1、品种纯度鉴定一、品种纯度的含义品种真实性和品种纯度是构成种子质量的两个重要指标,是种子质量评价的重要依据。这两个指标都与品种的遗传基础有关,因此都属于品种的遗传品质。品种纯度检验应包括两方面内容,即种子的真实性和品种纯度。种子的真实性是指一批种子所属品种、种或属与文件描述是否相符。如果种子真实性有问题,品种纯度检验就毫无意义了。品种纯度是指品种个体与个体之间在特征特性方面典型一致的程度,用本品种的种子数(或株、穗数)占供检验本作物样品种子数的百分率表示。在纯度检验时主要鉴别与本品种不同的异型株。异型株是指一个或多个性状(特征、特性)与原品种的性状明显不同的植株。国际种子检验规程中明确指出,
2、品种纯度测定适用的范围是,当送验者对报检的种或品种已有说明,并且具有一个可供比较、可靠的标准样品时,鉴定才是有效的。品种纯度检验的对象可以是种子、幼苗或较成熟的植株。二、品种纯度检验的意义品种真实性和品种纯度是保证良种优良遗传特性得以充分发挥的前提,是正确评定种子等级的重要指标。因此,品种真实性和品种纯度检验在种子生产、加工、储藏及经营贸易中具有重要意义和应用价值。研究表明,玉米种子纯度每降低1,造成的减产幅度就会接近l。在杂交稻种子生产中,亲本纯度每降低1,制种田纯度就会下降67,粮食生产就会减产10左右。在农业生产中,除种子纯度会对产量造成影响外,假种子的影响更大,有时会造成绝产。品种
3、真实性和品种纯度检验除在农业生产和种子生产中具有重要应用价值外,在品种登记管理、品种产权保护、品种亲缘关系研究以及遗传多样性研究中都有很高的应用价值。三、品种纯度检验的方法品种纯度检验的方法很多,根据其所依据的原理不同主要可分为形态测定、物理化学法测定、生理生化法测定、分子生物学方法测定和细胞学方法测定。根据检验方法的原理分类是品种纯度检验中较为公认的分类体系。除此之外,还可依据检验的对象分为种子纯度测定、幼苗纯度测定、植株纯度测定。根据检验的场所分为田间纯度检验、室内纯度检验和田间小区种植检验等。不管哪一种分类方法,在实际应用中,理想的测定方法要达到四个要求:测定结果能重演,方法简单易行,
5、物理方法和化学方法。物理方法如荧光鉴定法、煮沸法等,这些方法区别品种的种类较少,难以满足品种纯度准确测定的要求。化学方法主要依据化学反应所产生的颜色的差异区分不同品种,如苯酚染色法、碘化钾染色法等。同物理法一样,化学方法区别品种的种类较少,也难以对品种纯度准确测定。但这类方法测定速度快,在实际中有一定的利用价值。第三类生理生化法测定,是利用生理生化反应和生理生化技术进行品种纯度测定。这类方法中包括的技术较多,以生理生化反应为基础的有愈伤木酚染色法、光周期反应鉴定法、除草剂敏感性鉴定法等。这些方法鉴别品种的能力较低,因此,测定结果不太准确。以生理生化技术为基础的方法有电泳法鉴定、色谱法鉴定、免
6、疫技术鉴定等。色谱法技术含量较高,免疫技术需要大量技术开发研究,目前两者难以在生产实际中广泛应用。电泳法技术相对较为简单,依据蛋白质或同工酶电泳,可以相对准确地测定品种纯度,是目前品种纯度测定中较为快速准确的方法。第四类分子生物学方法测定。分子生物学方法种类非常多,它是在DNA和RNA等分子水平上鉴别不同品种。在DNA水平上根据国际植物遗传资源研究所Karp等人(1997)分类的方法,将目前应用的DNA分子技术分为3类:非PCR技术、随机或半随机引物PCR技术、特异PCR(目标位点PCR)技术。在RNA水平上可分为RTPCR技术、DDRTPCR技术等。目前在品种检测中最常用的分子技术主要有R
7、APD技术、SSR技术、AFLP技术以及RAPD技术。分子技术在品种DNA指纹的制作方面具有广泛的用途,在品种纯度测定方面因其技术复杂,成本高,目前难以广泛应用,但在这方面有着广阔的前景。第五类细胞学方法测定。细胞学方法主要依据染色体数量和结构变异、染色体带型差异以及细胞形态的差异区分种及品种,在品种纯度测定中应用价值不大。综上所述,品种真实性和品种纯度测定的方法非常多,但在生产实际中真正能广泛应用的方法较少。本章将主要以国家和国际标准为依据,介绍在品种纯度检验中有着广泛应用价值的方法。四、种子纯度形态测定种子纯度的形态测定是纯度测定中最基本的方法,又可分为籽粒形态测定、种苗形态测定和植
