章毅穎，褚云霞，鄧 珊*，任 麗*，陳海榮，趙 洪，張靖立，李壽國

（1上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，上海201403；2農(nóng)業(yè)農(nóng)村部植物新品種測(cè)試上海分中心，上海201415）

1 我國辣椒新品種育種現(xiàn)狀與趨勢(shì)

辣椒（Capsicumspp.）作為我國重要的蔬菜作物，因其適應(yīng)性強(qiáng)、營養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨(dú)特而得以廣泛栽培，深受廣大消費(fèi)者的喜愛。根據(jù)辣椒的園藝學(xué)進(jìn)行描述，在實(shí)際栽培生產(chǎn)中，以果實(shí)形狀為最主要的劃分依據(jù)，在農(nóng)藝學(xué)上把辣椒分為：甜椒、牛角椒、羊角椒、線椒、泡椒、朝天椒、螺絲椒等幾類［1］。

據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部大宗蔬菜體系統(tǒng)計(jì)，近年來我國辣椒年播種面積在150萬—200萬hm2，占全國蔬菜總播種面積的8%—10%，居蔬菜首位［2］。我國是世界第一大辣（甜）椒生產(chǎn)國與消費(fèi)國，辣椒在我國蔬菜產(chǎn)業(yè)中為第一大產(chǎn)業(yè)［3］，其中，中椒系列、興蔬系列、洛椒系列、甜雜系列、蘇椒系列、湘研系列等優(yōu)良品種享譽(yù)國內(nèi)外［4］。中國西北、西南、中南、華南各省均普遍栽培辣椒，形成世界有名的“辣帶”，辣椒已成為我國重要的蔬菜作物之一，在保證我國蔬菜周年均衡供應(yīng)中占重要地位［5］。

我國辣椒具有豐富的種質(zhì)資源，其種質(zhì)資源創(chuàng)新的主要途徑有：地方品種資源直接利用、有性或無性雜交途徑、誘變途徑、分子標(biāo)記途徑和轉(zhuǎn)基因途徑等［6］。20世紀(jì)70年代前，我國以地方品種資源為主要栽培對(duì)象，包括黑龍江‘雙富大辣椒’、河南‘云陽椒’、安徽‘雷陽大辣椒’、上?！验T’、福建‘永安朝天椒’、湖南‘湘潭遲斑椒’、四川‘江都豬大腸’、貴州‘遵義朝天椒’、西藏‘嘎玉辣椒’等［7-10］。20世紀(jì)50—60年代起，我國開始進(jìn)行辣椒育種工作，主要以傳統(tǒng)雜交育種為主，利用優(yōu)秀的地方種質(zhì)資源進(jìn)行篩選，例如湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜所的湘研系列利用‘湘潭遲斑椒’、‘矮樹早’、‘河西牛角椒’等地方品種；江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜所的早豐系列和蘇椒系列則利用本地品種‘南京早’。在無性雜交育種方面，一般利用雄性不育系和花藥離體培養(yǎng)技術(shù)獲得辣椒新品種，從而降低成本，提高育種效率、種子純度，增加品種抗性［11-12］，如湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)院的‘湘辣1號(hào)’、北京農(nóng)業(yè)大學(xué)的‘京辣2號(hào)’以及北京植物組織培養(yǎng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室推出的‘海豐’系列。誘變育種主要利用在航天環(huán)境的特殊誘導(dǎo)下，誘發(fā)種子的遺傳變異，例如黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)院的‘宇椒’系列。分子遺傳育種在辣椒的新品種培育方面得到了廣泛的應(yīng)用，如開發(fā)辣椒抗性性狀（如抗病性、抗病毒性、抗TMV性、抗瘡痂病性等）和果實(shí)性狀（辣味、果色、果實(shí)質(zhì)地、果實(shí)著生方式等）的標(biāo)記，以及構(gòu)建抗病蟲性、耐鹽和雄性不育等遺傳轉(zhuǎn)化體系［13］。

