王建华
(中国农业大学农学院种子科学系)
农业生产中最大的威胁之一就是播下的种子没有生产潜力,不能使所栽培的品种获得丰收。同时种子质量的错误是无法挽回的,犯错的成本是难于估量的。因此,作为种子企业种子质量是企业的命脉。
1 种子质量的概念
种子质量是由不同特征特性组成的一个综合概念,它包括种子的内在质量——品种的种性和种子的外在质量,即播种品质。种子的内在质量包括品种的产量性状,抗病虫抗逆能力,早熟或者适宜的生育期以及优良的品质等。一般品种进行审定就是对这些性状进行考量,通过审定就意味着该品种具备优良的种性,有较高的内在质量。但是具备优良种性的品种在农业生产中推广发挥其增产增收的作用,还需要有高质量的可用于农业生产的播种材料——种子。同时要求种子的外在价值也要高。只有这样才可以保证农业生产使用的种子能够在田间出苗,成苗,生长发育正常,获得预期收益。
2种子质量控制内容与技术
何谓高质量的种子?一般我们认为进行种子生产繁殖的品种是真实的,品种的遗传纯度是符合国家标准或者其他种子生产系统要求的,同时种子的播种品质具备清洁干净,饱满充实,健壮整齐,无种传病害,干燥耐藏等特性就是高质量的种子。因此在种子质量控制体系中,最基本的两个种子质量控制措施是:一要有科学合理可保持品种真实性以及遗传纯度不变,品种经济寿命最大化的种子生产技术体系;二要对生产出的种子采用种子检验的措施,检测种子的遗传纯度、种子的千粒重、种子的发芽率、种子的活力、种子的生活力、种子水分含量以及种子的健康状况等指标,检查种子在销售给其终端用户农民时,是否具备优质播种材料——种子的特性。此外还可以在种子生产的其他环节如种子收获、干燥、加工、贮藏等过程中进行种子质量的控制。
目前国内国外都已经形成了一系列有关种子质量控制的规程、法规以及操作指南和生产工艺。同时还形成了许多国际组织,如与品种种f生和知识产权有关的国际植物新品种保护联盟(union for protection of new varieties 0f plant,uPOV),与种子质量检验有关的国际种子检验协会(International seed testing association,ISTA),与种子生产认证有关的经济合作与发展组织(Organsation for economic cooperation and development,OECD)和北美官方种子认证协(AOSCA)等。这些组织的宗旨和目标各不相同,植物新品种保护联盟是基于国际性统一的基础上,针对品种保护植物新品种育种者权力。经济合作与发展组织中的种子认证要求加入OECD认证成员的条件是只有在申请国国内进行3年种子认证实践,并取得满意结果的国家才可以申请加入。目前进行0ECD种子认证生产的国家有50个,大多在欧洲。0ECD的种子认证宗旨是建立和保持品种纯度的一系列标准。具体要求如下:(1)对进行种子生产的种植材料进行鉴定;(2)对种子田的种植历史进行记录和调查;(3)对毗邻制种田的最小隔离距离的限度;(4)一地块能连续作为认证种子生产田的年限;(5)种子田间检验的标准制定。OECD的种子认证特点是大田作物强迫性,产前产后均监控,只有注册品种,进入官方品种目录的品种才可以进行生产和认证。欧盟的官方品种目录制度开始于1972年,任何一个品种必须经过DUS1~3个生长周期的测试观察,VCU评估才可以获准在该目录注册登记。各个国家均设有专门机构从事种子的认证管理工作。与OECD种子认证目的相同的另一国际种子生产认证组织是北美官方种子认证协会(AOSCA),该协会的目标是:(1)建立有关新品种遗传纯度的最低标准和建立种子分级的基本标准;(2)使种子认证规程标准化;(3)鼓励所有的个人、单位、群体和组织通过合作来达到上述目标;(4)帮助其成员机构完成种子生产和释放。