8、株形态测定。冈其依据的形态性状的多少、差异大小和可靠性而影响测定结果的可靠性。在形态测定时主要从被检品种的器官或部位的颜色、形状、多少、大小等进行区别。检验中所采用的性状根据其明显程度、稳定情况等分为主要性状、细微性状、特有性状和易变性状。1、籽粒形态测定籽粒形态测定特别适合于籽粒形态性状丰富、粒型较大的作物。在测定时应特别注意因环境影响易引起变异的籽粒性状,同时该方法易受主观因素的影响。这一技术可以与计算机识别相结合对品种真实性和纯度进行快速测定,消除主观影响。测定方法:随机从送验样品中数取400粒种子,鉴定时须设重复,每个重复不超过100粒种子。根据种子的形态特征,逐粒观察区别本品种
10、,红色,深红(糯玉米有白色、黄色、紫色)。大田玉米多数为黄色和红色。主要看籽粒的背面,不要看有胚的一面。稃色:从穗轴上带下来的,实际上是穗轴色。分为白色、粉红色、红色、紫色(简单分红、白轴)。胚的大小、形状:有的胚较大;有的胚较小;有的胚光滑;有的有皱褶。花丝遗迹的位置与明显程度(花丝着生在籽粒上):有的看不到,用手才能摸到。位置有的靠边,有的明显;有的不明显。依据粒色及籽粒顶部颜色区别自交粒和杂交种。粒色和顶部颜色为深色的母本与粒色和顶部颜色为浅色的父本杂交,杂交种子粒色和顶部颜色变浅;相反,粒色和顶部颜色为浅色的母本与粒色和顶部颜色为深色的父本杂交,杂交种子顶部颜色和粒色变深;如果
11、是父母本粒色及顶部颜色相同,其杂交种与自交系之间很难通过粒色及顶部颜色区分。除粒色和顶部颜色外,杂交种子的粒型、稃色、棱角、花丝遗迹、胚部性状等均由母本基因控制,与自交粒没有区别。(3)小麦种子。粒色深浅:白、红、琥珀色。白度是一个重要指标,粒色白,面粉一般较白。粒形:短柱形、卵圆形、椭圆形、线形。质地:角质(透明度高),属优质麦,适合做面包;粉质(不透明、白色),馒头白。此外,还可依据种子背部性状(宽窄、光滑与否)、腹沟(宽窄、深浅)、茸毛(长短、多少)、胚的大小、突出与否、籽粒横切面的模式、籽粒的大小等性状进行区分。(4)大豆种子。可根据种子大小、形状(球形、扁球形、扁椭球形等
12、)、颜色(黄、青、红、褐、黑)深浅、光泽、脐色(黄、青、淡褐、褐、深褐、黑色)、脐形状(圆、椭圆、倒卵圆、肾形)等性状进行区分。(5)十字花科种子。根据种子大小、形状(球形、椭球形等)、颜色(白色、黄色、黄褐色、红褐色、黑褐色)、胚根轴隆起的程度、种脐形状、种子表面附属物有无、种子表面附属物多少及表面(网纹、网脊、网眼等)特性进行鉴定。2、幼苗形态测定在合适的发育条件下,让幼苗发育到一定阶段,根据幼苗的形态特征区别不同品种;或在一定的逆境条件下,根据品种对逆境的反应来鉴别不同品种。方法是随机数取净度分析后的净种子400粒,设置重复,每重复不超过l00粒。在培养室或温室中可以用l00粒,两次
16、、燕麦种子浸水1824h,用滤纸吸干表面水分,放入垫有l苯酚溶液湿润滤纸的培养皿内(腹沟朝下),室温下小麦保持4h、燕麦2h、大麦24h后,即可鉴定染色深浅。对于小麦,观察颖果颜色,大麦、燕麦观察内外稃的颜色。一般小麦染后的颜色可分为不染色、淡褐色、褐色、深褐色和黑色5种,将与基本颜色不同的种子取出作为异品种。快速法:将小麦种子用1的苯酚浸15min,取出放在铺有1苯酚湿润过的滤纸的培养皿中(腹沟朝下),并盖上贴有同样滤纸的培养皿盖。置3040温箱内,染色0.5lh,观察染色结果,区分本品种与异品种。(2)水稻。将种子浸水6h,取出放入1苯酚溶液中,室温下保持12h,然后取出用清水洗涤