2 辣椒新品種保護(hù)現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部成立相關(guān)植物新品種保護(hù)體系，包括植物新品種保護(hù)辦公室、全國植物新品種測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、農(nóng)業(yè)植物新品種保護(hù)及測(cè)試技術(shù)專業(yè)委員會(huì)，建立了由植物新品種保藏中心、植物新品種測(cè)試中心及其測(cè)試分中心和專業(yè)測(cè)試站組成的技術(shù)支撐體系。2000年3月，辣椒公布于第二批農(nóng)業(yè)植物新品種保護(hù)名錄中，育種工作者可以通過申請(qǐng)植物新品種權(quán)來保護(hù)辣椒新品種。從植物新品種保護(hù)數(shù)據(jù)庫中得到的辣椒和蔬菜近二十年新品種累積申請(qǐng)量和授權(quán)量信息（圖1），可以看出，辣椒在2000—2002年并無新品種授權(quán)，從2003年開始授權(quán)量逐年上升，截至2018年蔬菜的累積申請(qǐng)量為2318份，授權(quán)量為678份，辣椒的累積申請(qǐng)量為380份，授權(quán)量為101份。蔬菜的申請(qǐng)量在2018年達(dá)到最大，申請(qǐng)量近626份；同樣，辣椒也在該年申請(qǐng)量最多，為110份；蔬菜和辣椒的授權(quán)量偶有波動(dòng)，但整體呈上升趨勢(shì)，蔬菜授權(quán)量在2015年和2016年均超過100份，但到了2017年回落至77份，而2018年數(shù)量回升，達(dá)163份；而辣椒的授權(quán)量在2011年和2017年分別有回落，2011—2013年的平均授權(quán)量只有1.7份，而截至2018年，5年間平均授權(quán)量達(dá)16份。2015年《種子法》的修訂，較大程度上激勵(lì)了蔬菜作物新品種的育種積極性以及提高了育種者植物新品種權(quán)的保護(hù)意識(shí)，因此在2015年后，蔬菜新品種的申請(qǐng)量和授權(quán)量上升趨勢(shì)明顯。2000—2018年辣椒新品種累積申請(qǐng)量和累積授權(quán)量在蔬菜類的占比分別為16.4%和14.9%。除此之外，截至2018年12月31日，國外在華申請(qǐng)辣椒屬新品種數(shù)量總計(jì)34份，其中荷蘭20份，美國11份，日本2份，瑞士1份。

圖1 辣椒和蔬菜新品種申請(qǐng)量與授權(quán)量時(shí)間變化Fig.1 Changes of new varieties of peppers and vegetables in the app lication and authorization

3 辣椒DUS測(cè)試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

植物品種的特異性（Distinctness）、一致性（Uniformity）和穩(wěn)定性（Stability）簡(jiǎn)稱DUS，植物品種DUS測(cè)試是指采用相應(yīng)的測(cè)試技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)，通過種植試驗(yàn)或室內(nèi)分析對(duì)待測(cè)品種的DUS進(jìn)行評(píng)價(jià)的過程，是各國品種管理的基本技術(shù)依據(jù)。DUS測(cè)試是保護(hù)植物新品種的基礎(chǔ)，是我國新品種審定工作的重點(diǎn)，是植物新品種保護(hù)體系的重要組成部分［4］。在我國，DUS測(cè)試機(jī)構(gòu)根據(jù)《植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測(cè)試指南》提供的相關(guān)性狀，采用田間測(cè)試的方法，將申請(qǐng)品種及其近似品種與標(biāo)準(zhǔn)品種種植在相對(duì)一致的條件下，觀察、測(cè)量并記錄其特征特性，在符合一致性和穩(wěn)定性的前提要求下，如果申請(qǐng)品種明顯區(qū)別于其近似品種，則認(rèn)為該申請(qǐng)品種符合品種的特性。

