因素，說明華南稻區的常規稻比例可能略高于全國秈稻種植區平均值，也說明了雜交水稻在華南稻區審定品種中的主導地位。這一結論與石學彬等[19]對2005-2016 年國家審定水稻品種的分析結果基本一致，他們的研究結果顯示常規秈稻僅占通過審定秈稻品種的3.3%，也與林海等[20]的水稻品種類型比例研究結果較為一致，他們的研究結果顯示秈型常規稻占2012-2017 年全國審定秈稻品種的9.1%。在授權品種中，由于恢復系和保持系等雜交稻親本歸入常規稻而使數據變得較為復雜。

1995 年，袁隆平在湖南中稻現場會上宣布兩系法雜交水稻研究成功，1996 年兩系法雜交稻占雜交水稻種植面積的0.92%[21]。2001 年以后，兩系法雜交稻進入快速發展期[22]。2013 年，兩系法雜交稻占雜交水稻種植面積的33.59%，已成為雜交水稻的重要組成部分[21]。本研究結果顯示，華南稻區通過審定的三系雜交稻與兩系雜交稻的比值年度間動態雖呈降低走勢，近5 年降至3 左右，但這一比值仍然高于2012-2017 年全國水稻品種審定數據，全國數據中三系雜交秈稻是兩系雜交秈稻的1.7 倍[20]；也高于2005-2016 年國家審定品種審定數據，國審品種中三系雜交秈稻與兩系雜交秈稻的比值為1.9 倍[19]，國審兩系雜交稻品種數在2013 年和2015 年占國審雜交稻品種的54.3%和52.4%，已經超過了三系雜交稻品種數[23]。本研究結果說明，三系法是近20年華南稻區最重要的水稻育種途徑。這一結論與羅飛苑等[6]對廣東審定水稻品種的分析結果基本相符，他們的研究結果顯示2005-2009 年廣東通過審定的三系雜交稻品種占審定總數的49.03%，占審定雜交稻總數的78.29%，與黃達彪等[11]對2001-2010年福建水稻審定品種所得出的結論一致，也與唐清杰等[24]報道的進入21 世紀后海南水稻品種進入三系雜交稻為主、兩系雜交稻為輔的發展階段相符。本研究結果表明，在植物新品種保護工作上，華南稻區的科研院所獲得授權的水稻品種數量遠大于種業公司。這一結果與陳紅等[16]對全國水稻品種權申請主體進行分析后得出科研院所在我國水稻育種領域占主導地位的結論相符。

華南稻區在超級稻育種[4，25]、優質育種[9，26]、基因組育種[27]、抗病蟲育種[28]、野生稻育種利用[29-30]、航天育種[31]、香稻育種[32-33]、亞種間雜種優勢利用[34]等多個領域均獲得了一系列一流水平的創新性成果。華南稻區的光溫充足，但并不利于優質稻米的形成。華南稻區的育種家克服了重重困難，在水稻優質化育種上取得了突破。以廣西為例，廣西農業科學院水稻研究所在20 世紀90 年代開始雜交水稻優質化育種工作，育成秋優1025、美優998、百優838[28]、豐田優553、萬太優3158[35]等多個優質雜交稻品種，實現了華南雜交水稻優質化育種的重大突破[9]。

4 小結與展望

4.1 小結通過對華南稻區近20 年來的水稻品種審定和品種權信息進行統計分析發現，華南稻區培育出了一大批在生產上大面積推廣應用的水稻品種，這些品種的育成和應用為華南乃至全國的糧食安全提供了有力的科技支撐，是全國水稻品種創新的重要區域。近20 年的統計結果表明，雜交水稻在華南稻區審定品種中占主導地位，但常規稻也仍在水稻生產中繼續發揮著它的重要作用；兩系法雜交稻在全國快速發展，在華南稻區的比例也在增長，但三系法仍是華南稻區近20 年最重要的水稻育種途徑，兩系法是華南雜交水稻發展中的重要組成部分和未來發展方向。由于多年的技術和人才優勢累積，華南稻區的水稻育種力量仍然集中在科研院所，但也可以看到，在政策引導下，2016 年后種業公司作為華南稻區水稻審定品種選育單位的份額大幅上升。品種權是育種核心創新能力的重要體現。科研院所在華南稻區的水稻新品種保護工作中一直占主導地位，為水稻品種的原始創新和重大突破提供了主要源泉，引領著未來水稻科技發展的方向。

