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让“仿冒育种”无处遁形

实验员现场演示MNP分子鉴定技术操作流程。

创新是引领发展的第一动力,保护知识产权就是保护创新。在农业领域,植物新品种权保护已逐渐成为知识产权体系的重要组成部分。

目前我国农业植物新品种保护制度及相关鉴定技术发展如何?近日,记者来到农业农村部科技发展中心,深入探访我国农业植物新品种保护工作进展和相关分子鉴定技术应用情况。

新型检测技术实现准确、高效双突破,破解实质性派生品种检测难题

开展新品种保护离不开技术的支撑,DUS测试是植物新品种保护的技术基础和授权的科学依据。其中,DUS分别代表了品种特异性、一致性和稳定性的测定。

这在技术上是如何实现的?科技发展中心测试处副处长邓超介绍:“在DUS测试中,特异性的判定是难度最大的,因为特异性是指一个品种要与所有其他品种至少有1个性状的明显差异。很显然,将所有品种种到地里去比较是不现实的。”

因此在实际工作中往往将待测品种与近似品种进行比较,从而判定其是否具备特异性。这个筛选近似品种的过程,分子鉴定技术就发挥了重要的辅助作用。当然最终还需要通过田间表型进行验证。

邓超告诉记者,现在的技术不但可以实现2个品种的单独比对,如果某个“仿冒”品种申请授权,通过基因指纹图谱库的筛选,照样可以让其“原形毕露”。“目前,我们已经构建了玉米、水稻、柑橘、辣椒等13类作物的指纹图谱库,每年新申请的品种,我们都会放在库里‘跑一跑’,这样就可以把其中的‘嫌疑犯’抓出来。”

近年来,分子检测技术飞速发展,一种新型检测方法“MNP(多核苷酸多态性)分子鉴定技术”研发成功并开始投入应用。据了解,此项技术由农业农村部科技发展中心与江汉大学合作研发,破解了植物品种分子鉴定的技术难题,几年时间已经在各个领域取得了突破性的应用效果。

实验室里,技术研发负责人、农业农村部植物新品种测试中心实验室主任、江汉大学教授彭海演示着MNP分子鉴定技术的操作流程。“经过技术的研发、工艺的改良、试剂成分的调试,这项聚集了67项专利成果的精华全部都在这里。”他举起一根小小的管子介绍道:“这瓶试剂可同时检测水稻样品中的1033个标记,相比传统方法,效率提升了千倍以上。”他告诉记者,要保证1000多个反应在同一个体系里不‘打架’,实现大量基因标记位点的测序数据的高精准分析,是这项技术的最难攻破的关键点。

“同时,在品种亲缘关系的检测上,检测的位点越多,鉴定的结果就越精准。”技术的革新不但实现了工作效率的突破,相比传统鉴定技术只能检测22-48个位点,MNP分子鉴定技术可一次性检测317-1042个位点,准确率超过99.98%。

据彭海介绍,除了试剂的研发,芯片的制备也具有很高的科技含量。“这一张芯片可以一次检测2000个品种,每个品种检测1000多个基因位点,从反应到测序全部实现自动化、智能化,鉴定数据产生后将会上传到云端,任何人都可以随时随地上传数据并进行分析,从而实现技术的全国共享,为品种权保护、种子打假及维权鉴定提供了技术支撑。”

经过样品处理、PCR反应、测序、结果分析,产生的鉴定数据显示在屏幕上。“颜色越深表示亲缘关系越近,通过授权年限的比较,谁是谁的实质性派生品种便可一目了然。”彭海告诉记者,这项技术的应用不仅能在DUS测试、品种维权打假中发挥作用,更有力支撑了实质性派生品种的检测,这是其他常规传统分子鉴定技术所不具备的优势,也弥补了国内外空白。

改变育种同质化现象需要技术支撑、制度保障共同发力

近年来,我国种子企业和科研单位育种创新能力不断提高,优良品种不断涌现,有力支撑了我国种业的发展。我国自1999年4月23日正式加入UPOV公约1978年文本以来,植物新品种保护取得显著成效,目前我国农业植物新品种权年申请量超过7000件,连续四年位居UPOV成员首位,总量超过4万件。

“虽然我国已成为名副其实的新品种保护大国,但品种创新程度亟待提升。”农业农村部科技发展中心主任杨雄年指出,当前,我国农作物育种更多停留在对主要推广品种和核心骨干改造的“修饰性育种”和“模仿育种”上,同质化问题严重,突破性品种缺乏。

据悉,实质性派生品种(Essentially DerivedVariety),简称EDV,是指从原始品种派生而来,保留了原始品种重要特征特性而仅在个别性状上有差别的一类品种。实质性派生品种制度是国际植物新品种保护联盟(UPOV)公约1978年文本区别于1991年文本的核心内容。而MNP分子鉴定技术的研发和应用将为我国实质性派生品种制度的实行奠定强大技术支撑。

想要破解品种同质化问题,除了需要科学技术上的支撑,更需要制度的保障与引导。“下一步,我们将统筹推进《植物新品种保护条例》和相关法律法规修订工作,为打好一场种业翻身仗提供更坚实的制度保障。”杨雄年表示。

MNP分子鉴定技术实现全程国产化,市场应用前景广阔

曾经,我国种业领域关键技术、仪器设备、试剂耗材等都是一水“洋牌子”,这让我们一度在自主创新和育种研发上非常被动。

“2018年开始,我就下定决心,这项技术不光要研发成功,还要能实现全程国产化,现在整套体系操作下来,从试剂、仪器、芯片,到核心技术专利、数据系统、分析软件,其中有形、无形的成果,都掌握在我们自己手里。”回想起研发这项技术的初心,彭海十分感慨。

不光实现了技术上的“领跑”,研发团队还制定了一项涵盖16种植物品种DNA鉴定的国家标准与7项技术规范,填补了我国实质性派生品种DNA鉴定标准的空白,品种DNA指纹可在全社会共建共享。

“除了准确性和效率的提升,技术在通用性上也取得了巨大突破。”彭海表示,该技术不但可以准确鉴定棉花、小麦、油菜、莲藕、猕猴桃、香蕉等难以鉴定的多倍体和无性繁殖植物单一品种间的品种真实性和派生关系,对于混合样品的检测也十分准确有效。

“通过MNP技术的检测,不光能检出是否有混杂,还能确定是哪几种样品的混杂,混合比例是多少,这在种子混杂掺假等质控环节中将具有非常广阔的应用前景,这是其他常规技术难以实现的。”彭海说。

如果说在品种权授权、打假维权环节的应用可避免重复授权,阻断仿冒种子流入市场,但从源头上杜绝品种同质化现象,才是最切实高效的方法。

在品种选育过程中,该技术的应用让育种家对于品种创新性的预判成为可能。“通过与MNP指纹数据库的精准比对,育种单位可提前进行育种鉴定,放弃创新性不足的品种或品系,节省大量育种资源。”彭海介绍,MNP分子鉴定技术已在国家水稻良种重大科研联合攻关试行中。

记者 祖祎祎

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