3.1 測(cè)試指南與操作手冊(cè)的研制

我國于2004年審定通過了由湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院等單位，周群初、鄒學(xué)校、張竹青、馬艷青、劉榮云、陳文超、戴雄澤、李雪峰等研制的《特異性、一致性和穩(wěn)定性測(cè)試指南 辣椒》。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部植物新品種測(cè)試（上海）分中心、（北京）分中心等單位使用該指南進(jìn)行辣椒新品種DUS測(cè)試。在實(shí)際使用操作過程中，發(fā)現(xiàn)部分概念、文字與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)不一致，部分性狀、性狀描述、性狀分級(jí)、標(biāo)準(zhǔn)品種選擇不夠合理，故植物新品種標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)于2008年提出對(duì)其進(jìn)行修改。由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部植物新品種測(cè)試（上海）分中心牽頭，協(xié)同農(nóng)業(yè)農(nóng)村部植物新品種測(cè)試中心和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部植物新品種測(cè)試（北京）分中心，對(duì)該指南（送審稿）進(jìn)行修改。目前，我國適用的《植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測(cè)試指南 辣椒》（NY/T 2234—2012）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)于2012年12月7日發(fā)布，2013年3月1日正式實(shí)施。為了更好地對(duì)品種的特異性進(jìn)行評(píng)價(jià)，首先對(duì)測(cè)試品種按照分組性狀進(jìn)行分類。分組性狀是指在一個(gè)品種內(nèi)保持不變或者變異很小的性狀，并且這些性狀應(yīng)當(dāng)在所有品種包括已知品種、所選定的標(biāo)準(zhǔn)品種、申請(qǐng)的測(cè)試品種及其近似品種中具有多態(tài)性［4］。在辣椒行標(biāo)版測(cè)試指南中，分組性狀有5個(gè)，包括植株上部短縮節(jié)間的有無、成熟前果實(shí)的顏色、成熟時(shí)果實(shí)的顏色、果實(shí)縱切面性狀和果實(shí)胎座中辣椒素含量，刪除了2002年辣椒測(cè)試指南（測(cè)試版）中TMV抗性這條分組性狀。在植物新品種測(cè)試指南中，外觀形態(tài)特征為主要的測(cè)試性狀，但有時(shí)這些外觀特性不足以區(qū)分品種間的差異或反映品種的品質(zhì)，因此在指南中會(huì)增加了一些其他性狀。例如在辣椒指南中，除了外觀形態(tài)性狀44個(gè)，還包括農(nóng)業(yè)生物學(xué)性狀2個(gè)（如性狀47：生理成熟期）、生理生化性狀2個(gè)（如性狀48：果實(shí)辣味程度）以及抗病蟲性狀（如性狀49：對(duì)TMV的抗性）。

DUS測(cè)試的基本任務(wù)是通過研究各類植物育種現(xiàn)狀、栽培技術(shù)和種質(zhì)資源情況，制定相應(yīng)植物種類的特異性、一致性和穩(wěn)定性測(cè)試指南、操作手冊(cè)、拍攝技術(shù)規(guī)程及分子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；依據(jù)制定的標(biāo)準(zhǔn)，通過性狀表達(dá)狀態(tài)詳細(xì)描述育種者育成的植物類群/群體，并給予明確定義，判定其是否是品種，是否明顯區(qū)別于其他品種。在確定辣椒新品種時(shí)，先對(duì)其一致性進(jìn)行判定：對(duì)于開放授粉的品種，一致性判定采用2%的群體標(biāo)準(zhǔn)和至少95%的接受概率，例如當(dāng)樣本大小為20—41株時(shí)，最多可允許有2個(gè)異型株；當(dāng)樣本大小為42—69株時(shí)，最多可允許有3個(gè)異型株。而如果一個(gè)品種具備一致性，則可認(rèn)為該品種具備穩(wěn)定性；必要時(shí)可以種植該品種的下一代種子，與先前提供的繁殖材料相比，若性狀表達(dá)無明顯變化，則判定該品種具備穩(wěn)定性。對(duì)于特異性的判定，要求申請(qǐng)品種應(yīng)明顯區(qū)別于所有的已知品種。只有辣椒新品種同時(shí)具備了新穎性、特異性、一致性、穩(wěn)定性及適當(dāng)?shù)拿?，才可以向農(nóng)業(yè)農(nóng)村部植物新品種保護(hù)辦公室提出新品種保護(hù)的申請(qǐng)［4］。

《辣椒新品種DUS測(cè)試操作技術(shù)規(guī)程》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》）是辣椒指南的補(bǔ)充說明，由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部植物新品種測(cè)試（上海）分中心、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技發(fā)展中心起草，于2013年12月研制完成。該《規(guī)程》對(duì)辣椒DUS測(cè)試的操作程序、栽培技術(shù)及田間管理要點(diǎn)、測(cè)試性狀觀測(cè)這三個(gè)方面做了詳細(xì)的說明。在“測(cè)試性狀觀測(cè)”章節(jié)，針對(duì)辣椒的每個(gè)觀測(cè)性狀，對(duì)其性狀類型、觀測(cè)類型、觀測(cè)時(shí)期以及觀測(cè)方法做了詳盡的解釋。對(duì)質(zhì)量性狀和假質(zhì)量性狀的代碼分級(jí)提供了狀態(tài)描述及圖示；對(duì)數(shù)量性狀代碼分級(jí)提供了數(shù)據(jù)參考和標(biāo)準(zhǔn)品種說明?！兑?guī)程》的制定，規(guī)范了辣椒DUS測(cè)試時(shí)的種植技術(shù)、操作程序和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，在很大程度上提高了測(cè)試的準(zhǔn)確性和效率，避免了由于測(cè)試人員的主觀判斷而導(dǎo)致的誤差。

