紅花DUS 測試標準品種在新疆生態區的性狀表達分析

趙連佳 王 威 顏國榮 劉 寧 王 帆 阿布都克尤木·阿布都熱孜克 鄧超宏 李春艷 韓繼委

（1 新疆維吾爾自治區農業科學院農作物品種資源研究所，烏魯木齊 830000；2 農業農村部植物新品種測試（烏魯木齊）分中心，烏魯木齊 830000；3 新疆伊犁察布查爾縣農業農村局，察布查爾 835300；4 新疆維吾爾自治區海南良種繁育基地，烏魯木齊 830000）

我國《植物新品種保護條例》規定授權品種必須具有特異性、一致性和穩定性，即符合DUS 測定要求，在一定程度上保護了育種家或育種單位的合法權益，極大地調動了科研工作者的育種熱情[1]。DUS 測定作為品種管理的基礎，在新品種授權的公正性、品種假冒侵權案件判定等方面發揮著重要的作用[2]。因此，不斷完善DUS 測定技術體系對新品種保護及健康持續發展具有重要的意義。

DUS 測試是由品種管理機關委托測定機構按照測試指南對申請測試品種及標準品種若干植物學性狀進行調查和測定，最終對測試品種進行綜合評價的過程[2]。標準品種是判定新品種植物學相關性狀表達狀態的參照品種，利于客觀和準確地評價和描述參試品種，起到校正和示例的作用[3]。前人對標準品種植物學性狀的穩定性及形態多樣性方面進行了分析，利用符合系數法對DUS 測試指南中的標準品種的表現進行了分析及優化。例如，吳燕等[4]對芝麻DUS 測定標準品種的表現進行了分析，并對表現出較大差異性狀相對應的標準品種進行了進一步優化。陳海榮等[5]基于DUS 測試性狀的玉米標準品種形態多樣性分析，建議將標準品種的數量從53 份調減為31 份。任麗等[3]基于DUS 測試性狀的水稻標準品種在上海地區的性狀表達進行差異性分析，認為大部分品種可作為標準品種應用于上海地區的水稻DUS 測試，張建華等[6]和王永行等[7]對玉米也進行了相似研究。唐浩等[8]建議把穩定性低的性狀刪除，較為重要但穩定性較低的性狀需用標準品種進行校正。在特定生態區下標準品種性狀表達的準確性影響其他參試品種特異性、一致性和穩定性的判斷。由于紅花經濟價值較高且適應性強，在新疆廣泛種植，產量占全國的80%[9]，鮮見紅花DUS 測試標準品種在新疆生態區的性狀表達差異性分析。為此，本研究利用符合系數法對紅花DUS 測試標準品種在新疆生態區的表現進行了分析及優化，以期為完善紅花DUS 測試指南及標準品種性狀的判定提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料32 份紅花試驗材料來自新疆維吾爾自治區農業科學院農作物品種資源研究所，詳見表1。

表1 參試材料

1.2 試驗田概況試驗區土壤為灰漠土，每kg 土壤有機質含量17.5g、全氮0.98mg、全磷0.96mg、速效氮92.67mg、速效磷16.5mg、速效鉀248.6mg。該區海拔高度590m，年平均氣溫8℃，年日照時數2733.6h，無霜期156d，年降水量322mm，年蒸發量1914mm。

1.3 試驗設計試驗于2020 年在農業農村部植物新品種測試（烏魯木齊）分中心專用試驗田進行。試驗采用完全隨機區組設計。4 月5 日基施磷酸二銨和尿素（含46%）各225kg/hm2，4 月6 日播種，行距45cm，株距15cm，小區長5m、寬3m，面積15m2。生育期共灌水2500m3/hm2，保證紅花的正常生長。其他參照當地大田管理。

1.4 性狀調查及計算各小區隨機挑選大小一致連續的20 株，按《植物新品種特異性、一致性和穩定性測試指南 紅花》（以下簡稱測試指南），對42個性狀進行了調查，并根據標準品種的調查結果與測試指南進行差異性分析，計算標準品種及其性狀的符合系數。某品種（性狀）的符合系數計算公式如下。

式中A 是某個標準品種或性狀的符合系數；ɑ為某個新標準品種或性狀在測試指南中的代碼；b為某個標準品種或性狀實測的代碼；X 為其指南代碼的平均值。

采用Excel 2016 進行數據的基本整理。利用SPSS 分析軟件對12 個性狀進行相關分析。

2 結果與分析

2.1 紅花DUS 測試標準品種的符合系數由表2可知，測試指南與實測代碼符合系數有差異的品種僅有PI613368 和PI613397 兩個品種，其他品種的符合系數均為1，田間表現與測試指南表現完全一致。PI613368 和PI613397 兩個實測代碼與測試指南有差異，但差異均小于0.05，可繼續當作標準品種進行DUS 測試。

