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原创祖祎祎农民日报收录于合集#深一度56个
今年4月，由农业农村部主办、全国农技中心承办的全国农作物品种DNA指纹库公共平台（简称DNA指纹库平台）正式上线运行，实现了“农作物DNA指纹档案”的线上共用共享，解决了品种真实性鉴定中标准样品取样难、耗时长，侵权案件审判时效性差等问题，也为避免同质化育种提供了“参考数据库”。
人类指纹因其外观纹理具有高度特异性，常被用作个体标记。其实，动植物也有自己独一无二的“指纹”，就潜藏于巨量冗杂的DNA片段中——DNA指纹。
DNA指纹鉴定在法医学鉴定、医学诊断等领域的广泛应用，已为人所熟知。其实，在农作物品种鉴定领域，DNA指纹检测同样可以大显身手。
“应用SSR（简单重复序列）技术检测一个样品，只需要20—40粒种子，一个实验员3个工作日就可以完成。”农业农村部农作物种子质量监督检验测试中心（深圳）副主任刘晋介绍，按农作物品种鉴定的传统做法——田间小区种植鉴定，得选一大片地种植，至少要在一个作物生长周期持续观察测定，比如水稻，需要—天，“有时等鉴定结果出来，下个播种季已经错过了。”更关键的是，DNA指纹检测受人为因素影响极小，品种间1个碱基位点差异都能检测出来。
但一直以来，DNA指纹数据库标准样品来源和构建标准不统一等问题，制约着指纹检测技术在种业领域内的应用效能。今年4月，由农业农村部主办、全国农技中心承办的全国农作物品种DNA指纹库公共平台（简称“DNA指纹库平台”）正式上线运行，实现了“农作物DNA指纹档案”的线上共用共享，解决了品种真实性鉴定中标准样品取样难、耗时长，侵权案件审判时效性差等问题，也为避免同质化育种提供了“参考数据库”。
这么厉害的检测手段具体有什么用，怎么用，实际效果怎样？DNA指纹库平台的上线运行又为种子行业带来了哪些新变化？记者采访了农作物育种单位、种子检验机构、品种管理部门以及法律界专家，从不同侧面揭开农作物DNA指纹检测的“面纱”。
01
不同品种具有的特异性DNA片段组合构成了作物独一无二的“指纹”，用以“验明正身”的前提是建立准确、完整、共享的“指纹库”
“在植物基因组中存在一些特定的区间片段——SSR序列，它们在同一物种中普遍存在，但在不同品种中却高度特异，且不复杂、易鉴定，是区分不同品种的关键位点。这些位点的组合排列就相当于品种的DNA‘指纹’。”从事了20多年SSR分子标记研究的北京市农林科学院玉米研究所主任赵久然回忆，SSR—DNA指纹技术在我国种业领域初露锋芒，是在玉米育种领域。
如何利用SSR序列区分不同品种？
北京市农林科学院小麦研究中心副研究员庞斌双解释道：“SSR位点是包含1—6个碱基的简单重复序列片段。在同一物种的不同品种中，序列的重复数量各不相同，片段长短存在差异，区分度高，因此，通过检测位点片段的长度，即可作为判别品种身份的有效依据。”
“经过20年发展，SSR标记检测技术至今已相对成熟，在各类农作物种子纯度及品种真实性鉴定中有着广泛应用。近年来，作为第三代分子标记技术，SNP（单核苷酸多态性）标记检测技术飞速发展，凭借其高通量位点和高通量样品的检测优势，数据分析效率、数据兼容性、规模化和自动化水平大幅提升，逐渐受到业内青睐，成为DNA指纹检测技术的又一优势选择。”全国农技中心种子检验处处长金石桥介绍。