3.2 分子標(biāo)記技術(shù)的應(yīng)用

分子標(biāo)記技術(shù)在植物新品中DUS測(cè)試種作為輔助鑒定的方式，一直在不斷地探索和完善。迄今為止，關(guān)于辣椒分子標(biāo)記的相關(guān)研究主要集中在RFLP、RAPD、SSR、AFLP四個(gè)標(biāo)記類型中，應(yīng)用范圍在遺傳多樣性分析、種子純度、遺傳圖譜構(gòu)建、輔助育種和基因定位等幾個(gè)方面［14］。例如：利用AFLP分子標(biāo)記鑒定12個(gè)形態(tài)近似且親緣關(guān)系密切的辣椒品種［15］；利用RAPD技術(shù)對(duì)辣椒變異性和種子純度進(jìn)行研究，并篩選除品種特異性引物以及區(qū)分所有參試雜交種的引物［16］；白占兵等［17］篩選出5對(duì)SSR特征性引物以區(qū)分32個(gè)辣椒雜交種及其父母本，初步建立了基于SSR分子標(biāo)記技術(shù)的辣椒種子純度鑒定體系；李淑紅等［18］利用SSR標(biāo)記技術(shù)對(duì)3個(gè)辣椒品種進(jìn)行了種子純度鑒定。分子標(biāo)記技術(shù)的應(yīng)用在品種特異性、一致性檢驗(yàn)以及近似品種與標(biāo)準(zhǔn)品種篩選中有著重要的參考價(jià)值。

目前，《辣椒品種鑒定技術(shù)規(guī)程SSR分子標(biāo)記法》農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已于2013年12月發(fā)布，2014年4月正式實(shí)施，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所、云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技發(fā)展中心共同起草。該技術(shù)規(guī)程利用SSR分子標(biāo)記法，開發(fā)出22對(duì)核心引物來區(qū)分鑒定辣椒品種。

4 存在的問題與建議

4.1 同質(zhì)化趨勢(shì)明顯

由于辣椒育種工作者育種時(shí)所利用的種質(zhì)資源有限，且育種技術(shù)具有一定的常規(guī)性和局限性，這在一定程度上限制了辣椒新品種培育的進(jìn)程，導(dǎo)致新品種在品質(zhì)、產(chǎn)量、抗性等方面趨于同質(zhì)化，很難有大的突破［14］。因此，在辣椒新品種的鑒定中，測(cè)試品種與其近似品種間的差異極其不明顯，特異性不合格，缺乏判定為新品種的必要條件，這樣既浪費(fèi)辣椒申請(qǐng)品種的生產(chǎn)成本和時(shí)間成本，延遲新品種保護(hù)的申請(qǐng)進(jìn)程，又不利于辣椒品種的種質(zhì)資源多樣性。要解決當(dāng)前辣椒育種中同質(zhì)化嚴(yán)重的問題，就要重視不同類型的種質(zhì)資源，尤其是對(duì)野生資源的開發(fā)利用，選擇性狀差異大的父母本進(jìn)行遠(yuǎn)緣雜交。

4.2 申請(qǐng)品種缺乏一致性

2016年1月1日實(shí)施的新修訂的《中華人民共和國種子法》第九十二條對(duì)一致性做了解釋：一致性是指一個(gè)植物品種的特性除了可預(yù)期的自然變異外，群體內(nèi)個(gè)體間相關(guān)的特征或者特性表現(xiàn)一致。品種一致性的判定需要排除由其自身繁殖特性決定的變異的影響，品種內(nèi)的性狀表達(dá)變異不應(yīng)超過某一規(guī)定的變異水平。辣椒是常異花授粉作物，品種內(nèi)遺傳變異大。在近年收到的辣椒申請(qǐng)品種中，由于一致性問題導(dǎo)致品種不合格的現(xiàn)象屢見不鮮，如2017年植物新品種測(cè)試上海分中心所收到的156個(gè)辣椒申請(qǐng)品種中，就有23個(gè)品種由于一致性不合格被退回。因此，育種人在追求品種性狀特異的同時(shí)，要注重品種的純化，提高育種水平。