国际种子检验协会(ISTA)在控制种子质量中的意义就在于:(1)保证种子质量,提高产品产量和质量;(2)防止病虫草害随同种子的传播蔓延;(3)保障种子的储运、加工安全;(4)保护种子使用者的合法利益,推进种子质量不断提高;(5)获取种子质量信息,利于种子质量宏观控制;(6)推行种子质量标准化和促进种子贸易。
ISTA是政府间种子检验协会组织,有67个成员国家和148个成员实验室及194个会员代表(可能数据有变化)。常设秘书处和17个专业技术委员会。包括扦样委员会(Sampling committee),净度委员会(Purity Committee),发芽委员会(Germination COmmittee),水分委员会(Moisture Committee),储藏委员会(Storage Committee),四唑测定委员会(Tetrazolium Committee),活力委员会(Vigour Committee),统计委员会(Statistics Committee),植物病害委员会(Plant Disease Committee),设备委员会(Equipment Committee),花卉种子委员会(Flower seed Committee),林木与灌木种子委员会(Forest Tree and shrub Seed Committee),术语分类委员会(Nomenclature Committee),仲裁委员会(Referee Committee),法规委员会(Rules Committee),编辑委员会(Editorial Committee)以及转基因(GM0)种子检测委员会。IsTA的职能就是制定修订出版和推行种子扦样与检验方法的标准程序,促进国际贸易流通中用这些标准程序评价种子质量;促进种子科学技术各领域的研究,定期举办学术交流和培训以及出版发行(ssT)及其他。
目前在ISTA的成员实验室,ISTA出版的技术规程与手册,如种子扦样手册,幼苗鉴定手册,品种纯度测定的电泳手册,四唑测定手册,种子健康测定手册的种传病原菌的注解目录,种子检验容许差距与精确度测定手册,农作物与园艺作物种子小型清选设备手册等已成为实验室必备的工具。
3种子质量控制的新技术发展
20世纪发展最快的两大技术是现代生物技术和计算机信息技术。作为农业科学领域重要的组成部分,种子科学也借助这两种技术的发展得到了极大的促进。首先是现代生物技术在种子质量控制中的应用,利用各类电泳技术进行种子纯度鉴定。目前已经开始应用的有鉴定小麦和大麦品种的聚丙烯酰胺凝胶电泳,鉴定豌豆属和黑麦草属的聚丙烯酰胺凝胶电泳,测定玉米杂交种子纯度和鉴别品种真实性的超薄层等电聚焦。目前我国主要有玉米种子纯度盐溶蛋白聚丙烯酰胺酸性凝胶电泳,水稻种子酯酶同工酶聚丙烯酰胺凝胶电泳,白菜、番茄等许多蔬菜种子的等电聚集电泳。此外PcR技术的应用也在品种的真实性鉴定和GM0种子检测中得到应用。
信息技术在种子质量控制中的应用主要有品种纯度的电泳图像分析,种子净度的自动图像分析,发芽图像自动分析和种子活力的自动化分析。尤其是种子活力的自动分析系统,传统的种子活力测定方法主要有幼苗生长特性测定,抗逆抗性测定和生化特性测定,这些方法存在的普遍问题是不能够快速、有效预测种子田间出苗生产潜力。种子活力的自动分析系统可以用数量关系表示种子活力。应用这种系统在新品种选育中可以确定最快、最均一的出苗育种材料,区分不同品种间种子活力,确定在逆境压力、地理区域和气候下的最佳出苗品种。在种子质量控制中应用该系统可以确定最差种子质量标准,从而为改进种子库存管理措施提供技术指导。可以对将要进行种子质量改善的种子确定处理的价值和工艺,还可以检测确定包衣、浸种处理后的种子质量差别。该系统应用在种子营销中,可以使种子营销人员简单快捷地确定种子销售的最佳地点,并且与竞争对手的产品进行快捷直接比较。 |