“目前来看，SSR和SNP技术各有优势，应用场景相对不同，二者结合应用，能满足目前我国种业发展的不同鉴定需求。”金石桥介绍，为服务种业发展，全国农技中心联合北京市农林科学院玉米所、小麦所以及中国水稻研究所等科研单位，先后联合制定了玉米、水稻、小麦等作物品种真实性、品种纯度的SSR、SNP分子标记法检测标准，为品种鉴定提供了“标尺”。
在各项检测标准中，检测位点的选择是快速区分品种的关键。
庞斌双介绍，在小麦品种真实性SSR分子标记法鉴定标准中，一个位点在不同小麦品种中的片段长度，就能达到30多种类型。通过42个这样高度特异的检测位点，能够很好区分现有小麦品种。
目前，我国玉米审定品种已达1.2万个以上，每年还有近万份组合参加区试，近年来玉米品种真实性鉴定面临新的挑战。北京市农林科学院玉米研究中心研究员王凤格指出，基于玉米品种真实性鉴定SNP标记法鉴定标准中的96个位点，抽取多份审定玉米杂交种、多份自交系标准指纹进行验证，数据表明区分度分别达到99.14％和99.24％。这意味着，从目前数以万计的品种市场上随便取一份玉米种子进行DNA检测，与DNA指纹数据库比较，就可以确定其真实“身份”。
待检的玉米种子样品。
我们都知道，在刑事案件调查中，通常要将犯罪嫌疑人指纹与数据库中的档案指纹进行筛查、比对，为后续调查获取关键证据。在农作物品种鉴定中，同样需要有这样一套“指纹档案”，为品种“验明正身”提供参考。这就是农作物品种DNA指纹库的价值所在。
那么，这个指纹库是如何建的？
金石桥介绍，为了确保了DNA指纹数据库的准确性和完整性，DNA指纹库构建采取平行试验、多家联合、交叉验证的方式。“我们联合组织了28家高水平研究机构、24家高精尖检验机构等全国优势单位，形成了上百家不同类型实验室优势互补、资源共享的DNA指纹检测技术体系。每个样品至少由两家建库单位开展平行实验，结果一致才可进入共享平台。”
据介绍，DNA指纹库平台集纳了玉米、水稻、小麦、向日葵等1.6万个品种的SSR、SNP指纹数据信息，这些信息就构成了农作物品种的“分子身份证”。
“最终，每个品种的检测数据汇集成一个图谱数据库，相当于为每个品种量身定制了独一无二的‘分子身份证’。通过调取‘身份证’信息，就可以直接进行比对。这样一来，既去除了很多重复测定工作，又避免了标准样品来源、鉴定标准不统一的问题。”庞斌双说。
检测机构人员正在对种子样品“DNA指纹数据图谱”进行比对分析。
02
品种数量井喷，同质化问题凸显，检测技术需求迫切，蔬果等小作物尤为突出
随着现代分子育种技术的飞速发展，农作物品种更新换代不断加快。在我国种业“放管服”改革推进下，品种准入通道逐渐放宽，“十三五”时期，国审及省审主要农作物品种超过1.6万个。但伴随品种数量迅速增加，同质化品种多、突破性品种少等现象凸显。
为保护育种者权益，激励育种原始创新，我国年开始实行植物新品种保护制度，农业植物新品种权申请总量已经突破5万件，目前已授权近2万件，年至年的申请量连续五年位居世界第一。
我国已成为全球第二大种子市场，无论在市场监管、破解品种同质化，或是品种权维权执法中，品种真实性鉴定的需求都在快速增长，对于检测技术的需求也越来越迫切。
分作物来看，蔬菜、果树等经济价值高的小作物需求尤为强烈。相较于玉米、小麦等大宗农作物，小作物种业市场监管难度更高，品种维权之路也更加艰辛。北京市农林科学院蔬菜研究所所长温常龙认为，在产业需求上，与主粮作物相比，DNA指纹检测在蔬菜领域的需求更广，作用也更大。