18、区分不同品种。愈伤木酚染色的方法如下:将大豆种皮逐粒剥下,分别放入指形管内,然后注入1mL蒸馏水,在30下浸泡lh,再在每支试管中加入10滴0.5愈创木酚溶液,10min后,每支试管加人1滴0.1过氧化氢溶液,lmin后根据溶液呈现颜色的差异区分本品种和异品种。使用该方法时应注意,剥种皮时的碎整程度要一致,否则影响染色的深浅,进而影响测定结果。最好使用小的打孔器,将种皮打下,这样克服了种皮大小及碎整程度对染色结果的影响。3、荧光分析法紫外线能量较高,当照射物体时,就会产生光激发现象,被激发的电子很不稳定,由高能态转变为低能态时,便会产生一种可见光荧光。因不同品种和类型的种子,其种皮结
19、构和化学组成不同,在紫外线照射下发出荧光的波长不同,因而产生不同颜色。荧光分析可对种子或幼苗进行测定。(1)种子鉴定。取净种子100粒,4次重复,分别排在黑板上,放在波长为360mm的紫外分析灯下照射,试样距灯泡最好为1015cm,照射数秒或数分钟后即可观察,根据发出的荧光来鉴别品种或类型。蔬菜豌豆发出淡蓝或粉红色荧光,谷实豌豆发褐色荧光。无根茎冰草发淡蓝色荧光,伏枝冰草发褐色荧光。十字花科不同种发出荧光不同,白菜为绿色,萝卜为浅蓝绿色,白芥为鲜红色,黑芥为深蓝色,田芥为浅蓝色。(2)幼苗鉴定。国际上主要用于黑麦草与多花黑麦草的鉴别。取试样2份,各100粒,置于无荧光的白色滤纸上发芽,粒与
20、粒之间保持一定距离,于20恒温或2030变温培养。黑暗或漫射光,发芽床保持湿润,经14d即可鉴定。将培养皿移至紫外灯下照射,黑麦草根际不发光,多花黑麦草根际发蓝色荧光。羊茅与紫羊茅也可用同样的方法进行鉴定,但幼苗鉴定前发芽床上先用稀氨液喷雾,然后置于紫外灯下照射,羊茅根发蓝绿色荧光,而紫羊茅根则发黄绿色荧光。六、试验样品品种纯度鉴定的送验样品最小重量见表49。表49品种纯度测定的送验样品重量(g)种类限于实验室测定田间小区及实验室测定豌豆属、菜豆属、蚕豆属及种子大小类似的其他属甜菜属及种子大小类似的其他属所有其他属100025010020005002501、实验室鉴定方法在国际种子检验规程
21、和我国农作物种子检验规程中,种子真实性和品种纯度鉴定的方法主要包括种子形态鉴定、物理和化学鉴定、幼苗鉴定、田间小区种植鉴定和电泳鉴定等方法。各种方法在准确性、经济性和可操作性等方面均有不同程度的差异,可根据检验目的和要求的不同,本着简单、易行、经济、准确、快速的原则,选择合适的技术,(1)种子形态鉴定法鉴定的依据是不同品种的种子在外观形态特征方面的差异,如瓜类、豆类等种子的外观形态特征主要有种子颜色、花纹、大小、形状、光泽、蜡质、种脐的形状和颜色等。鉴定的方法是随机从送验样品中数取100粒种子,重复4次。鉴定时,须备有标准样品或鉴定图片和有关资料,必要时可借助放大镜等逐粒进行鉴定,区分出本品
22、种和异品种种子。分别计数,并计算出品种纯度。品种纯度是否达到国家标准种子质量标准或合同、标签的要求,可通过查表进行判断。(2)快速鉴定法目前国际上通用把化学鉴定和物理鉴定合称为快速鉴定。化学鉴定法主要根据因不同品种皮壳成分和化学物质的差异而造成的化学试剂反应显色的差异来鉴定不同的品种。如十字花科的种子可用碱液(NaOH或KOH)来鉴定种子的真实性,具体方法是:取试样两份,每份100粒种子,将每粒种子放入直径为8mm的小试管中,每管加入10的NaOH3滴,置于2528下2h,然后取出鉴定浸出液颜色。不同种子浸出液的颜色为:结球甘蓝为樱桃色,花椰菜为樱桃色至玫瑰色,抱子甘蓝、皱叶甘蓝为浓茶色,油柴、荠菜、芸薹为浅黄色,芜菁为淡色至白色,饲用芜菁为淡绿色。再如豆类可用种皮愈创木酚染色法来鉴定品种的纯度,其基本原理是不同豆类品种种皮内过氧化酶的活性不同而使愈创木酚(C7H8O2。)溶液呈现深浅不同的颜色,具体方法是随机从送验样品中数取100粒种子,4次重复,将每粒种子的种皮剥下,分别放人小试管内,然后注人1ml蒸馏水