4.3 品種保護(hù)執(zhí)法力度不夠

目前我國有相對(duì)完善的法律法規(guī)和司法解釋來保護(hù)我國的種子知識(shí)產(chǎn)權(quán)，包括《種子法》《植物新品種保護(hù)條例》《關(guān)于審理植物新品種糾紛案件若干問題的解釋》等，但是在執(zhí)法過程中，執(zhí)法部門的職責(zé)、程序以及合作并不十分明確，因此存在維權(quán)難度大，維權(quán)成本高等問題。從維權(quán)者角度來看，維權(quán)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最終補(bǔ)償；從侵犯者角度來看，處罰力度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于非法收益［19］。這樣不但沒有有效地遏制新品種權(quán)的侵犯行為，也大大影響了育種者創(chuàng)新育種的積極性。因此，要加強(qiáng)植物新品種保護(hù)的執(zhí)法力度，完善且優(yōu)化執(zhí)法程序，明確執(zhí)法責(zé)任，全面深入地宣傳植物品種權(quán)的必要性和重要性，提高品種權(quán)的保護(hù)意識(shí)，從而調(diào)動(dòng)育種創(chuàng)新的積極性，促進(jìn)種業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

4.4 辣椒測(cè)試指南亟需完善

在目前辣椒測(cè)試指南中，仍然存在一些問題：在判定“花梗姿態(tài)”這一性狀時(shí)，很難通過實(shí)際觀察到的花梗姿態(tài)來判定是否是直立、水平、下彎，很多情況下，花梗從基部開始向上的趨勢(shì)彎曲，而花最終低于花梗的基部，此時(shí)無法準(zhǔn)確判斷，而且此性狀在同一測(cè)試材料、同一植株內(nèi)變異很大，很難找到典型植株；而對(duì)于“果實(shí)形狀”，指南所列出的9個(gè)類型已經(jīng)無法涵蓋目前所測(cè)試的申請(qǐng)品種，例如線椒類型就難以歸類，而且“長(zhǎng)方形”和“梯形”在實(shí)際判斷中很難區(qū)分；“果實(shí)先端形狀”分“尖、圓、凹”三個(gè)性狀，但很多情況下，先端為尖但凹于內(nèi)，此時(shí)也很難判定；“果梗端凹陷”這個(gè)性狀在測(cè)試品種中極易分離，從而影響測(cè)試品種特異性的判斷。由此可見，在指南研制的過程中，要避免只關(guān)注品種間性狀差異而忽略品種內(nèi)性狀的變化，對(duì)性狀的選擇要有合適科學(xué)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法作為支撐依據(jù)；并且，DUS測(cè)試的重點(diǎn)不僅在于特異性檢測(cè)，而且要把一致性和穩(wěn)定性有機(jī)結(jié)合起來［20］。除此之外，提高測(cè)試人員的專業(yè)技術(shù)水平，加強(qiáng)測(cè)試工作的設(shè)施建設(shè)，對(duì)于整個(gè)測(cè)試指南的研制和品種測(cè)試過程有著積極的影響。

5 展望

我國辣椒種質(zhì)資源收集已超過2 000份，這為辣椒的新品種培育提供了豐富的原始材料。而在新品種保護(hù)相關(guān)法律法規(guī)的陸續(xù)頒布和育種家日益增長(zhǎng)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)的大環(huán)境下，辣椒新品種的申請(qǐng)量會(huì)不斷地增加，這不僅大大增加了辣椒DUS測(cè)試任務(wù)量，而且對(duì)測(cè)試指南的可操作性以及測(cè)試人員的專業(yè)性都提出了更高的要求。因此要不斷完善和提高辣椒DUS測(cè)試指南和操作技術(shù)，結(jié)合我國辣椒品種的形態(tài)變化趨勢(shì)，用科學(xué)的統(tǒng)計(jì)分析方法，適時(shí)地刪減或添加描述性狀，更好得對(duì)新品種進(jìn)行特異性描述。另外，在DUS測(cè)試輔助技術(shù)方面，對(duì)已開發(fā)或正在開發(fā)的分子標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化及數(shù)據(jù)庫的研究，建立配套的植物新品種分子測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，將分子輔助技術(shù)實(shí)際投入到DUS測(cè)試中，做到更準(zhǔn)確、更高效、更科學(xué)。總之，健全和完善測(cè)試技術(shù)體系，對(duì)辣椒新品種保護(hù)權(quán)的申請(qǐng)與維護(hù)提供有力的材料與數(shù)據(jù)支撐，為提高我國辣椒種業(yè)健康發(fā)展創(chuàng)造良好的保護(hù)環(huán)境。