4.2 展望發掘水稻優異種質資源，促進育種創新廣大水稻育種工作者在主導品種的影響下，對優良親本持續改良利用，培育出綜合農藝性狀表現優秀的系列品種在生產上大面積應用，實現了大品種的常青化，但也不可避免地加重核心種質的同質化，水稻核心親本深度利用與品種同質化的矛盾日益突出。派生品種過多，無疑對我國育種自主科技創新能力提出了更嚴峻的挑戰。華南稻區擁有多樣性豐富的優異水稻種質資源，具有得天獨厚的育種優勢。但與我國其他稻區一樣，華南稻區同樣存在水稻優良種質資源的發掘和利用滯后、育種重大突破性進展緩慢、遺傳背景趨同化現象明顯等問題。隨著遺傳資源日益成為戰略性稀缺資源，在建立健全遺傳資源產權保護制度以及實質性派生品種制度的同時，加大水稻優良種質資源的發掘和利用力度，對促進水稻育種創新、推動我國農業科技發展具有重要意義。

利用水稻育種新技術，提高育種效率 我國的水稻功能基因組研究處于國際領先地位，如何將基因組研究成果快速轉化為育種創新優勢，培育出更多符合華南稻區市場需求的優良水稻品種，這是保持和提升華南水稻種業競爭力的重大問題，也是保障我國糧食安全、促進華南現代水稻產業健康發展的重大議題。近年來出現的基因組編輯技術為水稻的定向突變提供了有效的途徑。目前，水稻基因組編輯研究已經取得了很大突破，在無融合生殖、單倍體誘導、產量、米質、抗病、耐鹽堿、抗旱、耐冷、抗除草劑、鎘低積累等多個方面都有了重大進展。雖然我國的基因編輯監管政策尚不明確，但基因組編輯技術應用在水稻育種上已是大勢所趨。轉基因技術在育種中有著打破物種界限，利用優良基因和目的基因功能明確序列等獨有優勢。中國的轉基因水稻雖然沒有進入到產業化階段，但也在轉基因水稻研發和安全評價等方面取得了一系列標志性成果，在轉基因水稻育種領域具備了一流的國際競爭能力，為我國在全球轉基因作物種業的育種競爭儲備了強大的技術力量。隨著分子生物學的快速發展，SSR、SNP 等各種各樣的分子標記越來越多地應用在水稻育種中，成為了一種重要的育種工具。現在大規模、高通量的基因芯片也進入水稻育種領域。可以預見，分子標記輔助選擇、全基因組育種、分子設計育種將在水稻復雜性狀的選擇和疊加中發揮越來越大的作用。同時，隨著大數據和人工智能技術發展迅猛，目前已有研究將圖像處理和機器學習等技術應用于高通量植物表型鑒定，有理由相信智慧育種也將逐步成為現實，到時水稻育種效率將進一步提高。

順應水稻綠色生產需求，加快育種進程 隨著生產力的發展，綠色、優質、高產、高效成為新時期水稻育種的主要目標。2017 年，為適應農業供給側結構性改革、綠色發展和農業現代化新形勢對品種審定工作的要求，國家農作物品種審定委員會對《主要農作物品種審定標準（國家級）》進行了修訂，按照高產穩產、綠色優質和特殊類型三類，分別制定了相應的審定標準。2018 年我國各地審定的高產穩產和綠色優質品種大幅度增加，但目前我國糧食生產綠色技術儲備不足的問題仍然比較突出。適宜機插、直播、再生稻等輕簡化生產的品種儲備不足，具備養分高效利用等綠色性狀指標的品種缺乏。2019年“中央一號文件”也明確提出要調整優化農業結構，大力發展緊缺和綠色優質農產品生產，推進農業由增產導向轉向提質導向，深入推進優質糧食工程。華南稻區作為我國重要的水稻品種創新和種植區域，必須加大適宜機插、直播、再生稻等輕簡化生產的水稻品種以及具備養分高效利用等綠色性狀指標品種的研發力度，優化水稻品種結構，進一步提高華南稻區的稻米品質和產量，推進糧食生產的綠色、高效發展。