表2 紅花DUS 測試標準品種的符合系數

2.2 紅花DUS 測試性狀符合系數由表3 可知，標準品種42 個性狀的符合系數存在差異，其中25個性狀的符合系數為1，其他17 個性狀的符合系數在0.960～0.998 之間，但所有性狀符合系數均大于0.95，這表明紅花標準品種測定性狀在新疆生態區的表現與測試指南中給定的代碼差異是非常小的。進一步分析可知，標準品種性狀符合系數小于1 的主要是數量性狀（指表達狀態覆蓋了從一個極端到另一個極端之間的整個變異范圍的性狀），即：第1 葉葉片寬度、第1 葉葉片長寬比、種子千粒重、第6 葉葉片長寬比等，除了花瓣顏色和第6 葉葉片形狀外，均表現為數量性狀符合系數小于質量性狀符合系數。間接說明數量性狀容易受環境影響，在標準品種數量性狀的選擇上要反復地篩選和驗證。

表3 紅花DUS 測試性狀的符合系數

2.3 數量性狀相關分析由表4 可知，V1 與其他數量性狀之間有顯著或極顯著相關關系（V25 除外）；除了V5 和V25，V2 與其他數量性狀之間具有顯著相關性；除V4、V25、V37 外，V3 與其他數量性狀之間有顯著相關性；除了V3 外，V4 與其他數量性狀間相關性達顯著水平；V5 與V2、V8、V11、V13、V25、V37 間相關性不顯著；除V5 外，V8、V11、V13 與其他數量性狀之間有顯著性相關關系，且相關系數最高可達0.977；除V1、V2、V3、V5、V37 外，V25 與其他數量性狀之間有顯著性相關關系；V26、V27 與其他數量性狀之間有顯著性相關關系。這說明，V8、V11、V13、V26、V27 性狀之間相關性較高，其在DUS 測定中表達狀態是重復的，在標準品種性狀選擇時可考慮剔除一些性狀。

表4 部分數量性狀間的相關分析

3 討論與結論

在DUS 測試過程中參考標準品種可以降低人為主觀誤差，提高測試報告的可信度和準確性[10]。在不同生態區域環境條件下，甚至相同生態區不同年際間，標準品種的某些測定性狀也會表現出差異，尤其是數量性狀[11]，所以有必要對DUS 測試指南中的測定性狀進行差異性分析。符合系數首先運用于遺傳育種上，已被引入到玉米[6]、小麥[12]、水稻[3]、芝麻[4]等作物DUS 測試中，符合系數越高，則說明標準品種實測性狀代碼與測試指南的代碼相差越小，反之，則說明該標準品種的測定性狀受環境影響較大[4]。本試驗結果表明，除PI613368 和PI613397品種外，其他品種的符合系數均為1，田間表現與測試指南的代碼完全相符，但PI613368 和PI613397品種符合系數變異均小于0.05，還可以繼續當作標準品種。

根據性狀表達方式，將性狀分為質量性狀、假質量性狀和數量性狀，其中，質量性狀較為穩定，容易判定，而數量性狀表型值易受環境影響，性狀符合系數基本小于1[8]，給判定帶來困難。任麗等[3]研究認為水稻DUS 測試中符合系數小于1 的12 個性狀中有10 個為數量性狀。王永行等[7]在研究玉米標準品種DUS 測試的性狀表達差異性分析中也認為數量性狀符合系數大于質量性狀符合系數，與本研究結果結果類似。標準品種性狀符合系數小于1 的17 個性狀中有15 個性狀為數量性狀，2 個性狀為假質量性狀（花瓣顏色和第6 葉葉片形狀），表現為數量性狀符合系數小于質量性狀符合系數。花瓣顏色存在漸變的過程，開花時間較短且集中，錯過時間點就無法準確判斷表型值，也有可能植株花瓣顏色性狀發生分離或變異，這可能是本研究中花瓣顏色和第6 葉葉片形狀變異系數小于1 的原因[11，13]。因此，對于保持時長較短的性狀，可采集圖像進行照片比對，提高判斷準確性并減少主觀誤差[10]。

部分數量性狀相關性分析結果表明，頭狀花序直徑，頭狀花序中部苞片長度、頭狀花序中部苞片長寬比、第6 葉葉片寬度、第6 葉葉片長寬比性狀間具有較高的相關性，其在DUS 測定中表達狀態是重復的[5]。在標準品種性狀選擇上可考慮調減性狀以減少工作量。因此，在DUS 測試性狀選擇時，應注意對質量性狀的選擇和對數量性狀的優化。