“原因之一在于蔬菜种类多、品种数量大。目前我国非主要农作物品种登记数量已超过2万个，其中蔬菜品种是大头，并且同质化品种较多。其次，蔬菜种子价格昂贵，几块钱一粒的品种很常见，假冒伪劣侵权概率也就比较高。”
温常龙粗略算了一下，普遍来讲，一亩菜田经济收益约是粮食作物的5—10倍，我国蔬菜产值约达2.5万亿元，经济效益占到约整个种植业产值的40％，侵权危害非常大。
温常龙认为，从技术角度来讲，蔬菜小作物检测技术的创建成本并不高，而推广应用价值却很高。“指纹鉴定技术的核心是基因组，而绝大多数蔬菜作物的基因组远远小于玉米、小麦等粮食作物，通常只有粮食作物的几分之一，在检测位点的选择上相对容易。而且，单个蔬菜作物的品种数量相对较少，品种间区分难度并不大。”
技术的推广除了要算“经济账”，还要算好“安全账”。一直以来，由于蔬菜种子经济效益高，蔬菜品种市场上的竞争格外激烈。温常龙说，一个品种选育时间需要8—10年，但寿命却很短，一般3—5年就会被淘汰，更新换代很快。企业选育品种资金、时间成本投入很大，如果育种者合法权益得不到保障，就会大大挫伤企业的研发投入积极性，长此以往将阻碍种业原始创新活力。因此，保障我国蔬菜种源安全和蔬菜种业的健康发展，更加需要高效快速的检测技术来支撑。
03
应用场景丰富多样，既能通过品种验真为权利人挽回经济损失，又能通过同质化筛查让育种方少走“冤枉路”
那么，DNA指纹技术在实际工作中究竟管啥用？
王凤格解释，DNA检测技术主要需要解决的两个关键问题，一是品种真实性验证，二是品种真实性身份鉴定。品种真实性验证在于证实“品”与“名”是否相符，主要是找差异。而品种真实性身份鉴定是指通过与DNA指纹数据比对，为未知品种“验明身份”，验证两个样品是否相同。
近年来，我国DNA指纹检测技术的发展突飞猛进，为适应不同检测需求，针对不同作物颁布了多项行业检测标准。
北京玉米种子检测中心副主任易红梅介绍，以玉米为例，年在对SSR技术不断优化完善的基础上，制定了行业标准《玉米品种鉴定技术规程SSR分子标记法》，该标准于年进行修订，将毛细管电泳技术纳入标准中，成为司法鉴定中应用最多的作物分子鉴定标准。年，借鉴国际植物新品种保护联盟相关测定指南，并结合玉米等分子标准的应用实践，制定并颁布了行业标准《植物品种鉴定DNA指纹方法总则》，推动了其他几十种农作物的分子鉴定技术标准化进程。年，随着SNP新型分子技术的成熟完善，颁布了行业标准《玉米品种鉴定技术规程SNP分子标记法》。“随着检测需求的多元化发展，会形成多种标记技术体系，多种检测平台方法分别服务于不同细分领域的检测需求。”
随着技术的不断成熟，DNA指纹检测在种业领域的应用场景也愈加丰富。
在种子市场监管检查、种子打假中，该技术已成为常规技术检测手段。
在春季农作物种子市场检查中，扦样人员在种子经营门店为开展发芽率、品种真实性检测等抽取样品。
据农业农村部种业管理司相关负责人介绍，年以来，通过DNA检测技术的应用，在全国种子市场监管中检测出真实性不合格种子样品超过批次。近10年来，平均每年检出涉嫌假冒稻品种2％左右、玉米品种5％左右；近5年来，平均每年检出涉嫌假冒小麦品种10％左右，进一步遏制假劣种子流入市场、田间地头，坑农害农。
在品种权纠纷中，通过技术鉴定确定侵权事实获判高额索赔的例子更是数不胜数。年发生的“金粳”植物新品种权纠纷案就是一个典型案例。
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